Моделювання процесів теплообміну в топках водотрубних котлів дКВР(де)-10/14

Authors:

Редько А. О., Давіденко А. В., Павловський С. В., Кулікова Н. В., Костюк В. Є., Кирилаш О. І. / Redko A. O., Davidenko A. V., Pavlovskiiy S. V., Kulikova N. V., Kostyuk V. E., Kirilash O. I.

Харківський національний університет будівництва та архітектури,
кафедра теплогазопостачання, вентиляції та використання теплових вторинних енергоресурсів
Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського
“Харківський авіаційний інститут”,
проблемна науково-дослідна лабораторія діагностики авіаційних двигунів

Тhe results of a numerical study of heat transfer in water-tube boiler DKVR(DE)-10/14 furnace are provided. The geometric model of the inner cavity of furnaces and burners is constructed with help of boiler and burner GMG-7 drawings. The mathematical model of radiate and convective heat transfer with gravity in the gas path of the boiler on the basis of the Reynolds averaged incompressible Navier – Stokes equations is formed. The model incorporate continuity, momentum, energy and chemical components transfer equations of the gas mixture stored in a stationary manner. Model equations are locked by Newton’s law for a tensor pressure, Fourier law for heat flow, Fick law for mass flow, the Clapeyron law for the thermodynamic state of a gas mixture, k-ε Launder and Spalding turbulence model and Magnussen and Hjertager turbulent combustion model. Such results of numerical simulations as the gas flow temperature distribution in the boiler specific sections and the surface specific heat fluxe distribution on the furnace walls are presented. Determined the structure of the torch and the zone with the maximum temperature and heat. The calculations are also performed for the furnace to a dead-end tubular secondary emitter. It is shown that radiation heat flux density is increased by 15–20 %, the flue gas temperature is reduced to 970°C.

1. Тепловой расчёт котельных агрегатов. Нормативный метод. – М.: Энергия, 1973. – 232 с.
2. Акопьянц Б. Е. Недостатки конструкции промышленных котлов ДКВР-20-13 // Новости теплоснабжения. – 2000. – № 4. – С. 10–11.
3. Тайлашева Т. С. Анализ опыта эксплуатации котлов типа ДКВР // Вестник науки Сибири. – 2014. – № 3(13). – С. 11–15.
4. Басок Б. И., Демченко В. Г., Мартыненко М. П. Численное моделирование процессов аэродинамики в топке водогрейного котла с вторичным излучателем // Промышленная теплотехника. – 2006. – №1. – С. 17–22.
5. Герман М. Л., Бородуля В. А., Ноготов Е. Ф., Пальченок Г. И. Инженерный метод расчета температурного режима жаротрубных котлов с тупиковой топкой // Тепломассообмен ММФ- 2000: Труды IV Минского Междунар. форума. – Минск, 2000. Т. 2. – С. 21–30.
6. Хаустов С. А., Заворин А. С., Фисенко Р. Н. Численное исследование процессов в жаротрубной топке с реверсивным факелом // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 322. – № 4. – С. 43–47.
7. Михайлов А. Г. Методы расчёта теплообмена в топках котлов // Омский научный вестник. – 2008. – № 3(70). – С. 81–84.
8. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. – М.: Мир, 1990. – Т. 1. – 384 с.
9. Jakobsen H. A. Chemical Reactor Modeling. – Springer, 2008. – 1244 p.
10. Peters N. Turbulent combustion. – Cambridge University Press, 2000. – 304 p.
11. Суржиков С. Т. Тепловое излучение газов и плазмы. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. – 544 с.
12. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкости. – М.: Мир, 1991. – Т. 1. – 502 с.
13. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 152 с.