RU121350U1 - Жаротрубный котел - Google Patents
Жаротрубный котел Download PDFInfo
- Publication number
- RU121350U1 RU121350U1 RU2012119381/28U RU2012119381U RU121350U1 RU 121350 U1 RU121350 U1 RU 121350U1 RU 2012119381/28 U RU2012119381/28 U RU 2012119381/28U RU 2012119381 U RU2012119381 U RU 2012119381U RU 121350 U1 RU121350 U1 RU 121350U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- ellipse
- boiler
- heat
- ratio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
Жаротрубный котел, содержащий цилиндрический водопроводящий корпус, в полости которого размещена соосная ему топка и установленная в ней горелка, отличающийся тем, что топка имеет в поперечном сечении форму эллипса, причем отношение большей полуоси эллипса к малой полуоси находится в пределах α/b=1,2…1,7.
Description
Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в системах отопления и горячего водоснабжения, в том числе и в коммунально-бытовой технике, а также в качестве нагревателя жидкостей и газов.
Известен жаротрубный котел, содержащий в водопроводящем корпусе горелку с топкой, реверсивную камеру и пучок конвективных труб. (См. «Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т2 / Пер. с англ. под ред. О.Г.Мартыненко и др. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 352 с.)
Недостатками данного котла является низкий КПД, обусловленный неполным сгоранием топлива и низким коэффициентом теплоотдачи в топке из-за невысоких скоростей движения газовой смеси.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является жаротрубный котел, который содержит цилиндрический корпус с охлаждающей отходящие газы камерой, соосную ему жаровую камеру с глухой задней стенкой и размещенным на ней экраном с выполненными в ней полостями дожигания. Вокруг жаровой камеры размещены дымогарные трубы, причем входные концы их находятся в передней части котла, а выходные - в задней. Подвод и отвод воды в корпус осуществлен посредством патрубков, а нагрев ее производится с помощью горелки, закрепленной в передней части корпуса (Патент RU 60685 U1 от 31.07.2006 г.).
Недостатками известного котла является низкий КПД при неполном сгорании топлива из-за наличия возвратных течений продуктов сгорания от глухой задней стенки к передней части котла и низким коэффициентом теплоотдачи в топке из-за невысоких скоростей движения газовой смеси.
Техническая задача, решаемая в предлагаемом устройстве - создание конструкции котла, обеспечивающей наибольший КПД топки за счет более полного сгорания топлива и увеличением коэффициента теплоотдачи в топке из-за повышения скоростей движения газовой смеси без изменения характеристик горелки.
Данный технический результат достигается тем, что в жаротрубном котле, включающем цилиндрический водопроводящий корпус, в полости которого размещена соосная ему топка, которая имеет форму в поперечном сечении эллипс, сообщающаяся с конвективным пучком труб, причем отношения большей полуоси эллипса к малой полуоси находится в пределах α/b=1,2…1,7.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где:
на Фиг.1 схематично изображен разрез предлагаемого жаротрубного котла;
на Фиг.2 график зависимостей числа Рейнольдса Re от отношения большей полуоси эллипса α к малой полуоси b (α/b), на котором изображен участок с максимальными числами Рейнольдса Re, где Re - безразмерная скорость,
на Фиг.3 график зависимостей числа Нусельта Nu от отношения большей полуоси эллипса α к малой полуоси b (α/b), на котором показан участок с максимальными числами Нуссельта Nu, где Nu - безразмерный коэффициент теплоотдачи;
на Фиг.4 представлен график зависимостей числа КПД от отношения большей полуоси эллипса α к малой полуоси a/b.
Жаротрубный котел содержит водопроводящий корпус 1, горелку 2 с топкой 3, выполненную в виде эллипса, реверсивную камеру 4 и пучок конвективных труб 5.
Котел работает следующим образом:
В топку 3, из горелки 2 направляют поток пламени. В топке происходят процессы горения. После сгорания поток продуктов сгорания поступает в реверсивную камеру 4 и затем в конвективный пучок труб 5. Часть теплоты сгорания и теплоты уходящих газов передается через разделительную стенку теплоносителю в водопроводящем корпусе 1.
Повышение КПД топки достигается за счет увеличения скорости газового потока, коэффициента теплоотдачи при изменении формы профиля топки с окружности на эллипс.
Математическое моделирование процессов, происходящих в топке газотрубного котла, осуществлялась с помощью расчетного комплекса ANSYS.
Для описания турбулентных течений реагирующих газов используют модель турбулентности с двумя уравнениями.
Эта модель турбулентности получила название «k-ε» (Михайлов, А.Г. «Численное моделирование процессов тепломассопереноса при горении газообразного топлива в топочном объеме». / А.Г.Михайлов, П.А.Батраков, С.В.Теребилов. - «Естественные и технические науки»- 2011. - №5(55). - С.354-358) где, k - турбулентная кинетическая энергия,
ε - величина рассеивания кинетической энергии.
В результате анализа численных решений определено, что при отношении большей полуоси эллипса α к малой полуоси b, лежащем в интервале α/b=1,2…1,7 КПД определяется формулой:
η - коэффициент полезного действия (КПД);
Qpacч - количество теплоты, которая выделенного при сгорании топлива;
Q1 - теплота, использованная для подогрева холодной жидкости.
Δt - разница температур между газом и жидкостью,
S - площадь поверхности теплообмена,
k - коэффициент теплопередачи.
α1 - коэффициент теплоотдачи, определяемые условиями движения газа с горячей стороны,
α2 - коэффициент теплоотдачи, определяемые условиями движения жидкости с холодной стороны,
δ - толщина стенки,
λ - коэффициент теплопроводности материала стенки.
Для безразмерного коэффициента теплоотдачи Nu с горячей стороны действительно выражение:
dэкв - эквивалентный диаметр.
Для эллипса справедливо выражение:
dэкв=1.55S0.625/P0.2 где
S - площадь поперечного сечения эллипса,
Р - периметр эллипса.
Таким образом с увеличением Re наблюдается рост Nu и соответственно α, что приводит к увеличению k, Q1 и в целом η.
Расчетные данные показали, что увеличение η топки в форме эллипса с отношением большей полуоси α к малой полуоси b лежащем в интервале 1,2…1,7 приводит к увеличению КПД по сравнению с круглой в пределах до 2%.
Claims (1)
- Жаротрубный котел, содержащий цилиндрический водопроводящий корпус, в полости которого размещена соосная ему топка и установленная в ней горелка, отличающийся тем, что топка имеет в поперечном сечении форму эллипса, причем отношение большей полуоси эллипса к малой полуоси находится в пределах α/b=1,2…1,7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119381/28U RU121350U1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Жаротрубный котел |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119381/28U RU121350U1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Жаротрубный котел |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU121350U1 true RU121350U1 (ru) | 2012-10-20 |
Family
ID=47145789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119381/28U RU121350U1 (ru) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Жаротрубный котел |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU121350U1 (ru) |
-
2012
- 2012-05-11 RU RU2012119381/28U patent/RU121350U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TR201815341T4 (tr) | Isıtma Kazanı İçin Eşanjör | |
CN105547011A (zh) | 一种具有自清灰作用的锅炉烟管换热器 | |
Durcansky | Comparison of mathematical models for heat exchangers of unconventional CHP units | |
RU121350U1 (ru) | Жаротрубный котел | |
RU151351U1 (ru) | Жаротрубный котел | |
CN204665226U (zh) | 一种蒸汽发生器 | |
CN205878210U (zh) | 一种生物质锅炉节能器 | |
CN102635941B (zh) | 两胆式热水热风两用锅炉 | |
CN202562034U (zh) | 热水热风两用锅炉 | |
RU2657382C2 (ru) | Теплообменник котла со сварными соединениями, находящимися исключительно вне топки котла, и с определенным расположением труб | |
RU53410U1 (ru) | Устройство для подогрева газа и нефти | |
CN208312706U (zh) | 一种用于燃气壁挂炉主热交换器上的换热套管 | |
RU186831U1 (ru) | Жаротрубный котёл | |
CN105757643B (zh) | 一种使用强化传热件的锅炉 | |
CN205156331U (zh) | 高效节能环保燃气、燃油锅炉 | |
RU102099U1 (ru) | Теплообменник теплогенератора | |
RU224410U1 (ru) | Котел отопительный водогрейный чугунный газовый | |
RU127176U1 (ru) | Жаротрубный котел | |
RU2610985C1 (ru) | Водогрейный жаротрубный котёл с турбулизаторами улиточного типа | |
CN209726156U (zh) | 基于气、油锅炉余热回收换热器 | |
RU149712U1 (ru) | Жаротрубный котел | |
CN103557588B (zh) | 锅炉 | |
CN202719751U (zh) | 一种换热水套加热炉 | |
CN207081209U (zh) | 一种新型导热油炉 | |
RU112745U1 (ru) | Нагреватель на химическом топливе |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160512 |