Совершенствование низкотемпературных систем отопления жилых зданий на основе рекуперативных теплообменных аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.03, кандидат наук Ангелюк Илья Павлович

• Ангелюк Илья Павлович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Ангелюк Илья Павлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

1.1 Энергосберегающие технологии систем теплоснабжения жилых зданий

1.2 Дымовые газы в качестве вторичного энергоресурса

1.3 Задачи исследования и методологические основы работы

1.4 Выводы

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РЕКУПЕРАТОРА СИСТЕМЫ ДЫМОУДАЛЕНИЯ

2.1 Моделирование системы коллективного дымоудаления

2.2 Математическое описание процесса рекуперации теплоты дымовых газов

системы коллективного дымоудаления

2.2.1 Параметры, характеризующие процесс теплообмена в рекуператоре теплоты дымовых газов системы коллективного дымоудаления

2.2.2 Параметры, участвующие в расчете аппарата рекуперации теплоты дымовых газов системы коллективного дымоудаления

2.3 Теоретическое исследование аэродинамических и термодинамических

характеристик рекуператора теплоты дымовых газов системы коллективного

дымоудаления

2.4 Исходные данные и результаты численного моделирования

2.4.1 Сводные результаты численного моделирования рекуператоров исследуемых конструкций

2.4.2 Характеристики рекуператора в виде пространственно-навитой конусовидной спирали с кожухом и крышкой-эжектором

2.5 Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РЕКУПЕРАТОРА СИСТЕМЫ ДЫМОУДАЛЕНИЯ

3.1 Описание экспериментального стенда

3.2 Экспериментальное исследование аэродинамических характеристик рекуператора предложенной конструкции

3.2.1 Определение коэффициентов аэродинамического сопротивления рекуператора предложенной конструкции

3.3 Экспериментальное исследование термодинамических характеристик рекуператора предложенной конструкции

3.4 Метрологический анализ экспериментальных исследований

3.5 Сопоставление итогов экспериментальных и теоретических исследований

3.6 Выводы

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ. МЕТОДИКА ПОДБОРА РЕКУПЕРАТОРА. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4.1 Методика и проведение промышленного испытания оборудования

4.2 Инженерная методика подбора предложенного рекуператора

4.3 Технико-экономическое обоснование

4.3.1 Определение срока окупаемости внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов для различных регионов Российской Федерации

4.3.2 Определение стоимости 1 Гкал выработанной тепловой энергии

4.3.3 Определение экономии денежных средств за срок эксплуатации в результате внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов

4.4 Выводы

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

6. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

8. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А. Патент №158256 «Конусный теплоутилизатор дымовых

газов бытовых котлов»

Приложение Б. Отчеты по результатам численного моделирования рекуператоров исследуемых конструкций

Приложение В. Графики определения результирующей температуры нагреваемого теплоносителя для различных площадей компенсационного

отверстия

Приложение Г. Пример расчета технико-экономических показателей

внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов

Приложение Д. Сравнительные графики стоимости 1 Гкал тепловой

энергии для различных регионов Российской Федерации

Приложение Е. Справка о внедрении материалов диссертационной

работы в орган государственной власти

Приложение Ж. Справка о внедрении материалов диссертационной

работы в проектную организацию

Приложение И. Справка о внедрении материалов диссертационной

работы в монтажную организацию

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование низкотемпературных систем отопления жилых зданий на основе рекуперативных теплообменных аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. На долю теплоснабжения жилищного сектора в Российской Федерации приходится 31,2 % от общего теплопотребления систем теплоснабжения. При этом наблюдается устойчивая тенденция по децентрализации систем теплоснабжения современного многоэтажного строительства, т.е. за счет установки бытовых индивидуальных котельных агрегатов в каждой квартире. Такая схема весьма эффективна и сточки зрения отсутствия потерь при транспортировке теплоносителя, и с точки зрения эффективности использования топливо-энергетических ресурсов. Реализация такой схемы теплоснабжения в жилищном секторе, согласно действующего законодательства, возможна с применением системы коллективного удаления дымовых газов от данных котлоагрегатов. Каждый котлоагрегат, сжигая газ, выбрасывает в коллективный дымоход около 50 килограмм дымовых газов в час с температурой свыше 120 °С, то есть, данные дымовые газы в системе коллективного дымоудаления, являются высокопотенциальным вторичным энергетическим ресурсом жилых зданий, использование которого, позволит значительно повысить энергоэффективность системы отопления и инженерных систем здания в целом.

В тоже время процессы рекуперации таких вторичных источников тепла не изучены в достаточной мере, особенно при естественном удалении дымовых газов.

Таким образом, вопросы эффективной рекуперации теплоты дымовых газов коллективного дымохода в многоэтажном жилищном строительстве являются современными и актуальными.

Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного Совета Республики Крым и в рамках НИОКТР ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», темы НИР: «Термомодернизация зданий и сооружений» № АААА-А19-119011790033-7 от 17.01.2019.

Степень разработанности темы диссертационного исследования. Фундаментальные вопросы работы систем отопления поднимались в трудах В.Н. Богословского, А.Н. Сканави, низкотемпературных систем отопления -

Г. Крафта. Вопросам конструирования теплообменных аппаратов посвящены труды Б.С. Петухова, Т. Холбера.

В последнее время вопросами совершенствования систем отопления занимались О.Н. Зайцев, А.Г. Кочев, вопросы рекуперации теплоты дымовых газов рассматривались Л.А. Кущевым, Э.В. Сазоновым, В.М. Семеновым,

B.М. Павловцом, вопросы повышения энергоэффективности - С.В. Корниенко,

C.А. Кибовским. Моделированию газовоздушных потоков посвящены исследования К.И. Логачева, О.А. Аверковой, А.М. Зиганшина, исследованию турбулентных газовоздушных течений - О.Н. Зайцева, В.М. Уляшевой, М. Abrahamsson. Также, были рассмотрены результаты трудов многих других авторов, чьи работы посвящены фундаментальным вопросам газодинамики, вопросам рекуперации и проблемам энергосбережения в целом.

Объект исследования - система рекуперации теплоты дымовых газов коллективного дымохода жилых многоквартирных зданий.

Предмет исследования - аэродинамические и термодинамические характеристики рекуператора системы рекуперации теплоты дымовых газов.

Цель работы заключается в совершенствовании процессов рекуперации теплоты от дымовых газов в системах коллективного дымоудаления с естественной тягой и использовании утилизированного тепла в системе отопления.

Для достижения поставленной цели диссертационной работы были сформулированы следующие задачи:

- методом численного моделирования систем коллективного дымоудаления определить основные термодинамические показатели теплоотдающей и тепловоспринимающей сред, участвующих в процессе рекуперации;

- исследовать рекуператоры различных конструкций, применяемых в газоходах, методами численного моделирования, для получения массива данных, характеризующих работу системы рекуперации теплоты дымовых газов в условиях естественной тяги дымохода;

- на основании результатов численного моделирования разработать конструкцию рекуператора теплоты дымовых газов и определить характеристики работы системы рекуперации с целью определения области экспериментальных исследований и основных влияющих факторов;

- экспериментально определить аэродинамические и термодинамические характеристики предложенной конструкции рекуператора теплоты дымовых газов и выполнить анализ полученных регрессионных уравнений;

- уточнить методику конструктивного подбора рекуператора системы рекуперации теплоты дымовых газов коллективного дымохода с учетом разработанной конструкции;

- выполнить оценку экономической эффективности внедрения разработанной системы рекуперации теплоты дымовых газов коллективного дымохода в жилых зданиях для различных регионов Российской Федерации.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. Численным моделированием аэродинамических, гидродинамических и теплотехнических характеристик различных конструкций рекуператоров выявлена тенденция устойчивого повышения эффективности работы конусных спиральных теплообменников за счет интенсификации процесса эжекции дымовых газов. Исходя из этого, предложена новая конструкция рекуператора теплоты дымовых газов (ППМ РФ №158256) при работе в условиях естественной тяги коллективного дымохода.

2. Получена регрессионная зависимость потерь давления дымовыми газами в рекуператоре предложенной конструкции (ППМ РФ №158256) от массового расхода дымовых газов системы коллективного дымоудаления и площади компенсационного отверстия внутреннего конуса кожуха рекуператора, анализ которой показал, что изменение потерь давления становится практически линейным при увеличении расхода дымовых газов.

3. Уточнен коэффициент аэродинамического сопротивления для рекуператора дымовых газов с учетом конструктивных отличий предлагаемого рекуператора.

4. Получено уравнение и создана графоаналитическая методика определения коэффициента аэродинамического сопротивления рекуператора системы коллективного дымоудаления в условиях естественной тяги дымохода.

5. Установлена регрессионная зависимость результирующей температуры нагреваемого теплоносителя после рекуперации от массового расхода и температуры дымовых газов системы коллективного дымоудаления, анализ которой показал, что рост температуры теплоносителя ограничивается с увеличением массового расхода дымовых газов, что позволяет определить наиболее рациональное соответствие температуре дымовых газов его массовому расходу для получения максимальной температуры нагреваемого теплоносителя.

Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке численных моделей аэродинамических и тепловых процессов, происходящих в рекуператорах различных конструкций при естественной тяге в коллективном дымоходе, позволивших разработать новую конструкцию рекуператора дымовых газов, отличающуюся тем, что повышение эффективности работы происходит из-за увеличения расхода дымовых газов через межтрубное пространство рекуператора за счет возникновения эффекта эжекции. Также, в результате экспериментальных исследований получены новые зависимости давления дымовых газов и температур нагреваемого теплоносителя, позволившие уточнить аэродинамические коэффициенты и температуры теплоносителей в методике подбора рекуператоров.

Практическая значимость диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Уточнена методика инженерного подбора рекуператора теплоты дымовых газов коллективного дымохода в условиях естественной тяги.

2. Предложен методический подход к определению экономической эффективности внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов с естественной тягой для различных регионов Российской Федерации.

3. Техническое решение по рекуперации теплоты дымовых газов, уточненная методика подбора рекуператора и методический подход к определению

экономической эффективности внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов апробированы на предприятиях Республики Крым и внедрены в практику проектирования и монтажа систем отопления и вентиляции ООО «Кирамет», ООО «Ти-М-Си Крым».

Методология и методы исследований. Методологической основой диссертационного исследования служат основные теоретические положения тепломассообмена, аэродинамики и гидродинамики в рекуперативных аппаратах. Методами в диссертационном исследовании послужили численное моделирование, методы планирования и обработки экспериментальных исследований, графоаналитический метод.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты численного моделирования аэродинамических, гидродинамических, теплотехнических характеристик различных конструкций рекуператоров с выявленной интенсификацией процесса эжекции дымовых газов при работе в условиях естественной тяги коллективного дымохода.

2. Предложенная конструкция рекуператора, отличающаяся тем, что состоит из корпуса, образованного двумя усеченными конусами разного диаметра с одинаковыми углами конусности, расположенными коаксиально, основания которых лежат в одной плоскости, между которыми навита медная труба-теплообменник таким образом, что опускается к усеченной части по внутренней поверхности наружного конуса, а поднимается по внешней поверхности внутреннего конуса в шахматном порядке и выходит наружу рекуператора, при этом сверху, на основания конусов, помещена крышка-эжектор, на боковой части наружной стороны которой сделана эжекционная прорезь, снизу - к усеченной части наружного конуса присоединен конусовидный конфузор (ППМ №158256).

3. Регрессионная зависимость потерь давления дымовыми газами в рекуператоре предложенной конструкции (ППМ №158256) от массового расхода дымовых газов системы коллективного дымоудаления и площади компенсационного отверстия внутреннего конуса кожуха рекуператора.

4. Коэффициент аэродинамического сопротивления для рекуператора дымовых газов с учетом конструктивных отличий предлагаемой конструкции, полученная графическая зависимость, позволившая создать графоаналитическую методику определения коэффициента аэродинамического сопротивления предложенной конструкции рекуператора в условиях естественной тяги дымохода.

5. Регрессионная зависимость результирующей температуры нагреваемого теплоносителя после рекуперации от массового расхода и температуры дымовых газов системы коллективного дымоудаления.

6. Уточненная методика инженерного подбора рекуператора теплоты дымовых газов коллективного дымохода в условиях естественной тяги.

7. Результаты расчетов экономической эффективности внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов с естественной тягой для различных регионов Российской Федерации.

Степень достоверности диссертационных исследований подтверждается использованием фундаментальных положений расчета теплообменных аппаратов рекуперативного действия; применением современных методов математического моделирования, расчетно-аналитического программного обеспечения; подтверждается удовлетворительным согласованием итогов теоретических исследований с результатами экспериментальных исследований.

Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались на следующих научно-практических конференциях: Международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов «Современные экологически безопасные и энергосберегающие технологии в природопользовании», Киев (2011 г.); III, V Научно-практическая конференция профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых КФУ «Дни науки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского», Симферополь (2017 г., 2019 г.); Международный научный форум «Неделя науки - 2019» на базе Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербург (2019 г.).

Внедрение. Техническое решение по рекуперации теплоты дымовых газов, уточненная инженерная методика подбора рекуператора и методический подход к определению экономической эффективности внедрения системы рекуперации теплоты дымовых газов апробированы на предприятиях Республики Крым (материалы исследований и методики расчета переданы в Государственный совет Республики Крым) и внедрены в практику проектирования и монтажа систем отопления и вентиляции ООО «Кирамет» и ООО «Ти-М-Си Крым». Также результаты исследований используются в учебном процессе при подготовке магистров по направлению 08.04.01 - Строительство.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ; в том числе 5 статей в журналах, входящих в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК РФ; 1 статья в издании, индексируемом в базе данных Scopus; получен 1 патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, с выводами по каждой из них, заключения, условных обозначений, библиографического списка и приложений. Общий объем работы 198 страниц, в том числе: 136 страниц - основной текст, содержащий 20 таблиц, 70 рисунков, 113 формул; список сокращений и условных обозначений на 8 страницах; список литературы из 161 наименования на 17 страницах; 8 приложений на 37 страницах.

Область исследования соответствует требованиям паспорта специальности ВАК РФ: 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение: п.1. «Совершенствование, оптимизация и повышение надежности систем теплогазоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования, методов их расчета и проектирования. Использование нетрадиционных источников энергии», п.2. «Технологические вопросы теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха», п.3. «Создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований систем теплоснабжения, вентиляции, кондиционирования воздуха, газоснабжения, освещения, защиты от шума».

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

1.1 Энергосберегающие технологии систем теплоснабжения жилых

зданий

Вопрос повышения энегоэффективности систем теплоснабжения рассматривался во многих трудах как отечественных, как и зарубежных ученых [112]. Анализируя данные труды можно заметить, что технологии повышения энергоэффективности систем теплоснабжения в целом и отопления, в частности, делятся на пассивные и конструктивные. К пассивным можно отнести мероприятия, не влияющие на конструктив систем, это - снижение потерь тепла с инфильтрирующимся воздухом, утепление наружных ограждающих конструкций зданий, утепление зарадиаторного пространства и т.д. Конструктивные меры предполагают качественное и количественное изменение элементов систем теплоснабжения, ее теплоисточника. Ниже приведена сводная таблица 1 конструктивных мер повышения энергоэффективности систем отопления жилых зданий.

Таблица 1 - Влияние энергосберегающих технологий на повышение энергоэффективности систем отопления

Энергосберегающая технология Экономический эффект, %

Модернизация узла ввода теплоносителя в здание 20-30

Применение погодозависимого регулирования на узле ввода 10-17

Поддержание расчетного расхода теплоносителя 7-12

Применение пофасадного регулирования 8-15

Установка термостатических клапанов 20-35

Замена нагревательных приборов на слабоинерционные 5-10

Анализируя данные, приведенные в таблице можно сделать вывод, что наиболее эффективными мероприятиями на данный момент являются модернизация узла ввода теплоносителя и применение термостатических клапанов с термочувствительным элементом, которые дают экономический эффект от 20 до 35%, значительно повышая энергоэффективность системы отопления.

На законодательном уровне повышение энергоэффективности систем отопления и теплоснабжения закрепляется Федеральным законом №190-ФЗ «О теплоснабжении» [13], статья 25 которой гласит «... обеспечение надежного теплоснабжения наиболее экономичным способом при минимальном вредном воздействии на окружающую среду, экономического стимулирования развития и внедрения энергосберегающих технологий». Также законодательно вопросы энергосбережении и повышении энергетической эффективности раскрываются в Федеральном законе № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [14], который в п.4, пп.5 и п.6, пп.7 статьи 14 ставит целевым показателем и одной из мер энергосбережения и повышения энергетической эффективности использование вторичных энергетических ресурсов.

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР), согласно формулировки Федерального закона № 261-ФЗ - это ресурсы, полученные в виде отходов производства и потребления или побочных продуктов в результате осуществления технологического процесса или использования оборудования, функциональное назначение которого не связано с производством соответствующих видов энергетических ресурсов. Таким образом, прямо включить применение технологии использования ВЭР на повышение энергоэффективности систем теплоснабжения и отопления невозможно, в связи с тем, что оценка их влияния будет рассчитывается иным способом.

В жилых зданиях образование вторичных энергоресурсов неразрывно связано с работой инженерных систем и бытом человека. Производимые вторичные энергоресурсы в основном являются низкопотенциальными и требуют

дополнительных технических средств для использования в качестве теплоисточника системы отопления или горячего водоснабжения [15-35].

Для организации необходимого воздухообмена в жилых зданиях используется явление конвекции - нагретый воздух, имея пониженную плотность, уходит через вентиляционные отверстия и отводится в атмосферу, а на его место через неплотности в окнах, дверях или специальные приточные клапаны. подсасывается свежий воздух с улицы [36]. При этом неизбежны потери тепла, так как на подогрев поступающего в помещение холодного воздуха необходимы дополнительный расход теплоносителя [36]. В работе [36] определяется, что в жилищном строительстве 25-30% тепловых потерь связано именно с работой вентиляции.

Температура вентиляционного воздуха составляет около +20°С и мало изменяется в течение года. Установки для рекуперации этого тепла [20, 34] имеют высокий среднегодовой коэффициент преобразования 3-4 и могут быть установлены практически во всех существующих жилых зданиях. На рисунке 1 приведена схема рекуперации теплоты вентиляционных выбросов, которая состоит из рекуператора (1), вентилятора (2), бака-аккумулятора (4), теплового насоса (5) и подключения к системе отопления (3).

Вентиляционный воздух как вторичный энергоресурс

Рисунок 1 - Теплонасосная система, использующая тепло вентвыбросов приточно-

Согласно исследований, при рекуперации около 50 % сбросного тепла вентвыбросов жилого фонда можно сократить потребление тепловой энергии примерно на 20 % прогнозируемых затрат энергии на теплоснабжение жилого фонда [36].

Сточные воды как вторичный энергоресурс

Канализационные стоки, как и вентиляционный воздух, являются вторичным энергоресурсом жилых зданий, который особенно удобен для использования тепловыми насосами. Сточные воды при температуре около +20 °С летом и редко менее +8 °С зимой имеются, как правило, во всех городских застройках. Согласно исследованиям, приведённым в [37], при использовании теплового насоса на нужды отопления, работающего от утилизированного тепла канализационных стоков, экономия достигает по сравнению с использованием газа - около 31,8%, электричеством - около 75%.

В статье [38] автор приводит опыт создания теплонасосной системы использующей необработанные сточные воды как источник нагрева и охлаждения воды. Теплообменники типа труба в трубе на теплонасосной станции сконструированы ниже насосной станции для перекачки сточных вод. Они используются для передачи тепловому насосу тепла сточных вод, протекающих через насосную станцию [38]. На рисунке 2 изображена схема теплонасосной системы, реализованной в городе Токио в Японии. Здесь смонтированы 3 тепловых насоса, с охлаждающей способностью 10,5 МВт и нагревающей способностью 12,8 МВт каждый, которые охлаждают воду до +7°С в летний период и нагревает до +47°С в отопительный период. Эта система уменьшает потребление энергии (электроэнергии) на 20% по сравнению с тепловым насосом, использующем воздух в качестве низкопотенциального источника тепла [38]. Теплота, полученная теплонасосной системой, покрывает потребности систем отопления и ГВС здания, в котором расположена.

Тепловой насос (НР-3) Тепловой насос (НР-2) Тепловой насос (НР-1)

Рисунок 2 - Схема системы теплонасосной системы рекуперации теплоты сточных вод

Исследования [15] по рекуперации теплоты сточных вод 38 квартирного 10-и этажного жилого дома с расчетными теплопотерями 130 кВт при помощи теплового насоса, рисунок 3, показали возможность компенсации 6 % от часовой потребности здания на отопление, и 9 % от суммарной нагрузки за отопительный период.

Рисунок 3 - Компенсация теплопотребности системы отопления: а) часовая; б) отопительный период

1.2 Дымовые газы в качестве вторичного энергоресурса

Озвученные ранее вторичные энергоресурсы жилых зданий, в виду низкого потенциала теплоносителя, пригодны к применению в качестве теплоисточника низкотемпературной системы отопления только совместно с тепловым насосом [24, 37, 38], что, в конечном итоге, ведет к повышению капитальных, эксплуатационных затрат и, как следствие - сроков окупаемости при внедрении данных систем. Дымовые газы, напротив, имеют весьма высокую температуру и поэтому применение их тепла возможно без поднятия потенциала теплонасосными системами.

Ключевой параметр, определяющий КПД котельного агрегата, - температура уходящих газов [39-41]. Тепло, теряемое с уходящими газами, составляет значительную часть всех тепловых потерь (наряду с потерями тепла от химического и механического недожога топлива, потерями с физическим теплом шлаков, а также утечек тепла в окружающую среду вследствие наружного охлаждения) [39]. Эти потери оказывают решающее влияние на экономичность работы котла, снижая его КПД. Отсюда становиться ясным, что эффективность котла зависит напрямую от температуры дымовых газов, и чем они ниже, тем КПД котла выше.

Оптимальная температура уходящих газов для разных видов топлива и рабочих параметров котла определяется на основании технико-экономических расчётов на самом раннем этапе его создания [39]. Максимально полезное использование тепла уходящих газов традиционно для промышленных котлоагрегатов достигается за счёт увеличения размеров конвективных поверхностей нагрева, а также развития хвостовых поверхностей - водяных экономайзеров, регенеративных воздухоподогревателей [39-41].

Температура уходящих дымовых газов, согласно действующей нормативной документации [42], должна находиться в диапазоне:

- 120 - 180 °С для котлов на твёрдом топливе (в зависимости от влажности топлива и рабочих параметров котла),

- 120 - 160 °С для котлов на мазуте (в зависимости от содержания в нём серы),

- 120 - 130 °С для котлов на природном газе.

Указанные значения определены с учетом факторов экологической безопасности, но в первую очередь, исходя из требований к работоспособности и долговечности оборудования, и внедрение комплекса мер по снижению температуры дымовых газов за котлом на существующем предприятии обеспечивает увеличение КПД всей установки, в состав которой входит котельный агрегат, используя, прежде всего, сам котёл (тепло, вырабатываемое в нём) [39-41].

Решение вопроса рекуперации тела дымовых газов, по своей сути, сводится к установке на участке газохода теплообменного аппарата, воспринимающего тепло дымовых газов нагреваемой средой (например, водой). Нагреваемая среда может быть, как конечным теплоносителем, который необходимо нагреть, так и являться теплоносителем промежуточного контура. На рисунке 4 представлена принципиальная схема устройства рекуперации теплоты дымовых газов.

О

Теплообменник

Топливо

Дымовые

Котёл

газы

Воздух

Нагреваемый контур

Дымовая труба

Рисунок 4 - Принципиальная схема устройства рекуперации теплоты дымовых газов

Конструкционно рекуператоры можно разделить на контактные, поверхностные, а также устройства с промежуточным теплоносителем.

Поверхностные рекуператоры - это традиционные калориферы, которые размещаются непосредственно в газоходе после печи (котла) и имеют серьезные недостатки, в виде увеличенного сопротивления проходу дымовых газов, ограничивающие их применение. Аппараты с жидким промежуточным теплоносителем получили название контактных теплообменников с активной насадкой (КТАН) [18].

В литературе вопрос использования тепла дымовых газов как вторичного энергоресурса ставился еще с 70-х годов 20 века [1, 2]. В основном, разработки велись по использованию тепла дымовых газов технологических печей, т.к. температура дымовых газов на выходе из печи, как правило, превышает 400°С, а количество теплоты, уносимой с дымовыми газами, составляет 25-30% от всей теплоты, выделяющейся при сгорании топлива [43-45]. Основные выводы можно изложить следующими тезисами:

- рекуперации теплоты следует применять при теплопроизводительности источника не ниже 25 ГДж/час;

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ангелюк Илья Павлович, 2021 год

7. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Каменев, П. Н. Отопление и вентиляция: учеб. для вузов. В 2-х ч., ч. 1. Отопление. Изд. 3-е, перераб. и доп. / П. Н. Каменев, А. Н. Сканави, В, Н. Богословский и др. - М.: Стройиздат, 1975. - 483 с.

2. Махов, Л.М. Отопление: учеб. для вузов. - М.: АСВ, 2002. - 576 с.

3. Крафт, А.Г. Системы низкотемпературного отопления: Перевод с немецкого С.Г. Булкина. - М.: Стройиздат, 1983. - 108 с.

4. Зайцев, О. Н. Проектирование систем водяного отопления / О. Н. Зайцев, А.П. Любарец. - Вена-Киев-Одесса: Herz, 2008. - 201 с.

5. Солнышкова, Ю.С. Совершенствование систем радиационного отопления зданий с целью сбережения энергетических ресурсов // дисс. канд. техн. наук 05.14.04 / Солнышкова Юлия Сергеевна. - Иваново, 2012. - 165 с.

6. Усадский, Д.Г. Совершенствование схем автономных источников теплоты в системах отопления и горячего водоснабжения // дисс. канд. техн. наук 05.23.03 / Усадский Денис Геннадиевич. - Волгоград, 2011. -197 с.

7. Зайцев, О.Н. Совершенствование систем низкотемпературного водяного отопления при количественно-качественном регулировании теплоносителя / О.Н. Зайцев, Л.В. Петрекевич, Д.М. Лукьянченко // Строительство и техногенная безопасность. - 2014. - № 51. - С. 109-112.

8. Зайцев, О.Н. Низкотемпературные системы отопления жилых зданий / О.Н. Зайцев, И.П. Ангелюк // Строительство и техногенная безопасность. - 2011. -№ 37. - С. 118-122.

9. Зайцев, О.Н. Экспериментальное исследование термодинамических характеристик рекуператора теплоты дымовых газов коллективного дымохода / О.Н. Зайцев, И.П. Ангелюк, С.А. Егоров // Неделя науки СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием, Инженерно-строительный институт. - СПб.: Изд-во СПбПУ, 2019. - С. 31-33.

10. Шеранов, Н.М. Совершенствование и оптимизация систем отопления здания с использованием солнечной и геотермальной энергий / Н.М. Шеранов // Известия Ошского технологического университета. - 2014. - С. 64-67.

11. Кобелев, Н.С. Энергосберегающее решение в биосферных системах отапливаемых жилых и общественных зданиях / Кобелев Н.С., Минко В.А., Кобелев В.Н., Семиненко А.С., Гунько И.В., Токарева А.В., Тарасов Д.М. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2014. - № 2. - С. 62-65.

12. Ангелюк, И.П. Теплоисточники низкотемпературных систем отопления жилых зданий / И.П. Ангелюк // Сборник тезисов докладов: международной научно-практической конференции молодых ученых и студентов «Современные экологически безопасные и энергосберегающие технологии в природопользовании». - Киев: Изд-во КНУСА, 2011. - Часть.1. - С. 171-174.

13. О теплоснабжении: [федер. Закон: принят Гос. Думой 27 июля 2010 г.]. - М.: АО Кодекс, 2010. - 74 с.

14. Об энергосбережении и энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: [федер. Закон: принят Гос. Думой 11 нояб. 2009 г.]. - М.: АО Кодекс, 2010. - 86 с.

15. Зайцев, О.Н. Использование тепла канализационных стоков на нужды отопления жилых зданий теплоносителя / О.Н. Зайцев, А.М. Верламов, И.П. Ангелюк // Строительство и техногенная безопасность. - 2011. - №2 40. - С. 145-148.

16. Усенков, Р.А. Использование вторичных энергоресурсов в виде теплоты производственных помещений для отопления жилых зданий / Р.А. Усенков // Приднепровский научный вестник. - 2018. -№ 1 Том 9. - С. 78-82.

17. Липко, В.И. Энергоресурсосберегающие инновационные технологии тепло-, газо-, воздухоснабжения жилых зданий и использование возобновляемых вторичных и природных энергоресурсов в градостроительстве / В.И. Липко, О.Н. Ширкова // Вестник полоцкого государственного университета: Серия f: Строительство, прикладные науки. - 2016. - №8. - С. 89-95.

18. Серегина, Ю.С. К вопросу выбора сточно-фреонового теплообменника для парокомпрессионного насоса / Ю.С. Серегина, В.Т. Щукина, Мухаммед Д. Абуаяш // Экология и промышленность России. - 2018. - № 8 Том 22. - С. 4-7.

19. Осипов, С.Н. Повышение эффективности получения тепловой энергии из бытовых стоков / С.Н. Осипов, А.В. Захаренко // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2018. - № 5 Том 62. - С. 482-498.

20. Щетинина, И.А. Утилизация низкопотенциальных вторичных энергоресурсов: учебн. пособие для вузов / И.А. Щетинина, В.П. Кожевников. -Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2003. - 88 с.

21. Казаченко, С.В. Солнечная энергетика в Крыму: метод. пос. / С.В. Казаченко, С.А. Кибовский. - Симф.: ФЛП Бражникова Н.А., 2008. - 201 с.

22. Аверкова, О.А. Энергосбережение в системах вытяжной вентиляции / О.А. Аверкова, К.И. Логачев, В.А. Уваров // Строительство и техногенная безопасность. - 2018. - № 11(63). - С. 137-146.

23. Григоров, В.Г. Утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях / В.Г. Григоров, В.К. Нейман, С.Д. Сураков и др. - М.: Химия, 1987. -240 с.

24. Зайцев, О.Н. Рекуперация теплоты дымовых газов коллективного дымохода в жилых многоквартирных зданиях [Электронный ресурс] / О.Н. Зайцев, И.П. Ангелюк // Сборник тезисов докладов участников V научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых «Дни науки КФУ им. В.И. Вернадского». - Симферополь: Изд-во КФУ им. В.И. Вернадского, 2019. - С. 129-130. - Режим доступа: https://science-days.cfuv.ru/sites/default/files/2019-12/Тезисы_АСиА_12_12.pdf

25. Захаров, М.К. Сравнительная оценка эффективности применения тепловых насосов в периодических и непрерывных процессах / М.К Захаров // Химическая промышленность. - 2002. - № 2. - С. 3-19.

26. Методика определения выхода и экономической эффективности использования побочных (вторичных) энергетических ресурсов / Госкомитет СМ

СССР по науке и технике. Науч. совет по проблеме "Энергетика и электрификация". АН СССР. Науч. совет по комплексным проблемам энергетики. Госплан СССР. Укр. филиал НИИ планирования и нормативов. - М.: [б.и.], 1972. - 39 с.

27. Зайцев, О.Н. Технико-экономическое обоснование использования системы рекуперации теплоты дымовых газов / О.Н. Зайцев, И.П. Ангелюк // Строительство и техногенная безопасность. - 2019. - №16(68). - С. 99-104.

28. Вяткин, М.А. Вторичные энергетические ресурсы промышленности. / М.А. Вяткин. - М.: Всесоюз. заоч. политех. ин-т, 1986. - 44 с.

29. Baatz, E., Heidt G. Erstes abwärmekraftwerk nach dem organic-rankinecycle-verfahren für die restnutrung der Klinkerkühlerabuft / E. Baatz, G. Heidt // Zement-KalkGips int. - 2000. - Vol. 53 № 8. - P. 425-436.

30. Schüphaus, K. Cleaning of coke-oven gas for use as fuel / K. Schüphaus // Steel Times. - 1997. - Vol. 225 № 5. - P. 186-188.

31. Кирвель, И.И. Энергосбережение / И.И. Кирвель. - Минск: БГУИР, 2007. - 116 с.

32. Лотош, В.Е. Технологии основных производств в природопользовании. Изд. 3-е, перераб. и доп. / В.Е. Лотош. - Екатеринбург: УрГУПС, 2002. - 553 с.

33. Харитонов, В.В. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды / В.В. Харитонов, В.А. Голубев, В.М. Овчинников, В.Л. Лиходиевский. -Минск: Вышейшая шк., 1988. - 171 с.

34. Данько, В.П. Использование альтернативных источников энергии и вторичных энергоресурсов в холодильной отрасли: учеб. пособие / В.П. Данько, А.Б. Кудрин, В.Н. Радионенко. - Донецк: Ладопринт, 2015. - 215 с.

35. Аксёнова, И.Н. Энерго- и ресурсосберегающие технологии муниципальной теплоэнергетики на основе установок термоуничтожения отходов: диссертация: дисс. канд. техн. наук: 05.14.06 // Аксёнова Инна Николаевна. -Одесса, 2010. - 164 с.

36. Васильев, Г.П. Источник вторичных энергоресурсов - вентиляционные выбросы жилых квартир / Г.П. Васильев, Н.А. Тимофеев, А.А. Бурмистров // Журнал «Энергосбережение». - 2010. - №4. - С. 14-18.

37. Шилкин, Н. В. Утилизация тепла канализационных стоков / Н. В. Шилкин // Сантехника. - 2003. - №1. - Режим доступа: https://www.abok.m/for_spec/artides.php?md=1929

38. Климчук, А. Использование тепла канализационных стоков / А. Климчук, А. Троицкий, А. Лужанская // Сборник Мойю1. - 2010. - - С. 74-79.

39. ГК Ланит. Утилизация тепла дымовых газов: экология с выгодой // habr.com: сообщество 1Т-специалистов. 2019. - Режим доступа: https://habr.com/ru/company/lanit/blog/460419/ (дата обращения: 08.12.2020).

40. Воликов, А.Н. Совершенствование энергосберегающих и природоохранных технологий и конструкций отопительно-коммунальных котельных малой мощности: дисс. д-ра техн. наук: 05.23.03 // Воликов Анатолий Николаевич. - СПб, 2001. - 546 с.

41. Ангелюк, И.П. Утилизация теплоты отходящих дымовых газов бытовых котлов / И.П. Ангелюк // Строительство и техногенная безопасность. - 2016. -№5(57). - С. 32-33.

42. СП 89.13330.2016 Котельные установки. Актуализированная редакция СНиП 11-35-7. - М.: Минстрой, 2017. - 99 с.

43. Алексеева, Т.А. Основы энергосбережения: учеб. пособие / Т.А. Алексеева. - Новополоцк: УО «ПГУ», 2012. - 135 с.

44. Кибовский, С.А., Энергосбережение в Крыму / С.А. Кибовский, С.А. Ефимов. - Симф.: Таврия Плюс, 2011. - 208 с.

45. Стребков, А.С. Энергосбережение: правовая база, технологии и технические средства / А. С. Стребков, Г. Я. Михальченко, В. А. Хвостов. - Брянск: БГТУ, 2005. - 303 с.

46. Дорохова, Н. А. Утилизация теплоты дымовых газов котельного агрегата при помощи теплового насоса / Н. А. Дорохова // Исследования и разработки в области машиностроения, энергетики и управления: материалы XVII Междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2017. - С. 233-237.

47. Бурокова, А.В. К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий / А.В. Бурокова, Ю.А. Рахманов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент».

- 2014. - №1. - С. 17-27.

48. СП 41.108.2004 Поквартирное теплоснабжение жилых зданий с теплогенераторами на газовом топливе. - М.: Госстрой, 2004. - 15 с.

49. Ангелюк, И.П. Модернизация системы отопления на основе установки рекуперации тепла [Электронный ресурс] / И.П. Ангелюк // Сборник тезисов докладов III научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов, студентов и молодых ученых «Дни науки КФУ им. В.И. Вернадского». - Симферополь: Изд-во КФУ им. В.И. Вернадского, 2017. - Том.2.

- С. 198-199. - Режим доступа: http://science.cfuv.ru/wp-content/uploads/2017/11/ACA.pdf

50. Бухмиров, В.В. Тепловой расчет рекуперативного теплообменного аппарата / В.В. Бухмиров, Д.В. Ракутина, Ю.С. Солнышкова, М.В. Пророкова. -Иваново: ИГЭУ, 2013. - 124 с.

51. Шипилов, В.М. Пример расчета теплообменника: метод. указания / В.М. Шипилов, В.В. Бухмиров. - Иваново: ИЭИ, 1988. - 32 с.

52. Лебедев, П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки: учеб. для вузов / П.Д. Лебедев. - М.: Энергия, 1972. - 320 с.

53. Справочник по теплообменникам: в 2 т. / Пер. с англ. под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Том 1. - 559 с.

54. Жукаускас, А.А. Конвективный перенос в теплообменниках: учеб. пособие / А.А. Жукаускас. - М.: Наука, 1982. - 472 с.

55. Калафати, Д.Д. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена: учеб. пособие / Д.Д. Калафати, В.В. Попалов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с.

56. Кулинченко, В.Р. Справочник по теплообменным расчетам: учеб. пособие / В.Р. Кулинченко. - Киев: Техника, 1990. - 165 с.

57. Виноградов, С.Н. Выбор и расчет теплообменников: учеб. пособие / С.Н. Виноградов, К.В. Таранцев, О.С. Виноградов. - Пенза: ПГУ, 2001. - 100 с.

58. Карабанов, Ю.Ф. Расчет теплообменника: учеб. пособие / Ю.Ф. Карабанов. - Иваново: ИЭИ, 1979. - 28 с.

59. Аэродинамический расчет котельных установок: нормативный метод. Изд. 3-е. / Под ред. С.И. Мочана. ЦКТИ им. И.И. Ползунова. - Л.: Энергия, 1977. -256 с.

60. EN 13384-2:2003+A1:2009 Chimneys - Thermal and fluid dynamic calculation methods - Part 1: Chimneys serving only one heating appliance. - EU, 2003.

61. EN 13384-2:2003+A1:2009 Chimneys - Thermal and fluid dynamic calculation methods - Part 2: Chimneys serving more than one heating appliance. - EU -2003.

62. СТБ EN 13384-1-2012 Тубы дымовые. Методы теплотехнического и аэродинамического расчета. Часть 1. Дымовые трубы, обслуживающие одно устройство. - Минск: Госстандарт, 2012. - 76 с.

63. Корнеев, С.Д. Оптимизация геометрии теплопередающих поверхностей рекуператоров / С.Д. Корнеев, Л.А. Марюшин, В.И. Чеботарев, Ю.А. Рыбакова // Промышленная энергетика. - 2013. - № 7. - С. 27-29.

64. Аверкова, О.А. Математическое моделирование процессов в системах аспирации: учеб. пособие / О.А. Аверкова, К.И. Логачев. - Белгород: БГТУ, 2007. - 271 с.

65. Посохин, В.Н. К расчету потерь давления в местных сопротивлениях. Сообщение 1 / В.Н. Посохин, А.М. Зиганшин, Е.В. Варсегова // Изв. ВУЗов. Строительство. - 2016. - № 4. - С. 66-73.

66. Зоря, В. Ю. Разработка методов и алгоритмов математического моделирования отрывных течений в замкнутых и разомкнутых областях с разрезами: дисс канд. техн. наук: 05.13.18 / Зоря Виолетта Юрьевна. - Белгород, 2011. - 161 с.

67. Посохин, В.Н. К расчету потерь давления в местных сопротивлениях. Сообщение 2. / В.Н. Посохин, А.М. Зиганшин, Е.В. Варсегова // Изв. ВУЗов. Строительство. - 2016. - № 5. - С. 63-70.

68. Посохин, В.Н. К расчету потерь давления в местных сопротивлениях. Сообщение 3. / В.Н. Посохин, А.М. Зиганшин, Е.В. Варсегова // Изв. ВУЗов. Строительство. - 2016. - № 6. - С. 58-65.

69. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 - М.: Стандартинформ, 2013. - 120 с.

70. Официальный сайт Vaillant. Каталог отопительного и водонагревательного оборудования Vaillant [Электронный ресурс] / Vaillant Group

- производство техники для отопления, охлаждения и вентиляции помещений. -Режим доступа: https://www.vaillant.ru/customers/dokumenty-2/content-detail-page-273-1089528.html

71. Официальный сайт Herz Armaturen. Каталог оборудования [Электронный ресурс] / 1896-2020 Herz Armaturen - производитель арматуры, фитингов, регулирующих и балансировочных клапанов для монтажа в системах отопления, водоснабжения и холодоснабжения. - Режим доступа: https://herz-armaturen.ru/products/

72. Кириллин, В.А. Техническая термодинамика / В.А Кириллин., В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. - М.: Наука, 1979. - 512 с.

73. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Изд. 2-е, перераб. и доп. / В.В. Нащокин. - М.: Высшая Школа, 1975. - 497 с.

74. Анисимов, С.Н. Основы проектирования теплообменных аппаратов: учеб. пособие / С.Н. Анисимов. - Симф.: НАПКС, 2005. - 186 с.

75. Холбер, Т. Теплопередача и теплообменники / Т. Холбер. - Л.: ГХИ, 1961.

- 821 с.

76. Улитенко, А.И. Критериальное уравнение для пластинчатого теплообменника с каналами без турбулизаторов / А.И. Улитенко, А.А. Фефелов // Современные наукоемкие технологии. - 2007. - № 11. - С. 29-33.

77. Зуев, К. И. Основы теории подобия: конспект лекций / К. И. Зуев. -Владимир: ВлГУ, 2011. - 51 с.

78. Sohel, S.M. Heat Exchangers - Advanced Features and Applications / S.M. Sohel, M.M. Lopes. - Lisbon: InTech, 2017. - 216 p.

79. Каневец, Г.Е. Обобщенные методы расчета теплообменников / Г.Е. Каневец. - Киев: Наукова думка, 1979. - 354 с.

80. Справочник по теплообменникам: в 2 т. / Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко, А.А. Михалевича, В.К. Шикова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Том 2. - 352 с.

81. Виноградов, С.Н. Выбор и расчет теплообменников: учеб. пособие / С.Н. Виноградов, К.В. Таранцев, О.С. Виноградов. - Пенза: ПГУ, 2001. - 100 с.

82. Кущев, Л.А. Интенсификация тепловых процессов в кожухотрубном теплообменном аппарате / Л.А. Кущев, Н.Ю. Никулин, А.Ю. Феоктистов, Е.А. Яковлев // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. -2016. - № 3. - С. 9-17.

83. Зиганшин, А.М. Повышение энергоэффективности систем вентиляции посредством профилирования фасонных элементов / А.М. Зиганшин, К.Э. Батрова, Г.А. Гимадиева, К.И. Логачев, О.А. Аверкова // Строительство и техногенная безопасность. - 2019. - №15 (67). - С. 111-123.

84. Ziganshin, A.M. Decrease of pressure losses in elbow fittings of ventilation systems of thermal power plant buildings / A.M. Ziganshin, E.E. Beljaeva, K.I. Lоgachev, O.A. Averkova // IOP Conf. Series: Earth and environmental science. - 2019. - №288 -012133.

85. Алямовский, А. А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В Одинцов, А.И. Харитонович., Н.Б. Пономарев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 800 с.

86. Аверкова, О.А. Математическое моделирование течения вблизи экранированного бортового отсоса / О.А. Аверкова, Д.Н. Крутикова, И.Н. Логачев и др. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2016. - № 9. - С. 96-102.

87. Мелькумов, В.Н. Математическое моделирование воздушных потоков в помещениях больших объемов / В.Н. Мелькумов, А.В. Лобода, С.В. Чуйкин // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. - 2014. - № 2. - С. 11-18.

88. Кобелев, Н.С. Математическое моделирование ресурсосберегающего оборудования при выполнении проектирования и реконструкции технологических систем производства, транспортирования и потребления энергорессурсов предприятиями и жилыми зданиями: учеб. пособие / Н.С. Кобелев, С.Г. Емельянов, В.Н. Кобелев, В.В. Бредихин, Н.Е. Семичева, С.А. Рябцева. - Курск: ЗАО "Университетская книга", 2018. - 231 с.

89. Щукина, Т.В. Моделирование и выбор рациональных способов интенсификации тепломассообмена в регенеративных теплообменниках: дисс. канд. техн. наук: 05.23.03 / Щукина Татьяна Васильевна. - Воронеж, 1994. - 153 с.

90. Зайцев, О.Н. Интенсификация процессов взаимодействия вращательных газовых потоков в эргосберегающих технологиях теплоэнергетики: диссертация: дисс. док-ра техн. наук: 05.14.06 / Зайцев Олег Николаевич. - Одесса, 2004. - 330 с.

91. Зайцев, О.Н. Конусно-спиральный рекуператор теплоты отходящих дымовых газов бытовых котлов / О.Н. Зайцев, И.П. Ангелюк, Н.А. Степанцова // Строительство и техногенная безопасность. - 2018. - №13(65). - С. 159-161.

92. Несенчук, А.П. Анализ эффективности использования различных типов рекуператоров в нагревательных печах металлургического производств / А.П. Несенчук, С.М. Кабишов, Н.Л. Мандель, Т.В. Рыжова, Д.И. Шкловчик, В.В. Шидловский // Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. - 2018. - № 5. - С. 46-53.

93. Мигай, В.К. Исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления элементов поверхности нагрева воздухоподогревателя Юнгстрем / В.К. Мигай // Энергомашиностроение. - 1959. - № 7. - С. 11-16.

94. Balla, H.H. Enhancement of heat transfer coefficient multi-metallic nanofluid with anfis modeling for thermophysical properties / H.H. Balla, S. Abdullah, W.M. Faizal, R. Zulkifli, K. Sopian // Thermal science. - 2015. - Vol. 5. - P. 1613-1620.

95. Wagh, Р. Optimization of a Shell and Tube Condenser using Numerical Method / Р. Wagh, M.U. Pople // Int. Journal of Engineering Research and Applications. - 2015. - Vol. 7. - Р. 9-15.

96. Itaya, Y. Heat and mass transfer through spiral tubes in absorber of absorption heat pump system for waste heat recovery / Y. Itaya, M. Yamada, K. Marumo, N. Kobayashi // Propulsion and Power Research. - 2017. - Vol. 2. - Р. 140-146.

97. Alimoradi, A. Investigation of exergy efficiency in shell and helically coiled tube heat exchangers / A. Alimoradi // Case Studies in Thermal Engineering. - 2017. -Vol. 10 - Р. 1-8.

98. Киреев, В.В. Научные основы и практические результаты повышения эффективности теплообменных аппаратов: дисс. д-ра техн. наук: 05.17.08 / Киреев Владимир Васильевич. - Ангарск, 2006. - 337 с.

99. Ильинков, А.В. Интенсификация теплообмена двояковогнутыми сферическими выемками: дисс. канд. техн. наук: 01.04.14 // Ильинков Андрей Владиславович. - Казань, 2002. - 123 с.

100. Анисин, А.А. Повышение энергетической эффективности пучков гладких труб и профилированных каналов для газожидкостных теплообменных аппаратов энергетических установок: дисс. д-ра техн. наук: 05.14.04 / Анисин Андрей Алксандрович. - СПб., 2009. - 380 с.

101. Круглов, Г.А. Теоретические исследования степени взаимосвязи турбулизации потока с коэффициентом теплоотдачи / Г.А. Круглов, В.В. Бакунин, М.В. Андреева // Вестник КрасГАСУ. - 2015. - № 6. - С. 67-73.

102. Purandare, P.S. Experimental investigation on heat transfer and pressure drop of conical coil heat exchanger / P.S. Purandare, M.M. Lele, R.K. Gupta // Thermal Science. - 2016. - Vol. 6. - P. 2087-2099.

103. Гримитлин, А.М. Математическое моделирование в проектировании систем вентиляции и кондиционирования / А.М. Гримитлин, Т.А. Дацюк, Д.М. Денисихина - М.: АВОК СевероЗапад, 2013 - 192 с.

104. Дацюк, Т.А. Моделирование процессов вентиляции [Электронный ресурс] / Т.А. Дацюк, А.В. Сауц, Б.Н. Юрманов, В.Р. Таурит // Современные

проблемы науки и образования. - 2012. - № 5. - Режим доступа: https://science-education.ru/pdf/2012/5/11.pdf

105. Храпов, С.С. 4D-Модели в задачах экологического моделирования: проектирование информационной системы / С.С. Храпов, И.А. Кобелев, А.В. Писарев, А.В. Хоперсков // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1. Математика. Физика. - 2011. - № 5. - С. 119-124.

106. Зимонт, В.Л. Исследование турбулентного течения на начальном участке цилиндрического канала с острыми кромками / В.Л. Зимонт, В.Е. Козлов, А.А. Прасковский // Ученые записки ЦАГИ. - 1981. - №1 Том 12. - С. 145-152.

107. Zaycev, O.N. Experimental study of the aerodynamic resistance of a conical-spiral heat exchanger of the outgoing flue gases / O.N. Zaycev, I.P. Angeluck, S.S. Toporen // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - №698 -055033.

108. Логачев, К.И. Расчет течений на входе в отсосы-раструбы методом дискретных вихрей / К.И. Логачев, А.И. Пузанок, В.Н. Посохин // Изв. ВУЗов. Проблемы энергетики. - 2004. - № 7-8. - С.61-69.

109. Васильев, В.Ф. О применении моделей турбулентности при численном моделировании процессов тепло-, воздухо- и массообмена / В.Ф. Васильев, В.М. Уляшева, М.А. Канев, Г.А. Рябев // Сантехника, отопление, кондиционирование. -2016. - № 12 (180). - С. 66-69.

110. Логачев, К.И. Расчет течения вблизи круглого всасывающего патрубка / К.И. Логачев, В.Н. Посохин // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. - 2004. - № 1. -С. 29-32.

111. Пат. №76631 UA. МПК F28F 1/40, F28D 7/10 Теплообмшна труба / Бандар Л.А., Ткаченко С.Й., Данховська О.В. // № 2012 07767; заявл. 25.06.2012; опубл. 10.01.2013, Бюл. №1. 4 с.

112. Пат. № 138131 РФ. F28D 1/053 Устройство для охлаждения дымовых газов / Скоробогатых В.Н., Козлов П.А., Кузнецов К.Ю., Штегман А.В., Сосин Д.В., Трусенков П.П., Дворянчиков Е.Б. // № 2013140808/06; заявл. 05.09.2013; опубл. 27.02.2014, Бюл. №6. 10 с.

113. Пат. № 119084 РФ. F28D 7/00 Экономайзер / Бабин В.А., Скорняков Э.П. // № 2011140607/06; заявл. 07.10.2011; опубл. 10.08.2012, Бюл. №22. 8 с.

114. Пат. № 158256 РФ. F24H 1/00 Конусный теплоутилизатор дымовых газов бытовых котлов / Ангелюк И.П. // № 2015103325/06; заявл. 02.02.2015; опубл. 27.12.2015, Бюл. №36. 8 с.

115. ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения. -М.: Стандартинформ, 2009. - 45 с.

116. ГОСТ 12.3.018-79 ССБТ Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 11 с.

117. Об обеспечении единства измерений: [федер. Закон: принят Гос. Думой 26 июня 2008 г.]. - М.: АО Кодекс, 2008. - 19 с.

118. Спирин, Н.А. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента: Учеб. пособие / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, Л.А. Зайнуллин, А.Р. Бондин, А.А. Бурыкин; Под общ. ред. Н.А. Спирина. -Екатеринбург: ООО «УИНЦ», 2015. - 290 с.

119. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. - М.: Издательство «Наука», 1976. - 279 с.

120. Гортышов, Ю.Ф. Теория и техника теплофизического эксперимента: учеб. пособие / Ю.Ф. Гортышов, Ф.Н. Дресвянников, Н.С. Идиатуллин и др.; Под ред. В.К. Щукина. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 360 с.

121. Тюрин, Ю.Н. Статистический анализ данных на компьютере / Ю.Н. Тюрин, А.А. Макаров. - М.: ИНФРА-М, 1998. - 528 с.

122. Zaycev, O.N. Experimental study of the aerodynamic resistance of a conical-spiral heat exchanger of the outgoing flue gases / O.N. Zaycev, I.P. Angeluck, S.S. Toporen // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - №698 -055033.

123. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий., И.А. Зограф. - Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 354 с.

124. Зайдель, А.Н. Погрешности измерений физических величин / А.Н. Зайдель. - Л.: Наука, 1985. - 110 с.

125. Рабинович, С.Г. Погрешности измерений / С.Г. Рабинович. - Л: Энергия, 1978. - 258 с.

126. Аленкова, И.В. Основы инженерного эксперимента в инновационной сфере: учеб. пособие / И.В. Аленкова. - М.: Компания «КноРус», 2018. - 74 с.

127. Холян, А.М. Введение в инженерное исследование: учеб. пособие / А. М. Холян, М. П. Рудницкий. - Свердловск: УПИ, 1984. - 93 с.

128. Бояршинова, А.К. Теория инженерного эксперимента: курс лекций / А.К. Бояршинова, А.С. Фишер. - Челябинск: ЮУрГУ, 2006. - 85 с.

129. Шевцов, М.М. Проверка адекватности моделей / М.М. Шевцов, С.Н. Русак // Современные методы интеллектуального анализа данных в экономических, гуманитарных и естественнонаучных исследованиях. - Пятигорск: ООО «Рекламно-информационное агентство на КМВ», 2016. - С. 342-350.

130. Чекотовкий, Э.В. Графический анализ статистических данных в Microsoft Excel 2000 / Э.В. Чекотовкий. - Киев: Диалектика, 2002. - 462 с.

131. ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. -М.: Стандартинформ, 2001. - 72 с.

132. Паньтелеев, А.А. Методика и требования к проведению пилотных испытаний на промышленных предприятиях / А.А. Паньтелеев, А.В. Жадан, А.А. Фомин, Д.А. Шаповалов // Современное состояние и перспективы инновационного развития нефтехимии. - Нижнекамск: ПАО "Нижнекамскнефтехим", 2016. - С. 1112.

133. Русин, А.Ю. Обработка информации в системе испытаний промышленного оборудования на надёжность / А.Ю. Русин, М. Абдулхамед // Современное состояние и перспективы инновационного развития нефтехимии. -2016. - № 4(56). - С. 27-33.

134. Вентиляторы радиальные. Руководство по эксплуатации. - М.: ООО «Веза», 2019. - 30 с.

135. Нагреватель канальный водяной. Руководство по эксплуатации. - М.: ООО «Вентс», 2009. - 11 с.

136. Буферная емкость. Руководство по эксплуатации и монтажу. -Екатеринбург: ООО «Сансистемс», 2015. - 11 с.

137. ГОСТ 11383-2016 Трубы медные и латунные. Технические условия. -М.: Стандартинформ, 2016. - 19 с.

138. Wilo: Инструкция по монтажу и эксплуатации. - М.: ООО «ВилоРус», 2019. - 20 с.

139. Расходомер-счетчик электромагнитный Взлет ЭР. Модификация ЛайтМ. Руководство по эксплуатации. - СПб.: ЗАО «Взлет», 2015. - 56 с.

140. Вентиляторный ПЧ малой мощности. Руководство по эксплуатации. -М.: Компания «Веспер», 2017. - 82 с.

141. Лабораторный автотрансформатор. Руководство по эксплуатации. - М.: Компания «Энергия», 2017. - 12 с.

142. Счетчик активной электрической энергии. Руководство по эксплуатации. - Ставрополь: АО «Электротехнические заводы «Энергомера», 2019. - 6 с.

143. Термометры электронные. Руководство по эксплуатации. - Томск: ООО «Термэкс», 2018. - 33 с.

144. Трубки напорные модификаций НИИОГАЗ и Пито. Руководство пользователя. - Киев: ООО НПО «ЭКО-ИНТЕХ», 2011. - 15 с.

145. Прибор для измерения климатических параметров. Руководство по эксплуатации. - М.: ООО «Тэсто Рус», 2018. - 33 с.

146. Термоанемометр электронный. Руководство по эксплуатации. - М.: ООО «Юни-Т Групп», 2018. - 10 с.

147. Пашенцев, А.И. Стратегическое управление экономической безопасностью: учеб. пособие / А.И. Пашенцев, Г.Н. Ротанов, А.В. Финогентова, Е.Н. Ситникова. - Симф: Диайпи, 2019. - 274 с.

148. Ардзинов, В.Д. Сметное дело в строительстве / В.Д. Ардзинов, Н.И. Барановская, А.И. Курочкин. - СПб.: Питер, 2009. - 377 с.

149. Подлевских, А.П. Методика технико-экономического обоснования внедрения ресурсо- энергосберегающих технологий и оборудования на предприятиях технического сервиса / А.П. Подлевских, С.Р. Прохончуков, А.Р. Фролов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований.

- 2014. - № 11 Том 1. - С. 15-21.

150. Вагин, Г.Я. Методика технико-экономического обоснования внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий и оборудования в промышленности / Г.Я. Вагин, Н.Н. Головкин, Е.Б. Солнцев, А.А. Лямин // Промышленная энергетика.

- 2005. - № 6. - С. 8-13.

151. Хоменко, В.В. Методика технико-экономического обоснования программ технологического обеспечения высокотехнологичных инновационных проектов на ранних стадиях жизненного цикла / В.В Хоменко // Технология машиностроения. - 2014. - № 2. - С. 64-68.

152. Гумерова, Э.И. Ставка дисконтирования для оценки эффективности проекта в кризисных и посткризисных условиях экономики / Э.И. Гумерова // StudArctic Forum. - 2017. - № 1 (5). - C. 121-130.

153. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. - М.: ООО «Аналитик», 2012. - 81 с.

154. СП 54.13330.2016 Здания жилые многоквартирные. Актуализированная редакция СНиП 31-01-2003. - М.: Стандартинформ, 2017. - 35 с.

155. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е 22. - М.: Прейскурантиздат, 1987. - 60 с.

156. Территориально-единичные расценки на монтаж оборудования. ТЕРм-2001. Часть 12. Технологические трубопроводы. - Симф.: [б.и.], 2009. - 107 с.

157. Территориально-единичные расценки на монтаж оборудования. ТЕРм-2001. Часть 6. Теплосиловое оборудование. - Симф.: [б.и.], 2009. - 34 с.

158. Территориально-единичные расценки на монтаж оборудования. ТЕРм-2001. Часть 7. Компрессорные установки, насосы и вентиляторы. - Симф.: [б.и.], 2009. - 16 с.

159. Территориально-единичные расценки на монтаж оборудования. ТЕРм-2001. Часть 11. Приборы, средства автоматизации и вычислительной техники. -Симф.: [б.и.], 2009. - 15 с.

160. Территориально-единичные расценки на монтаж оборудования. ТЕРм-2001. Часть 38. Изготовление технологических металлических конструкций в условиях производственных баз. - Симф.: [б.и.], 2009. - 7 с.

161. Постановление Правительства РФ от 04.05.2012 N 442 «О функционировании розничных рынков электрической энергии, полном и (или) частичном ограничении режима потребления электрической энергии». - М.: Стандартинформ, 2012. - 365 с.

8. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

Патент №158256 «Конусный теплоутилизатор дымовых газов бытовых

котлов»

Приложение Б

Отчеты по результатам численного моделирования рекуператоров исследуемых конструкций

Отчет по результатам численного моделирования рекуператора в виде пространственно-навитой прямой спирали

Входные данные

Информация о системе:

Продукт - Flow Simulation 2018 SP4.0. Build: 4264

Имя компьютера - DESKTOP-QRDABV8 Имя пользователя - КФУ

Процессоры - Intel(R) Core(TM) i5-7500 CPU @

3.40GHz

Память - 16084 MB / 134217727 MB

Операционная система - Windows 10 (or higher) (Version

10.0.14393)

CAD версия - SOLIDWORKS 2018 SP4.0

Скорость процессора - 3401 MHz Настройки глобальной сетки:

- Автоматическая начальная сетка: Включено

- Уровень разрешения задачи: 3

- Улучшить разрешение узких каналов: Выключено

- Дробление сетки в области твердого тела: Выключено Результаты

Общая информация:

Запустить на: DESKTOP-QRDABV8

Количество ядер: 4

Итерации: 129

Процессорное время: 1051 s

Ниже приведена таблица Б.1 с результатами моделирования.

Таблица Б.1 - Минимальные и максимальные значения параметров, полученных по результатам расчетов

Имя Минимум Максимум

Давление, Pa 101594 202546

Массовая концентрация Air 1.00 1.00

Массовая концентрация Water 1.00 1.00

Объемная концентрация Air 1.00 1.00

Объемная концентрация Water 1.00 1.00

Плотность (твердое тело), кг/м3 8100.0 8960.0

Плотность (текучая среда), кг/м3 0.8 999.8

Скорость, м/с 0 4.3

Скорость (X), м/с -3.4 3.0

Скорость (Y), м/с -0.9 4.3

Скорость (Z), м/с -3.3 3.0

Температура, K 283.0 450.0

Температура (твердое тело), K 283.0 450.0

Температура (текучая среда), K 283.0 450.0

Phi (сферическая СК), rad 3.045e-04 6.281

Phi (цилиндрическая СК), rad 3.045e-04 6.281

Theta (сферическая СК), rad -1.570 1.544

X (декартовая СК), m -0.299 0.150

Y (декартовая СК), m -0.500 0.200

Z (декартовая СК), m -0.150 0.150

Индекс геометрии, 0 3

Индекс подобласти, 0 8

Индекс подобласти (в твердом теле), 3 8

Индекс подобласти (в текучей среде), 0 1

Имя Минимум Максимум

Качество ячеек сетки 0 1

Критерии разрешения сеткой выступов поверхности, т 0 0.001

Критерии разрешения сеткой кривизны поверхности,rad 0 2.568

Нормаль (X) -0.9999955 0.9999966

Нормаль (У) -1.0000000 1.0000000

Нормаль -1.0000000 1.0000000

Нормальной точности 1.0000000 1.0000000

Объем ячейки, тЛ3 3.343459е-27 4.827239е-06

Ось Z (цилиндрическая СК), т -0.150 0.150

Радиус г (цилиндрическая СК), т 1.205е-04 0.522

Радиус-вектор R (сферическая СК), т 0.012 0.522

Расстояние между стенками, т 1.305е-04 0.140

Соотношение CV 1.0007549 75758.8177384

Ширина зазора, т 2.504е-05 0.367

Ширина канала, т 6.683е-07 0.530

Завихренность, 4.24е-05 5697.96

Завихренность (X), -1951.56 2264.66

Завихренность (У), 1/s -2318.30 2444.27

Завихренность 1/s -2775.57 5641.39

Критерий Lambda2, 1/с2 -611366.60 921347.99

Нормальная скорость, м/с -4.3 4.3

Окружная скорость, м/с -4.2 3.6

Осевая скорость, м/с -3.3 3.0

Относительная скорость (М*) 0 0.0113394

Радиальная скорость, м/с -4.2 3.3

Имя Минимум Максимум

Скорость во вращающейся системе координат, м/с 0 4.3

Скорость во вращающейся системе координат (X), м/с -3.4 3.0

Скорость во вращающейся системе координат (У), м/с -0.9 4.3

Скорость во вращающейся системе координат м/с -3.3 3.0

Тангенциальная скорость, м/с 0 4.3

Число Маха 0 0.01

Динамическое давление, Ра 0 1492

Касательное напряжение, Ра 0 82

Касательное напряжение (X), Ра -25 58

Касательное напряжение (У), Ра -5 11

Касательное напряжение Ра -58 21

Коэффициент трения 0 334.8476

Относительное давление, Ра -10 101221

Полное давление, Ра 101594 202781

Характерная плотность, kg/м3 0.8 999.8

Характерная скорость, м/с 0 4.2

Характерное давление, Ра 101325 101604

Динамическая вязкость, Pa*s 0.0000177 0.0013124

Коэффициент теплопроводности твердого тела (X), W/(m*K) 14.7017109 403.0399743

Коэффициент теплопроводности твердого тела (У), W/(m*K) 14.7017109 403.0399743

Коэффициент теплопроводности твердого тела W/(m*K) 14.7017109 403.0399743

Имя Минимум Максимум

Коэффициент теплопроводности текучей среды, ^^(т*К) 0.0251809 0.5891169

Плотность торможения, kg/mЛ3 0.8 1.2

Скорость звука, м/с 337.7 423.9

Удельная теплоемкость (Ср), J/(kg*K) 1007 4196

Число Прандтля 0.6879280 9.4982956

Адиабатическая температура среды, К 283.0 450.0

Индикатор неколлинеарности теплового потока 2.1764637е-23 1.0000000

Индикатор теплового сопротивления, 1.4409135е-23 1.0000000

Коэффициент теплоотдачи, 'ШтЛ2/К 0 2.391е+08

Коэффициент теплоотдачи (адиабатическая температура), 'ШтЛ2/К 0 2.375е+11

Перегрев выше температуры плавления, К -1397.8 -1064.3

Плотность теплового потока, '^тЛ2 5.174153е-06 3148142

Плотность теплового потока (X), '^тЛ2 -3013400 491670

Плотность теплового потока (У), '^тЛ2 -333923 2546565

Плотность теплового потока '^тЛ2 -531124 910812

Поверхностная плотность теплового потока, 'ШтЛ2 -2636073 2636073

Поверхностная плотность теплового потока (конвекция), '^тЛ2 -1.611421е+09 1.720716е+09

Поверхностная плотность теплового потока (теплопроводность), '^тЛ2 -2636073 2636073

Полная температура, К 283.9 450.0

Полная энтальпия в глобальной системе координат, J/kg 288634.4 1226632.1

Температура стенки, К 283.0 450.0

Характерная температура среды, К 450.0 450.0

Имя Минимум Максимум

Число Стентона, -110831.4881 87.8839

Диссипация энергии турбулентности, W/kg 1.97e-09 6082.45

Интенсивность турбулентности, % 0.323 1000.000

Коэффициент турбулентной вязкости, Pa*s 2.5787727e-14 0.0673381

Масштаб турбулентности, m 2.172e-06 0.004

Турбулентный масштаб времени, s 6.9e-05 3.8

Энергия турбулентности, J/kg 7.5e-09 2.0

Режим тонких каналов 0 1

Тип пограничного слоя 0 1.0000000

Толщина пограничного слоя, m 1.254e-05 0.015

Толщина пограничного слоя (теплового), m 1.254e-05 0.026

Акустическая мощность, W/mA3 1.411573e-42 1.416342e-09

Уровень акустической мощности, dB 0 31.51

Уровень дробления 0 6

Отчет по результатам численного моделирования рекуператора в виде пространственно-навитой конусовидной спирали

Входные данные

Информация о системе:

Flow Simulation 2018 SP4.0. Build: 4264 DESKTOP-QRDABV8 КФУ

Intel(R) Core(TM) i5-7500 CPU @ 3.40GHz

16084 MB / 134217727 MB Операционная система - Windows 10 (or higher) (Version

10.0.14393)

Продукт -Имя компьютера -Имя пользователя -Процессоры -

Память -

CAD версия -Скорость процессора -

170

SOLIDWORKS 2018 SP4.0 3401 MHz

Настройки глобальной сетки:

- Автоматическая начальная сетка: Включено

- Уровень разрешения задачи: 3

- Улучшить разрешение узких каналов: Выключено

- Дробление сетки в области твердого тела: Выключено Результаты

Запустить на: DESKTOP-QRDABV8 Количество ядер: 4 Итерации: 84

Процессорное время: 182 s

Ниже приведена таблица Б.2 с результатами моделирования.

Таблица Б.2 - Минимальные и максимальные значения параметров, полученных по результатам расчетов

Имя Минимум Максимум

Давление, Pa 101592 201838

Массовая концентрация Air 1.00 1.00

Массовая концентрация Water 1.00 1.00

Объемная концентрация Air 1.00 1.00

Объемная концентрация Water 1.00 1.00

Плотность (твердое тело), kg/mA3 8100.0 8960.0

Плотность (текучая среда), kg/mA3 0.8 999.7

Скорость, м/с 0 5.0

Скорость (X), м/с -4.8 3.5

Скорость (Y), м/с -1.2 4.4

Скорость (Z), м/с -3.1 3.8

Имя Минимум Максимум

Температура, К 283.2 450.2

Температура (твердое тело), К 283.2 450.0

Температура (текучая среда), К 283.2 450.2

Завихренность, 3.34е-03 1534.98

Скорость во вращающейся системе координат, м/с 0 5.0

Скорость во вращающейся системе координат (X), м/с -4.8 3.5

Скорость во вращающейся системе координат (У), м/с -1.2 4.4

Скорость во вращающейся системе координат м/с -3.1 3.8

Число Маха 0 0.01

Касательное напряжение, Ра 0 18

Относительное давление, Ра -12 76513

Индикатор неколлинеарности теплового потока 4.6425142е-20 1.0000000

Индикатор теплового сопротивления 5.9185799е-19 1.0000000

Коэффициент теплоотдачи, W/mЛ2/K 0 13430.888

Перегрев выше температуры плавления, К -1397.8 -1067.4

Плотность теплового потока, W/mЛ2 1.267933е-04 3191078

Поверхностная плотность теплового потока, W/mЛ2 -745130 745130

Поверхностная плотность теплового потока (конвекция), W/mЛ2 -1.684419е+09 1.757390е+09

Поверхностная плотность теплового потока (теплопроводность), W/mЛ2 -745130 745130

Акустическая мощность, W/mЛ3 1.460606е-27 3.091911е-10

Уровень акустической мощности, dB 0 24.90

Отчет по результатам численного моделирования рекуператора в виде пространственно-навитой конусовидной спирали с кожухом Входные данные

Информация о системе:

Продукт - Flow Simulation 2018 SP4.0. Build: 4264

Имя компьютера - DESKTOP-QRDABV8 Имя пользователя - КФУ

Процессоры - Intel Core i5-7500 CPU @ 3.40GHz

Память - 16084 MB / 134217727 MB

Операционная система - Windows 10 (or higher) (Version

10.0.14393)

CAD версия - SOLIDWORKS 2018 SP4.0

Скорость процессора - 3401 MHz Настройки глобальной сетки:

- Автоматическая начальная сетка: Включено

- Уровень разрешения задачи: 3 Улучшить разрешение узких каналов: Выключено Дробление сетки в области твердого тела: Выключено

Результаты

Общая информация:

Запустить на: DESKTOP-QRDABV8

Количество ядер: 4

Итерации: 127

Процессорное время: 391 s

Ниже приведена таблица Б.3 с результатами моделирования.

Таблица Б.3 - Минимальные и максимальные значения параметров, полученных по результатам расчетов

Имя Минимум Максимум

Давление, Pa 101532.60 201730.75

Массовая концентрация Air 1.0000 1.0000

Массовая концентрация Water 1.0000 1.0000

Объемная концентрация Air 1.0000 1.0000

Объемная концентрация Water 1.0000 1.0000

Плотность (твердое тело), kg/mA3 7858.00 8900.00

Плотность (текучая среда), kg/mA3 0.79 999.77

Скорость, м/с 0 9.574

Скорость (X), м/с -4.681 4.675

Скорость (Y), м/с -3.366 9.518

Скорость (Z), м/с -4.929 4.917

Температура, K 280.48 450.01