The results of a complex of experimental studies of thermal and aerodynamic indicators of water-heating heat-recovery exchangers of dusty exhaust gases from glass-making furnaces are presented. The studies were carried out on an experimental installation located behind a glass-melting furnace, and in the process of start-up operations during the introduction into operation of modular-type water-heating heat exchangers (HWM) developed by IET NAS of Ukraine at various glass-producing enterprises. The studies were carried out using modern measuring equipment according to certified methods of the services of metrological adjustment of glass-making enterprises, with the participation of which the experiments were carried out. In the process of research, the heating capacity, average values of the heat transfer coefficients and aerodynamic resistance of heat exchange surfaces, which are assembled from of panel packages formed by pipes with membranes, under conditions of heat-recovery of dusty furnace gases, were determined. The dynamics of the formation of a layer of deposits of technological dust on the surface of the panels on the gas side and the contamination coefficient of surface were also subject to research. According to the data on the heat-recovery exchanger heating capacity, the rational period of its operation between cleaning the working surfaces was determined. The experimental parameters obtained were also compared with their calculated values, as well as with the data of other researchers. According to the results of the studies, it is shown that TVM heat exchangers when used in conditions of dusty furnace gases are characterized by high thermal efficiency due to the layout of the heat exchange surface from the packets of panels formed by pipes with membranes, and the possibility of cleaning these surfaces from deposits of technological dust with practical restoration of the initial indicators. Based on the data obtained, the duration of the cycles for cleaning membrane heating surfaces from dust deposits was determined: for furnaces for the production of glass packaging, this period was 10-14 days, and for furnaces for melting medical glass - 5-7 days.

No abstract

Викладено результати експериментальних досліджень закономірностей тепло- і масообміну в пучках поперечно оребрених труб водогрійних теплоутилізаторів відхідних газів котельних установок під час охолодження цих газів нижче від температури точки роси водяної пари. Наведено схеми експериментального стенду і досліджуваної моделі теплоутилізатора, характеристики трубних пучків та застосовуваних біметалевих труб (зі сталевою основою та алюмінієвим оребренням), описано умови проведення досліджень. Подано результати визначення експериментального значення коефіцієнта тепловіддачі з боку димових газів у таких діапазонах зміни їхніх основних параметрів: початкових температурах tвх = 140÷180 °С і вологовмісту Х = 0,09÷0,15 кг/кг с.г., кінцевої температури tвих = 50÷100 °С, а також Reг = 5000÷10000. Отримані дані узагальнено залежністю для розрахунку цього коефіцієнта, яка є функцією Reг, Х та безрозмірної температури нагріваної води q. Для підтвердження достовірності отриманих результатів проведено їх зіставлення з даними інших досліджень для режимів роботи експериментальної моделі без конденсації вологи з димових газів у пучках поперечно оребрених труб та за її наявності в пучках гладких труб. Унаслідок проведених зіставлень отримано задовільний збіг порівнюваних величин.

Однією з причин зниження ефективності теплоутилізаційних систем та їх окремих елементів є втрати ексергетичної потужності. Такі втрати пов'язані з гідродинамічним опором при русі теплоносіїв, з незворотними процесами при теплообміні між теплоносіями, з процесами теплопровідності. Зниження втрат ексергетичної потужності дає змогу підвищити ефективність теплоутилізаційних систем. Це визначає актуальність робіт, присвячених вирішенню зазначеної проблеми. Для розрахунку втрат ексергетичної потужності в теплоутилізаційних системах та їх окремих елементах розроблено комплексну методику, яка поєднує ексергетичні методи з методами, побудованими на розрахунку дисипаторів ексергії. Розроблена методика дає змогу розділити втрати ексергетичної потужності згідно з причинами та зонами їх локалізації і виявити умови, за яких ці втрати будуть мінімальними. Основні етапи методики включають розробку математичної моделі досліджуваних процесів на основі рівняння ексергії, рівнянь балансів ентропії і ексергії, рівняння нерозривності, рівняння для внутрішньої енергії. У межах розробленої математичної моделі отримано диференціальні рівняння ентропії та ексергії і формули для розрахунку дисипаторів ексергії, що характеризують гідродинамічні втрати і втрати ексергетичної потужності внаслідок нерівноважного теплообміну між теплоносіями. Визначено значення дисипаторів ексергії для пластинчастого повітронагрівача теплоутилізаційної системи котельної установки за різних режимів роботи котла. Встановлено внесок кожного виду втрат у сумарні втрати ексергетичної потужності у повітронагрівачі і визначено область максимальних втрат цієї потужності.