Методика теплового розрахунку теплоутилізатора з щільним шаром гранульованого матеріалу
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.05.01Ключові слова:
утилізація, низькопотенційна теплота, ефективність, коефіцієнт міжкомпонентного теплообміну, нерухомий шар, керамзитАнотація
Розглядається можливість використання низькопотенційних теплових вторинних енергоресурсів у вигляді газів, що відходять від промислових підприємств незначною енергетичної потужності, зокрема, харчових. Аналізуються теплоутилізатори з нерухомим щільним шаром гранульованих матеріалів, що забезпечують безпосередній теплообмін газу (повітря) з частками. Вказується на недостатню кількість ефективних розробок теплоутилізаторів низькопотенційної теплоти і відомостей по раціональним тепловим режимам їх роботи. Відзначається ефективність застосування гранульованих матеріалів у теплоенергетиці з позиції інтенсифікації процесів перенесення теплоти і маси. Описана методика теплового розрахунку контактного теплоутилізатора для визначення його геометричних характеристик і основних параметрів процесу. Запропонована методика враховує зміну коефіцієнта міжкомпонентного теплообміну в часі. Наведено результати розрахунків основних характеристик теплоутилізатора промислового призначення з нерухомою насадкою. В теплоутилізаторі з нерухомою насадкою не виникає необхідності в організації руху шару гранульованого матеріалу, що істотно спрощує експлуатацію і конструкцію теплообмінника. Представлені результати розрахунку теплоутилізатора з нерухомим шаром, призначеного для обігріву приміщення, розташованого безпосередньо поруч з вентиляційними каналами підприємства. У пропонованому теплоутилізаторі в періоді нагріву передача теплоти здійснюється при безпосередньому контакті газового потоку з частинками матеріалу, а в періоді охолодження теплота передається від зовнішньої поверхні теплоутилізатора в навколишнє середовище. Для отримання згладженої характеристики нагріву приміщення доцільно дублювати наповнені гранульованим матеріалом робочі канали теплоутилізатора і включати їх по черзі. Розрахований теплоутилізатор відрізняється порівняно високим значенням коефіцієнта корисної дії і можливістю роботи без прямого контакту частинок насадки з повітрям, що обігрівається. Розраховані на низькопотенційну теплоту конструкції теплоутилізаторів пропонуються для використання на підприємствах харчових виробництв.Посилання
Efimov, A. V., Goncharenko, A. L., Goncharenko, L. V. Sistema glubokoy utilizatsii teplotyi gazov, uhodyaschih iz kotelnyih agregatov [A system for the deep utilization of the heat of gases leaving boiler units]. Visny`k NTU «KhPI». Energety`chni ta teplotexnichni procesy` ta ustatkuvannya [Bulletin of the NTU "KhPI". Energy and heat engineering processes and equipment], 2013, 13(987), 73-80.
Dolins`ky`j, A. A., Basok B. I., Bazeev Ye. T., Kuchy`n G. P. Osnovni polozhennya koncepciyi nacional`noyi strategiyi teplozabezpechennya naseleny`x punktiv Ukrayiny` [Main provisions of the concept of the national heat supplying policy of settlements of Ukraine]. Promyishlennaya teplotehnika. [Industrial heat engineering], 2009, 31(4) , 68-77.
Fialko, N. M., Sherenkovsky`j, Yu. V., Stepanova, A. Y., Navrodskaya, R. A., Goluby`nsky`j, P. K., Novakovsky`j, M. A. Effektivnost sistem utilizatsii teplotyi othodyaschih gazov energeticheskih ustanovok razlichnogo tipa [Efficiency of systems for utilization of heat from waste gases of power plants of various types]. Promyishlennaya teplotehnika. [Industrial heat engineering], 2008, 30(3), 68-76.
Zakon Ukrayiny` «Pro energozberezhennya» vid 01.07.1994 r. № 74/94-VR. Vidomosti Verxovnoyi Rady` Ukrayiny1994, № 30. St. 283. [Law of Ukraine "On Energy Saving" of 07.07.1994 № 74/94-ВР. Information from the Verkhovna Rada of Ukraine, 1994, No. 30, Art. 283].
Ammar, Y., Joyce, S., Norman, R., Wang, Y., Roskilly, A. P. Low grade thermal energy sources and uses from the process industry in the UK. Applied Energy, 2012, 89(1), 3-20, doi: 10.1016/j.apenergy.2011.06.003.
Bohuslav, K., Zdeněk, J. Preliminary Design and Analysis of regenerative heat exchanger. Chemical engineering transactions, 2016, 52, 655-660, doi: 10.3303/cet1652110.
Snider, D. M., Dale, M. S. Three fundamental granular flow experiments and CPFD predictions. Power Technology, 2007, 176, 36-46, doi: 10.1016/j.powtec.2007.01.032.
Chandratilleke, T. T., Nadim, N., Batsioudis, K. Thermal performance and optimisation of a granular-bed heat recuperator. Fluid Mechanics and Thermodynamics: Material of12th International Conference on Heat Transfer. (Costa de Sol, Spain). Costa de Sol, 2016, 183–187, doi: 10.1615/ichmt.2008.cht.930.
Alizadeh, M., Sadrameli, S. M. Development of Free Cooling Based Ventilation Technology for Building: Energy Storage Unit, Performance Enhancement Techniques and Design Considerations-A review. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2016, 58, 619–645, doi: 10.1016/j.rser.2015.12.168.
Sadrameli, S. M., Ajdari, H. R. B. Mathematical modeling and simulation of thermal regenerators including solid radial conduction effects. Applied Thermal Engineering, 2015, 76, 441-446, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2014.11.035.
Ferreira, L. M., Castro, J. A. M., Rodriges, A. E. An analytical and experimental study of heat transfer in fixed bed. Internetional Jurnal of Heat and Mass transfer, 2002, 45, 95-196, doi: 10.1016/S0017-9310(01)00209-5.
Adeyanju, A. A., Manohar, K. Theoretical and Experimental Investigation of Heat Transfer in Packed Beds. Research Journal of Applied Sciences, 2009, 4(5), 166-177, doi: 10.1016/j.enconman.2012.07.025.
Nie, X. D., Besant, R. W., Evitts, R. W. Heat transfer between gas-solid phases within packed particle beds. Particulate science and technology: an international journal. 2010, 29(2), 151-162, doi: 10.1080/02726351.2010.536302.
Dolinskiy, A. A., Fy`alko, N. M., Navrodskaya, R. A., Gnedoj, N. V. Costoyanie i perspektivyi ispolzovaniya vtorichnyih energoresursov v energeticheskom hozyaystve Ukrainyi [State and prospects of using secondary energy resources in the energy sector of Ukraine]. Promyishlennaya teplotehnika. [Industrial heat engineering], 2012, 34(4), 94-103.
Arnov, R. I. Sostav i struktura toplivno-energeticheskih resursov promyishlennogo predpriyatiya. [The composition and structure of the fuel and energy resources of an industrial enterprise]. Moskva: Inform. [Moscow: Inform], 2007, 215.
Pospelova, T. G. Osnovyi energosberezheniya. [Basics of energy saving]. Minsk, 2000, 350.
Gorbis, Z. R., Kalenderyan, V. A. Teploobmenniki s protochnyimi dispersnyimi teplonositelyami [Heat exchangers with dispersed flow coolants]. Moskva: Energiya, 1975, 296 p.
Boshkova, I. L., Solodkaya, A. V., Volgusheva, N. V. Razrabotka teploobmennika s nepodvizhnoy granulirovannoy nasadkoy dlya utilizatsii nizkopotentsialnoy teplotyi [Development of a heat exchanger with a fixed granular nozzle for the utilization of low-grade heat]. Xolody`l`na texnika i texnologiya. [Refrigeration technology and technology]. 2018, 54(1), 11-15.
Solodka, A. V. Intensy`fikaciya teploobminu v teplouty`ly`zatorax z granul`ovanoyu nasadkoyu. [Intensification of heat exchange in heat-recovery tanks with granular nozzle] Avtoref. dy`s. … k.t.n. zi special`nosti 05.14.06 Texnichna teplofizy`ka ta promy`slova teploenergety`ka. [Thesis for the degree of a candidate of technical sciences in specialty 05.14.06 Technical thermophysics and industrial thermal power engineering]. ONAChT, Odessa, 2017, 24.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
