Физическое моделирование топочной камеры с кипящим слоем Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Б. Ж. Омарова

Использование автоматизированной базы данных в учебном процессе

Актюбинский региональный государственный университет

имени К. Жубанова, г. Актобе. Материал поступил в редакцию 15.12.2015.

B. Zh. Omarova

Use of automated database in educational process

K. Zhubanov Aktobe Regional State University, Aktobe.

Material received on 15.12.2015.

В данной статье представлены сведения о производительности и эффективности использования автоматизированной базы даных в учебном процессе

This article presents data on performance and efficiency of the use of automated databases in the learning process.

УДК 619.87:66

А. Н. Плотиников, Е. В. Приходько

Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар

ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТОПОЧНОЙ КАМЕРЫ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ

В данной статье представлены результаты теоретических исследований при создании физической модели кипящего слоя для исследования гидродинамических параметров топочной камеры с кипящим слоем. Ключевые слова?

Котлы с кипящим слоем в последнее время получают всё более широкое распространение за счёт ряда преимуществ:

- небольшие выбросы вредных веществ в атмосферу;

- возможность сжигания топлив с высокой влажностью и зольностью (низкосортных);

- возможность газификации твёрдого топлива.

Теория кипящего слоя начала разрабатываться достаточно давно, но при этом и сегодня существует множество вопросов, связанных с оптимизацией конструкций таких топок, а также оптимизацией режимов их работы. Однако в настоящее время теоретическая база для решения этих проблем явно слаба. Этому есть множество причин. Так, созданные теории, достаточно точно описывают поведение материала при псевдоожижении с гладкими, сухими и одинакового размера шарами. При реальных условиях - наличии частиц неправильной формы, переменной плотности по объёму, теории дают значительную погрешность.

Различают идеальное псевдоожижение и реальное. Вид зависимости перепада давления ДР от скорости ожижающего агента в случае идеального псевоожижения показан на рисунке 1 [1].

Рисунок 1 - Идеальная кривая псевдоожижения

Согласно идеальной кривой псевдоожижения, линия 1 соответствует стационарному слою; при ламинарном режиме фильтрования агента сквозь слой. Линия 1 - прямая (ДР ~ го), при турбулентном парабола (ДР ~ го2); в точке А слой переходит в псевдоожиженное состояние, прямая 2 (ДР = const); точка В соответствует началу уноса частиц материала из слоя, что происходит при скорости газа, равной скорости витания частиц.

Вид реальных кривых псевдоожижения несколько отличается от идеальной кривой. На реальных кривых появляются «всплески», обусловленные силами сцепления между частицами слоя и трением частиц о стенки аппарата.

Так, например, в [2] приводится формула, описывающая скоростные параметры частиц в кипящем слое:

V/

С d >2

V do J

V 1 + (da + do )

3 / 2

где Vо - скоростной параметр при расчёте внешней гидродинамики кипящего слоя, м/с;

V - скорость начала псевдоожижения, м/с;

dо - удельная поверхность одиночного зерна, м2/м3;

d - средний поверхностный диаметр с учётом коэффициента формы, м.

В результате их исследований делается вывод, что при правильном учёте формы и среднего диаметра, данная формула может быть применена в инженерных расчётах с точностью ± 30 %.

Задача, которая была нами поставлена, заключается в создании физической модели кипящего слоя для исследования гидродинамических параметров. При создании физической модели необходимы следующие формулы. Расход воздуха на горение, VВ:

где Vо - теоретически необходимое количество воздуха, м3/кг; ат - коэффициент избытка воздуха в топке; В - расход топлива, кг/с; q4 - механический недожог, %. Диаметр выходных колпачков воздухораспределительной решетки:

где WВ - скорость воздуха, м/с;

п - количество колпачков.

Расход продуктов сгорания определяют, задавшись средней по сечению скоростью продуктов сгорания:

где WТ - скорость продуктов сгорания в топке, м/с;

FТ - площадь топки.

Соответственно при реализации физической модели необходимо эмпирически установить значения всех переменных, входящих в указанные формулы. Для этого необходимо выбрать приборы и точки их подключения.

Основные замеры будут производиться для определения скоростей воздуха и кипящего слоя в различных точках. Анализ современных приборов показал, что наиболее приемлемым прибором (с учётом фракции топлива в кипящем слое) будет являться микроманометр в комплекте с трубками Пито. Прибор позволит с достаточной точностью определить скорости потока воздуха, а при использовании фракции топлива от 5 до 10 мм - скорости кипящего слоя. Кроме этого, при подключении импульсных трубок, прибором можно замерить перепад давления по топочной камере в различных точках.

Таким образом, для исследования кипящего слоя в физической модели топочной камеры достаточно будет цифрового микроманометра с импульсными трубками и трубками Пито. Кроме этого, конечно, необходимо наличие прозрачных стенок на модели и измерительной линейки (для замера высоты кипящего слоя), а также устройства для плавной регулировки объёма подаваемого в модель топки воздуха (для чего вполне подойдёт ЛАТР).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Расчёты аппаратов кипящего слоя: Справочник / Под под. И. П. Мухленова, Б. С. Сажина, В. Ф. Фролова. - Л. : Химия, 1986. - 352 с.

2 Олексюк, А. А., Шайхед, О. В. Математическая модель технологии сжигания низкосортных твёрдых топлив в топках низкотемпературного кипящего слоя на энергетических и коммунальных котельных. - Вют Автомобшьно-дорожнього шституту. - №1, 2012. - С. 151-160.

Материал поступил в редакцию 15.12.2015.

А. Н. Плотиников, Е. В. Приходько

Кайнатан кабатпен оттык камерасын фичикалык модельдеу

С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университет^ Павлодар к.

Материал 15.12.2015 баспаFа тYстi.

А. N. Plotnikov, Е. V. Prihodko

Physical modelling of the combustion chamber with a fluidized bed

S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar Material received on 15.12.2015.

Осы макрлада физикалъщ моделт жасауда цайнап туреан, гидродинамикалыц nараметрлердi зерттеу ушт щбаттай цайнаган щбатпен оттъщ камерасын теориялъщ зерттеулертщ нэтижелерi кврсетшген.

The theoretical research presents the results of creation of a physical model of fluidized bedfor studying the hydrodynamic parameters of the combustion chamber with a fluidized bed.