5. Вимоги до звіту
Звіт повинен містити:
Назва і мета роботи.
Основні поняття про теоретичний метод дослідження, що застосовується.
Короткий опис задачі і метода рішення.
Вихідні дані для свого варіанту завдання.
Дані одного варіанту розрахунку (копія з екрана комп’ютера).
Графічні залежності зміни температур обмурівки в характерних точках.
Графік залежності величини акумульованого тепла шарами обмурівки від часу процесу.
Аналіз отриманих результатів.
Висновки.
6. Контрольні питання
1. В яких випадках при вивченні технічного об’єкта доцільно застосувати теоретичний метод дослідження ?
2. Які основні етапи включає теоретичний метод, що застосовується ?
3. Що представляє собою фізична модель об’єкта ?
4. Що представляє собою математична постановка задачі ?
5. Яким чином перевіряється адекватність математичної моделі ?
6. Який процес досліджувався в цій роботі ?
7. Які основні рівняння визначають процес зміни температурного стану обмурівки топки котла ?
8. Який метод застосовувався для рішення поставленої задачі і чому ?
9 Для чого при рішенні задачі чисельним методом необхідно використати умови стійкості ?
10. Який тип різницевої схеми використовувався в роботі ?
11. Як визначалась величина акумуляції тепла шарами обмурівки ?
Лабораторна робота №4
Застосування методу математичного моделювання для дослідження утилізації тепла енергоносія
Мета роботи: засвоїти застосування методу математичного моделювання для дослідження теплової роботи компактного теплообмінника
1. Загальна характеристика теплообмінника
Для глибокої утилізації енергії теплоносія, що відводиться з робочої зони агрегату, застосовують регенеративні теплообмінники. Зазвичай вони мають в своєму складі пару насадок, що забезпечують акумуляцію тепла гарячого теплоносія і передачу цього тепла холодному теплоносію. Робота регенеративних теплообмінників складається з циклів, що змінюють один одного. Кожен цикл складається з періодів розігріву однієї насадки і охолодження іншої насадки. В кінці кожного періоду за допомогою переключення положення клапанів відбувається зміна напрямку руху теплоносіїв: гарячий теплоносій направляється в охолоджену насадку, а холодний – в розігріту (рис. 1.1).
1, 2 – камери з насадками, 3,4 – вхід и вихід гарячого теплоносія, 5,6 – вхід і вихід холодного теплоносія, 7-10 – клапани.
Рис. 1.1- Схема регенеративного теплообмінника з нерухомою насадкою
У тому випадку, коли теплоносієм є високотемпературні продукти згоряння, а холодним теплоносієм – повітря для горіння палива, насадку теплообмінника виконують з вогнетривких матеріалів. Недоліком теплообмінників з масивною насадкою є висока матеріаломісткість, громіздкість і підвищена складність конструкції і експлуатації. Тому вони застосовуються в основному для плавильних печей (доменних, мартенівських, скловарних).
В теперішній час широкого розповсюдження набули компактні регенеративні теплообмінники з насипною насадкою. Вони мають невеликі розміри і можуть встановлюватися близько до робочої зони агрегату. Насипна насадка зазвичай являє собою шар керамічних кульок. Такі насадки легко очищуються і мають високу стійкість до температурним перепадів. Зменшення діаметру кульок насадки значно збільшує питому поверхню нагріву і інтенсифікує теплопередачу до теплоносіїв. Однак, при цьому істотно зростає аеродинамічний спротив насадки, що вимагає більш потужних тяго-дуттьових пристроїв. Тому використовують насадки з кульками діаметром від 2 см до 3 см, що забезпечує високу питому поверхню і прийнятний аеродинамічний спротив насадки.
С метою вивчення теплової роботи компактних регенераторів виконуємо їх розрахунок за допомогою математичної моделі.