Quasi two-dimensional mathematical model of the thermal and hydraulic regimes of the tube gas heater
Keywords:
«green» accomplishment, planting, green plantations, charges for the planting, state of the planting.Abstract
Purpose. Currently, there are long line of unsolved tasks of increase the reliability of the tube gas heaters (TGH). The cause of various defects in TGH is overheating of the surface of heater. As a result the strain and burnout walls is appeared. These processes can be in the linear part of the flame tube from the high temperature gas inside the pipe. The overheating can be arised during starting too. The temperature can reach the maximum value in a short term. The relatively thin walls of the tube are heated fast and unevenly. According to the experimental researches of TGH the temperature have a large fluctuant of temperature along the perimeter of the outer surface of the heater. Is proposed to take into account the factor of influence of the temperature distribution in the angular coordinate on the surface of the heater for increase of accuracy of mathematical modeling of tube gas heaters.
Methodology. This work is devoted to mathematical modelling of the thermal and hydraulic regimes in tube gas heater. It is offered the beginning and main parts of the heater do not have a thermal insulation and heat flux is transmitted through the pipe wall into the surrounding airspace. The well-known mathematical model of the parts depends on the only coordinate longitudinal position along the heater and consists of two groups of equations such as heat transfer and motion. Is proposed to take into account the dependence the surface temperature of the heater not only from the linear coordinate but also from the angular coordinate for getting quasi two-dimensional mathematical model of thermal and hydraulic regimes TGH.
Findings. It was developed a quasi two-dimensional mathematical model of the hydraulic and thermal regimes of gas tube heater. There are a set of ordinary differential equations. The parameters of regimes depend on both the linear and partly on the angular coordinate. According to the problem can solve by direct calculation of the parameters of the heater by numerical integration. The model is based on the equations of preservation of mass, movement and energy also on heat balance. The two dimensional stationary thermal and hydraulic regimes was calculated. Accuracy of data of a two dimensional mathematical model of gas tube heater is proved. It is based on experimental researches of a mathematical model of the tube gas heater.
Originality. The quasi two- dimensional mathematical model TGH is constructed. It was based on experimental researches of temperature distribution along the perimeter of the tube gas heater in dependence on the projecting and regimes characteristics.
Practical value. Using of the models for calculation results will help to improve the efficiency of design decisions and the quality of the functioning of the tube gas heater. That model will allow the investigate of TGH.
References
Bolotskih N. N. Jenergojefektivnye mul'tigorelochnye sistemy serii HLV dlja infrakrasnogo gazovogo otoplenija proizvodstvennyh pomeshhenij [Energy efficient multi burner systems for the HLV Series infrared gas heating industrial premises]. Komunal'ne gospodarstvo mіst: Naukovo-tehnіchnij zbіrnik - Utilities city: Scientific and Technical Collection, 2012, №103, pp. 301 - 308.
Dudkin K. V., Tkacheva V. V., Irodov V. F. Trubchatye gazovye nagrevateli dlja teplosnabzhenija v sel'skoj mestnosti [Tube gas heaters for heat supply in the countryside]. LAPLAMBERT Academic Publishing, 2014. 156 p.
Irodov V. F., Solod L.V. Matematicheskoe modelirovanie i raschet infrakrasnogo trubchatogo gazovogo obogrevatelja [Mathematical modeling and calculation of tubular infrared gas heater] Stroitel'stvo, materialovedenie, mashinostroenie .Building, materials sciences, mechanic engineering: Sbornik Nauchnyh Trudov - Building, materials sciences, mechanic engineering: Collection of scientific papers. Dnіpropetrovsk, 2010, issue 52, pp. 130-132.
Kamalova G. A., Najmalova A. Zh. Matematicheskoe modelirovanie gazodinamicheskih processov dvuhfaznoj sredy v ustrojstvah razlichnoj konfiguracii [Mathematical modeling of dynamic processes in the two-phase protection devices of various configurations] // Matematicheskij zhurnal -Mathematical Journal, 2005, no. 1, pp. 52-66.
Knysh, L. I. Osobennosti raschjota polja skorosti pri techenii vjazkoj neszhimaemoj zhidkosti v kanalah polukrugloj formy [Features of the calculation of the velocity field in the flow of an incompressible viscous fluid in the semicircular canals]. Vіsnik Dnіpropetrovs'kogo nacіonal'nogo unіversitetu іm. O.Gonchara [Bulletin Dnіpropetrovskogo natsіonalnogo unіversitetu IM. O. Gonchara], 2010, issue 14, pp. 174–180.
Найманова, А. Ж. Математическое моделирование турбулентного горения в сложном канале / А. Ж. Найманова // Математический журнал. – 2009. - №1. – С. 55-64.
Najmanova A. Zh. Matematicheskoe modelirovanie turbulentnogo gorenija v slozhnom kanale [Mathematical modeling of turbulent combustion in complex channel]// Matematicheskij zhurnal - Mathematical Journal, 2009, no. 1, pp. 55-64.
Tkachova V.V. Іnduktivne modeljuvannja trubchastogo gazovogo nagrіvacha ta pal'nika na peletah [Inductive modeling gas tube heater and burner for pellets] / V. V. Tkachova, R. V. Barsuk // Stroitel'stvo, materialovedenie, mashinostroenie. Building, materials sciences, mechanic engineering: Sbornik Nauchnyh Trudov - Building, materials sciences, mechanic engineering: Collection of scientific papers. Dnіpropetrovsk, 2014, issue. 78. pp. 275–281.
Shaptala D. Je. Pidvyshhennja efektyvnosti trubchastyh gazovyh nagrivachiv dlja promenevogo opalennja ta pidigrivu pryplyvnogo povitrja. Avtoreferat. Diss. [Improved tubular gas heaters for radiant heating and forced air heating. Author’s abstract]. Harkiv, 2013. 19 p.
Yudaev B. N. Teploperedacha. Uchebnik dlja vuzov [Heat: Textbook for Universities]. Moscow, 1981. 352 p.
Kamalova G.A., Messerle V.E., Naimanova A.Zh., Ustimenko A.B. Modelling of Turbulent Reacting Flows in Furnace Devices. Termophysics and Aeromechanics, 2008, vol.15, no. 1, pp. 139-151.
Kamp Andreas. Optimale Plazierung von Strahlungsheizungen. HLH, 1991, no. 9, pp. 509-514.
Sir Wm Herschel. Infrared Handbook. Concepts of Radiant Heating. Roberts Gordon, 1994, pp. 17 - 35.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
