АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ДЫМОВЫХ ТРУБАХ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-3-82-89Ключевые слова:
дымовая труба, теплогенерация, диффузия, пар, серная кислота, конденсация, моделированиеАннотация
Рассматривается методика и результаты расчета диффузионных процессов в дымовых трубах теплогенерирующих установок. Методика состоит из шести этапов, включающих моделирование газодинамических и тепломассообменных процессов на основе дифференциальных уравнений движения, неразрывности потока, сохранения энергии.
Дифференциальные уравнения движения записаны для турбулентного режима. Для расчета параметров влагообмена в стенке трубы использовалась интегральная форма уравнения диффузии. Течение с теплообменом моделировалось в программном комплексе Flow Vision. Для расчета диффузионных процессов в стенке трубы использовалась разработанная авторами компьютерная программа.
С целью апробации методики произведены расчеты диффузионных процессов в железобетонной сборной дымовой трубы высотой30 ми диаметром 1,2 м при параметрах наиболее холодного месяца. В результате расчетов выяснено, что зоны возможной конденсации располагаются в наружных слоях стенки трубы или на ее наружной поверхности. Отмечено значительное влияние скорости течения дымовых газов в трубе на температурно-влажностный режим стенок.
Отличие методики от известных методик заключается в учете факторов, значительно влияющих на температурно-влажностный режим дымовых труб: размерных особенностей дымовых труб, нестационарности процессов, теплофизических и газодинамических характеристик удаляемых газов, состава природного газа. Методика на этапе проектирования дает возможность спрогнозировать диффузионные процессы в дымовых трубах теплогенерирующих установок, а также определить режимы эксплуатации действующих установок.Библиографические ссылки
Chi-Ming Chu, Md Mizanur Rahman, Sivakumar Kumaresan. [Improved thermal energy discharge rate from a temperature-controlled heating source in a natural draft chimney]. Applied Thermal Engineering, 2016, vol. 98, pр. 991-1002.
Liang Xu, Jingqi Yuan. [Thermodynamic properties calculation of the flue gas based on its composition estimation for coal-fired power plants]. Applied Thermal Engineering, 2015, vol. 90, pр. 366-375.
Yeon-Gun L., Yeong-Jun J., Dong-Jae C., Sin K. [Experimental Investigation of Steam Condensation Heat Transfer in the Presence of Noncondensable Gas on a Vertical Tube]. Journal of Energy Engineering, 2015, vol. 24, no. 1, pp. 42-50.
Варнашов В. В., Киселев А. А., Гребнов В. С. Расчетные исследования режимов работы кирпичных дымовых труб в условиях эксплуатации // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2016. № 1. С. 18–26. DOI: 10.17588/2072-2672.2016.1.018-026.
Pan P., Chen H., Liang Z., Zhao Q. [Experimental study on corrosion of steels for flue gas reheaters in a coal-fired power plant]. Applied Thermal Engineering, 2017, vol. 115, pp. 267-279.
Попов Д. Н., Варфоломеева О. И., Хворенков Д. А. Численное исследование неизотермических течений нефтепродуктов с учетом нестабильных вязкопластических свойств : монография. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2013. 64 с. ISBN 978-5-7526-0622-9.
Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты. М. : Госхимиздат, 1954. 350 с.
Дужих Ф. П., Осоловский В. П., Ладыгичев М. Г. Промышленные и вентиляционные трубы / под ред. Ф. П. Дужих. М. : Теплотехник, 2004. 464 с.
Петросян Р. А. Некоторые результаты определения точек росы продуктов сгорания различных топлив // Теплоэнергетика. 1958. № 2. С. 64–67.
Внуков А. К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. М. : Энергоиздат, 1981. 296 с.
Шицман С. Е. Точка росы дымовых газов // Теплоэнергетика. 1954. № 6. С. 58–60.
Хворенков Д. А., Варфоломеева О. И., Корепанов Е. В. Расчет температурно-влажностного режима стенок кирпичных и железобетонных дымовых труб // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19, № 9-10. С. 94–105.
Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М. : АВОК-Пресс, 2006. 256 с.
