Алгоритм розрахунку теплового та гідравлічного режиму роботи для трубчастих газових нагрівачів з захисним екраном

V. F. Irodov; K. V. Dudkin; H. Ya. Chornomorets; O. O. Levkovych

doi:10.30838/J.BPSACEA.2312.261218.51.447

Автор(и)

V. F. Irodov Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0001-8772-9862
K. V. Dudkin Компанія «КВ-Автоматизація», Україна https://orcid.org/0000-0001-5361-2981
H. Ya. Chornomorets Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0003-4964-5785
O. O. Levkovych Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Україна https://orcid.org/0000-0003-2303-8661

DOI:

https://doi.org/10.30838/J.BPSACEA.2312.261218.51.447

Ключові слова:

трубчасті газові нагрівачі, екран теплового випромінювання, математична модель, режим роботи, алгоритм розрахунку

Анотація

Постановка проблеми. Робота присвячена математичному моделюванню та розрахунку теплового і гідравлічного режиму трубчастих газових нагрівачів. Застосування таких нагрівачів у відносно низьких приміщеннях суперечить вимогам до максимально можливих теплових потоків теплового випромінювання на робочих місцях. Для зменшення теплового випромінювання від трубчастих газових нагрівачів застосовуються екрани. Але розрахунок режиму роботи таких нагрівачів ускладняється через взаємодію теплового і гідравлічного режиму. Аналіз останніх досліджень. Наявні наукові результати з математичного моделювання трубчастих газових нагрівачів без додаткових екранів, які можна прийняти за основу при розробці математичних моделей і алгоритму розрахунку нагрівачів з екраном теплового випромінювання. Мета та завдання. Авторами поставлена мета розробити математичну модель трубчастого газового нагрівача з екраном від променевого випромінювання нагрівача. Екран повинен зменшити променеву складову теплового потоку від нагрівача та збільшити тепловіддачу конвекцією. Алгоритм повинен забезпечити розрахунок теплового та гідравлічного режиму нагрівача з урахуванням математичної моделі як гідравлічного ланцюга з розподіленими параметрами. Висновки. Викладена математична модель трубчастого газового нагрівача з екраном від посиленого теплового випромінювання. Розроблений алгоритм розрахунку теплового та гідравлічного режиму нагрівача з екраном. З використанням цього алгоритму виконаний приклад розрахунку теплового та гідравлічного режиму нагрівача з екраном і зроблено порівняння режиму роботи нагрівача з екраном і нагрівача без екрана. Наглядно представлені позитивні властивості трубчастого газового нагрівача з екраном для опалення у відносно низьких приміщеннях.

Біографії авторів

V. F. Irodov, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра системного аналізу та моделювання у теплогазопостачанні, д-р техн. наук, проф.

K. V. Dudkin, Компанія «КВ-Автоматизація»

канд. техн. наук

H. Ya. Chornomorets, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра системного аналізу та моделювання у теплогазопостачанні, канд. техн. наук, доц.

O. O. Levkovych, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра вищої математики, канд. фіз-мат. наук, доц.

Посилання

Bolotskikh N. N. Jenergojeffektivnaja sistema infrakrasnogo obogreva proizvodstvennyh pomeshhenij s bol'shimi vnutrennimi ploshhadjami [Energy-efficient infrared heating of production facilities with large inner area]. Zb. «Naukovy`j visny`k budivny`cztva» [Coll. "Scientific Bulletin construction"], 2012, issue 69, рр. 361 — 371.

Dudkin K.V., Tkacheva V.V. and Bobyr' Yu.V. Matematicheskoe modelirovanie trubchatykh gazovykh nagrevatelej dlya bezopasnogo nagreva vody v ob’eme so svobodnoj poverkhnost'yu [Mathematical modeling of tubular gas heaters for safe water heating in the free-surface volume]. Stroitel'stvo, materialovedenie, mashinostroenie [Construction, Materials Science, Mechanical Engineering]. Pridnepr. gos. akad. str-va i arhitektury [Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnepropetrovsk, 2011, iss. 62, pp. 166–170. (in Russian).

Irodov V.F. and Solod L.V. Matematicheskoe modelirovanie i raschet infrakrasnogo trubchatogo gazovogo obogrevatelya [Mathematical modeling and calculation of tubе infrared gas heater]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie : Sb. nauch. trudov [Construction, materials science, mechanical engineering : Coll. scientific. works], 2010, issue 52, рр. 130–132. (in Russian).

Dudkin K.V., Hatskevich Ju.V., Solod L.V. and Chernomorets G.Ja. Mnogokonturnye trubchatye gazovye nagrevateli kak sredstva povysheniya bezopasnosti vozdushno-luchistogo otopleniya [Multiloop tube gas heaters as a means of improving the safety radiant heating]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie : Sb. nauch. trudov [Construction, materials science, mechanical engineering : Coll. scientific. works], 2011, issue 62, pp. 161–165.

Dudkin K. V., Irodov V. F. and Chornomorets H. Ya. Prystrij dlia hazovoho opalennia : pat. 63793 Ukraina (UA), MPK F24D 10/00 [Device for gas heating : pat. 63793 Ukraina (UA), Patent National Classification F24D 10/00]. Prydnipr. akad. bud-va i arhitektury [Prydniprovs’ka Academy of Civil Engineering and Architecture]. No. 02070772, 2011. (in Ukrainian)

Dudkin K. V., Irodov V. F., Chornoivan A.A. and Chornomorets H. Ya. Prystrii dlia promenevoho obihrivu ta nahrivannia povitria : pat. 83403 Ukraina (UA), MPK F24D 10/00 [Device for radiant heating and air heating : pat. 83403 Ukraina (UA), Patent National Classification F24D 10/00]. Dudkin K. V., Irodov V. F., Chornoivan A.A. and Chornomorets H. Ya. No. u201302556, 2013. (in Ukrainian)

Tkachova V.V. and Barsuk R.V. Induktyvne modeliuvannia trubchastoho hazovoho nahrivacha ta palnyka na peletakh [Inductive modeling of tubular gas heater and burner on pellets] Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie : Sb. nauch. trudov [Construction, materials science, mechanical engineering : Coll. scientific. works], 2014, issue 78, pp. 275–281. (in Ukrainian).

Chornomorets H.Ya. and Irodov V.F. Matematychne modeliuvannia trubchastykh hazovykh nahrivachiv, roztashovanykh u budivelnykh konstruktsiiakh [Mathematical modeling tube gas heaters located in building structures]. Naukovyj visnyk budivnytstva : Zb. nauk. prats [Scientific Bulletin construction: Coll. Science works], 2012, issue 68, pp. 395–399. (in Ukrainian).

Taler D., Trojan M. and Taler J. Mathematical modelling of tube heat exchangers with complex flow arrangement. Chemical and Process Engineering. Cracow, Poland, 2011, pp. 7–19. (in English).