Модернізація нагрівача

Автор: та

Анотація: Запропоновано та обґрунтовано нагрівач установки очистки коксових газів.

Бібліографічний опис статті:

та . Модернізація нагрівача//Наука онлайн: Міжнародний електронний науковий журнал - 2018. - №11. - https://nauka-online.com/publications/technical-sciences/2018/11/modernizatsiya-nagrevatelya/

Стаття опублікована у: : Наука Онлайн No11 листопад 2018

Технічні науки

УДК 621.643-036.746

Ільєнко Анна Володимирівна

магістрант

Національного технічного університету України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Ильенко Анна Владимировна

магистрант

Национального технического университета Украины

«Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Ilienko Anna

Student of the

National Technical University of Ukraine

“Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Степанюк Андрій Романович

кандидат технічних наук, доцент кафедри машин та апаратів

хімічних і нафтопереробних виробництв

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Степанюк Андрей Романович

кандидат технических наук, доцент кафедры машин и аппаратов

химических и нефтеперерабатывающих производств

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»

Stepaniuk Andriy

PhD, Assistant Professor of Department of

Machines and Apparatus of Chemical and Petroleum Industries

National Technical University of Ukraine

“Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute

МОДЕРНІЗАЦІЯ НАГРІВАЧА

МОДЕРНИЗАЦИЯ НАГРЕВАТЕЛЯ

MODERNIZATION HEAT EXCHANGER

Анотація. Запропоновано та обґрунтовано нагрівач установки очистки коксових газів.

Ключові слова: нагрівач, теплообмінні трубки, теплообмін.

Аннотация. Предложено и обосновано нагреватель установки очистки коксовых газов.

Ключевые слова: нагреватель, теплообменные трубки, теплообмен.

Summary. The coke oven gas treatment unit heat exchanger is proposed and substantiated

Key words: heat exchanger, heat exchange pipes, heat exchange.

Постановка проблеми. При перенесенні тепла у рекуперативних теплообмінниках загально відомо, що коефіцієнт тепловіддачі залежить від середовища, а ефективність тепловіддачі залежить від коефіцієнта тепловіддачі та площі поверхні, що приймає участь у теплообміні.

Метою статті є обґрунтування модернізації нагрівача та алгоритм його розрахунку.

Виклад основного матеріалу. Для модернізації існуючого нагрівача було запропоновано встановлення голок на внутрішній поверхні теплообмінних трубок, що дозволить турбулізувати середовище, тобто збільшити коефіцієнт тепловіддачі та одночасно збільшити площу теплообміну без значного збільшення термічного опору.

Нагрівач, в якому розташовані теплообмінні трубки з голками на внутрішній поверхні наведено на рис. 1 [1].

               а                           б

Рис. 1. Нагрівач: а) загальна схема; б) схема перерізу теплообмінної трубки

1 – циліндричний кожух; 2 – кришка; 3 – днище; 4 –теплообмінні трубки; 5 – трубна решітка; 6 – перегородка; 7,8,9,10,11 – штуцери підводу та відведення; 9 – штуцер; 12 – голки на внутрішній поверхні труби.

Нагрівач працює наступним чином:

Щоб нагріти або охолодити речовину потрібно подати під тиском до штуцера 7 в камеру днища 3. Далі речовина рухається по пучках теплообмінних трубок 4 в наступну камеру. Отже, речовина поступово змінює свою температуру, проходячи всі теплообмінні трубки 4 та надходить у всі камери днища 3, речовина з потрібною температурою відводиться з апарату по штуцеру 8. В середину кожуха 1 по штуцеру 9 надходить нагріваючий або охолоджуючий теплоносій.

За рахунок голок в трубному просторі відбувається турбулізація потоку, що покращує проходження процес теплообміну та одночасно збільшує поверхню тепловіддачі.

Нагрівач модернізовано за допомогою теплообмінних трубок вони турбулізують потік для інтенсифікації теплообміну. Голки розташовані на внутрішній поверхні трубок у вигляді конуса. Вони забезпечує збільшення коефіцієнта тепловіддачі, а отже і теплопередачі, відповідно призводить і до збільшення продуктивності.

Основне рівняння теплопередачі (1) показує, яку кількість теплоти можна передати якщо збільшити площу поверхні контакту F або збільшити коефіцієнт тепловіддачі , який розраховується за формулою 2 [2].

        (1)

де  ,  – температура гарячого теплоносія; – температура холодного теплоносія;  − коефіцієнт тепловіддачі від гарячого теплоносія до стінки і від стінки до холодного теплоносія відповідно; F – площа.

Площа поверхні стандартних теплообмінних труб:

                 (2)

де R – радіус труби, L – довжина труби, n – кількість труб.

Площа поверхні теплообмінних труб з голками на внутрішній поверхні трубки:

                                                     (3)

 r – радіус кола основи голки (конуса); l – довжина твірної голки (конуса);

Після підстановки  і  в формулу (1) отримаємо відповідно Q1 і Q2. Якщо порівнювати  і , то видно, що  < , відповідно Q1 < Q2, де Q1 – це кількість тепла, що можна передати за допомогою стандартних труб, Q2 – це кількість тепла, що можна передати за допомогою труб з голками на внутрішній поверхні трубки.

Висновки. Порівнявши кількість переданої енергії до модернізації і після отримуємо підвищену ефективність нагрівача.

Література

  1. Заявка 201804529 Кожухотрубний теплообмінник / А.В. Ільєнко, А.Р. Степанюк; заявник А.В. Ільєнко − № u 2018 04529; заявл. 25.04.2018.
  2. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://studopedia.su/6_21707_teploperedacha-cherez-plosku-odnosharovu-i-bagatosharovu-stinki.htmlвід 20.11.2018

Перегляди: 449

Коментарі закрито.

To comment on the article - you need to download the candidate degree and / or doctor of Science

Підготуйте

наукову статтю на актуальну тему, відповідно до роздлів журналу

Відправте

наукову статтю на e-mail: editor@inter-nauka.com

Читайте

Вашу статтю на сайті нашого журналу та отримайте сертифікат