Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование процессов горения и теплообмена в воздухонагревателе смесительного типа

ФИО: Филатов А.В.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.ф.-м.н. Курносов Владимир Владимирович, Тихонова Влада Робертовна

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Теплофизики и экологии металлургического производства

Академическая группа: МЭТ-13-1

На сегодняшний день рынок диктует всё более жесткие условия конкуренции во всех областях, включая промышленность (металлургия, машиностроение, сфера производства строительных материалов). Таким образом, предъявляются всё более высокие требования как к качеству выпускаемой продукции, так и к оборудованию, на котором она производится.

Однако, соответствие новым стандартам качества (всё более сложные технологии и, как следствие, более высокоточное и сложное оборудование для их реализации и, соответственно, его освоение и работа с ним) не может быть в полной мере реализовано без обеспечения комфортных условий для обслуживающего персонала. Прежде всего это относится к созданию такой атмосферы в цехе, которая бы отвечала всем современным санитарным нормам. За осуществление этой сложной задачи в большой степени отвечает система отопления эксплуатируемых промышленных помещений и площадей.

Предлагаемый вариант системы отопления представляет собой нагревательное устройство смесительного типа, использующее природный газ и работающее по принципу струйно-факельного нагрева.

Основные требования, предъявляемые к рассматриваемому агрегату, это обеспечение чётко заданных значений температуры продуктов сгорания (являющихся в данном случае отопительным агентом) и отсутствие в них вредных компонентов, таких как, например, СО и NOx.

Для выбора соответствующей геометрии и режимов сжигания топлива, имеющих место в устройстве, проводились расчеты рассматриваемой системы с помощью прикладного пакета FloEFD. Задавались начальные и граничные условия на входе и выходе системы. Расчёт проводился с использованием системы дифференциальных уравнений, описывающих газодинамику, теплообмен и процессы горения в рабочем пространстве и сопряжённых областях.

Были проведены ряд экспериментов с изменением геометрических параметров системы (диаметр выходных отверстий сред, расстояния между теплообменными поверхностями и др.), а также соотношения горючего и окислителя, подаваемых в рабочее пространство исследуемой с системы.

Получены поля распределений температур по теплообменным поверхностям и в рабочей камере, значения коэффициентов теплоотдачи на поверхностях, распределения плотностей тепловых потоков, векторов скоростей, состав и распределение продуктов сгорания в рабочем пространстве.

На основе полученных результатов сформулированы предложения по оптимизации конструкции и режимов работы агрегата.