Mathematical modeling of the area of tubular gas heater in the condensing mode of work

V. F. Irodov, G. G. Bereziuk

Abstract


Statement of the problem. Infrared tubular gas heaters are designed for burning gas, moving of the heated products of combustion with air inside the tubular heater and heating of the room where the heater is installed with the help of radiant and convective heat exchange with space of the room. Tubular gas heaters are simultaneously sources of heat supply and heating devices. Using of these heaters provides fuel economy and uniform distribution of comfortable heat. Maximum fuel economy can be achieved through using of the mode of condensation of water vapor from the gas–air mixture in the construction of heater. In mathematical models of tubular gas heaters heater is considered as a hydraulic chain with distributed and adjustable parameters by the terminology of the theory of hydraulic chains. However, these mathematical models do not take into account the condensing mode of the work of heaters. The purpose of the article is to build a mathematical model of hydraulic and thermal modes of the area of infrared tubular heaters for the zone of condensation of water vapor from the gas–air mixture. Flow and heat exchange for the tubular gas heaters with regard to the phenomenon of condensation of water vapors from the gas–air mixture, which moves in the tubular part of the heater under cooling of the gas–air mixture are analyzed. Specific areas of flow and heat exchange, starting from the gas burner until intersection of the outlet of fulfilled gas–air mixture into the environment are highlighted. Equations of mathematical model which describe the processes of motion and heat exchange of gas–air mixture and condensate inside the radiating tube are compiled. The possibility of using the developed mathematical model for calculation of the parameters of the flow and heat exchange of the heaters is indicated.

 


Keywords


tubular gas heaters; mathematical model; condensation of water vapor

References


Irodov V. F. Matematicheskoe modelirovanie jelementarnogo uchastka sistemy vozdushno–luchistogo otoplenija / V. F. Irodov, L. V. Solod., A. V. Kobyshha // Vіsnik Pridnіprovs'koї derzhavnoї akademії budіvnictva ta arhіtekturi. — D. : PDABA, 2001. — № 4. — S. 41–46.

Solod L. V. Metod rozrahunku і racіonal'nі parametri іnfrachervonih trubchastih gazovih obіgrіvachіv: avtoref kand. dis. 05.23.03. — Harkіv: HDTUBA, 2011. — 20 s.

Dudkin K. Raschet teplovogo i gidravlicheskogo rezhima pri proektirovanii mnogokonturnyh trubchatyh gazovyh nagrevatelej / K. Dudkin, V. Tkacheva, V. Danishevskij // Theoretical Foundations of Civil Engineering, Polish — Ukrainian transactions. — Vol. 20. — Warsaw: Warsaw University of Technology, 2013. — P. 531–536.

Merenkov A. P. Teorija gidravlicheskih cepej / A. P. Merenkov, V. Ja. Hasilev. — M. : Nauka, 1985. — 278 s.

Staskevich N. L. Spravochnik po gazosnabzheniju i ispol'zovaniju gaza / N. L. Staskevich, G. N. Severinec, D. Ja. Vigdorchik. — L. : Nedra, 1990. — 762 s.


GOST Style Citations


Иродов В. Ф. Математическое моделирование элементарного участка системы воздушно–лучистого отопления / В. Ф. Иродов, Л. В. Солод., А. В. Кобыща // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. — Д. : ПДАБА, 2001. — № 4. — С. 41–46.

 

Солод Л. В. Метод розрахунку і раціональні параметри інфрачервоних трубчастих газових обігрівачів: автореф канд. дис. 05. 23. 03. — Харків: ХДТУБА, 2011. — 20 с.

 

Дудкин К. Расчет теплового и гидравлического режима при проектировании многоконтурных трубчатых газовых нагревателей / К. Дудкин, В. Ткачева, В. Данишевский // Theoretical Foundations of Civil Engineering, Polish — Ukrainian transactions. — Vol. 20. — Warsaw: Warsaw University of Technology, 2013. — P. 531–536.

 

Меренков А. П. Теория гидравлических цепей / А. П. Меренков, В. Я. Хасилев. — М. : Наука, 1985. — 278 с.

 

Стаскевич Н. Л. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н. Л. Стаскевич, Г. Н. Северинец, Д. Я. Вигдорчик. — Л. : Недра, 1990. — 762 с.