ВЛИЯНИЕ РАДИАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ НА ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИАНТНЫХ КАМЕР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБЧАТЫХ ПЕЧЕЙ
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
НХТИ КНИТУ
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
05.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ, ТРУБЧАТЫЙ ЭКРАН, ОГНЕУПОРНАЯ ФУТЕРОВКА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Аннотация (русский):
Статья содержит результаты численного моделирования сложного теплообмена в радиантной камере трубчатой печи БПК-6К паровой конверсии природного газа при косвенно направленном режиме теплопередачи. Радиантная камера состоит из двух секций, расположенных симметрично относительно однорядного трубчатого змеевика с вертикальным расположением реакционных труб. Боковые стены камеры футерованы огнеупорным материалом (шамот ША), трубчатый экран обогревается веерными горелками ГВН настильного пламени, расположенных в два ряда на боковых стенах радиантной камеры. Топливом является природный газ. Метод исследования основан на численном решении системы двухмерных интегро-дифференциальных уравнений радиационной газовой динамики, замкнутой уравнениями (k-ɛ)-модели турбулентности. Перенос тепла излучением моделируется в рамках S 4 -приближения метода дискретных ординат. Радиационные свойства продуктов полного сгорания природного газа (водяной пар H 2 O и двуокись углерода C O 2 ) описывается моделью широкой полосы, учитывающей основные спектральные полосы поглощения:1,5мкм; 2,7мкм; 4,3мкм; 6,3мкм; 10мкм и 15мкм. Газодинамическая часть задачи решается в естественных ( u- v) -переменных на так называемой «шахматной» конечно-разностной сетке (алгоритм SIMPLE). Расчеты выполнены в сером приближении и с учетом селективности радиационных свойств огнеупора. Приведены распределения по спектру усредненных по площади падающих, поглощенных и результирующих тепловых потоков к трубчатому экрану, а также поле скоростей продуктов сгорания. Показано, что расчет в сером приближении для радиационных свойств ограждающих топку поверхностей дает искаженное спектральное распределение тепловых потоков, особенно в ближней инфракрасной области. Влияние селективности излучения на локальные характеристики теплообмена в топочных камерах является значительным. Это свидетельствует о необходимости совместного учета селективности радиационных свойств топочной среды и участвующих в теплообмене ограждающих поверхностей.
Статья содержит результаты численного моделирования сложного теплообмена в радиантной камере трубчатой печи БПК-6К паровой конверсии природного газа при косвенно направленном режиме теплопередачи. Радиантная камера состоит из двух секций, расположенных симметрично относительно однорядного трубчатого змеевика с вертикальным расположением реакционных труб. Боковые стены камеры футерованы огнеупорным материалом (шамот ША), трубчатый экран обогревается веерными горелками ГВН настильного пламени, расположенных в два ряда на боковых стенах радиантной камеры. Топливом является природный газ. Метод исследования основан на численном решении системы двухмерных интегро-дифференциальных уравнений радиационной газовой динамики, замкнутой уравнениями (k-ɛ)-модели турбулентности. Перенос тепла излучением моделируется в рамках S 4 -приближения метода дискретных ординат. Радиационные свойства продуктов полного сгорания природного газа (водяной пар H 2 O и двуокись углерода C O 2 ) описывается моделью широкой полосы, учитывающей основные спектральные полосы поглощения:1,5мкм; 2,7мкм; 4,3мкм; 6,3мкм; 10мкм и 15мкм. Газодинамическая часть задачи решается в естественных ( u- v) -переменных на так называемой «шахматной» конечно-разностной сетке (алгоритм SIMPLE). Расчеты выполнены в сером приближении и с учетом селективности радиационных свойств огнеупора. Приведены распределения по спектру усредненных по площади падающих, поглощенных и результирующих тепловых потоков к трубчатому экрану, а также поле скоростей продуктов сгорания. Показано, что расчет в сером приближении для радиационных свойств ограждающих топку поверхностей дает искаженное спектральное распределение тепловых потоков, особенно в ближней инфракрасной области. Влияние селективности излучения на локальные характеристики теплообмена в топочных камерах является значительным. Это свидетельствует о необходимости совместного учета селективности радиационных свойств топочной среды и участвующих в теплообмене ограждающих поверхностей.
Ключевые слова:
ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ, ТРУБЧАТЫЙ ЭКРАН, ОГНЕУПОРНАЯ ФУТЕРОВКА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ, ТРУБЧАТЫЙ ЭКРАН, ОГНЕУПОРНАЯ ФУТЕРОВКА, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
