В Украине находится в эксплуатации значительное количество бытовых и промышленных котлов. Приведены результаты численного исследования процессов сжигания газообразного топлива в топке парового водотрубного котла ДЕ-10/14. Горелочное устройство ГМГ-7 производительностью 728 м<^>3/ч природного газа обеспечивает вихревой короткий и широкий факел. Топливовоздушная смесь образуется путем предварительного смешения 15 % части воздуха, с первичным коэффициентом крутки горелки n = 2,4, и вторичным коэффициентом крутки горелки n = 1,6, и коэффициентом избытка воздуха <$Ealpha sub в ~=~1,10>. Рассмотрен вариант установки лопаток в канале первичного воздуха с углом <$Ephi sub 1 ~=~45 symbol Р>, а в канале вторичного воздуха с углом <$Ephi sub 2 ~=~60 symbol Р>. Амбразура горелки коническая с углом раскрытия <$E60 symbol Р>. Закрутка первичного и вторичного воздуха - в одну сторону. В результате исследований определены распределения температуры и скорости газов в топочном объеме, плотности тепловых потоков на экранные трубчатые поверхности, концентрации компонентов горения. Математическая модель радиационно-конвективного теплообмена в газовом тракте котла сформирована на основе усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье - Стокса с учетом гравитации и с пренебрежением сжимаемостью. Модель составляют уравнение неразрывности, переноса импульса, энергии и химических компонентов газовой смеси, записанные в стационарной форме. Уравнения замкнуты законом Ньютона для тензора давления, законом Фурье для теплового потока, законом Фика для потока массы, законом Клайперона - Менделеева для термодинамического состояния смеси газов, уравнениями модели турбулентности k-<$Eepsilon> Лаундера - Сполдинга и модели турбулентного горения Магнусена - Хертагера. Моделирование выполнено с помощью метода контрольного объема. При значении угла наклона лопаток регистра <$Ephi sub 2 ~=~60 symbol Р> в канале потока вторичного воздуха и <$Ephi sub 1 ~=~45 symbol Р> в канале первичного воздуха наблюдается широкое раскрытие факела V-образного вида вблизи среза горелки на расстоянии 0,5 - 0,6 м. Горение газовоздушной смеси происходит в узких струях раскрытого факела на расстоянии 1,0 - 1,5 м. Температура газов в струях факела составляет около <$E1500~-~1700~symbol Р roman C>. При этом, узкие струи движутся вблизи экранных поверхностей теплообменных труб. Установлено, что структура факела при угле установки лопаток <$Ephi sub 2 ~=~45 symbol Р> симметричная и устойчивая, а размеры факела больше соответствуют геометрии топочного объема. При этом не наблюдается наброс факела на экранные боковые поверхности и днище топки, затягивания факела в конвективный пучок. Однако, температура газов и плотности теплового потока недостаточно высокие - средние значения составляют около q = 100 кВт/м<^>2 (при q<^>ср = 76,8 кВт/м<^>2).

  Повний текст PDF - 597.902 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"