The feasibility of use quasi two-dimensional mathematical models for estimation of failure probabilities efficiency on account of burnouts in the tube gas heaters
Keywords:
tube gas heaters, calculation, reliability.Abstract
Abstract. Purpose. The identity property of reliability, which is reflected in this work, is failure - free operation. Operation tube gas heaters are characterized by a number of specific features affecting the level of accident (breakage). Such performance features include failures efficiency, due to various types of damage of the tube heater. Such damage burnouts are derived usually from internal high temperature corrosion. As shown by experimental researches, the gas combustion products moving along the tube part of the heater surface is heated irregularly. The purpose of this work is to estimate the probability of failure efficiency of the heater by improving its method of calculation. To achieve of the purpose must be developed a model of thermal and hydraulic regimes TGH, which takes into account the irregular of temperature distribution along the perimeter surface of the heater along its length. Methodology. Analysis of the probability of performance failure efficiency due to burnouts, made it possible to develop a quasi twodimensional mathematical model of the thermal and hydraulic regimes, which consists of equations of heat and motion. Presented equations of the mathematical model different from the known published mathematical model [3] equations for the temperature distribution of the heater surface connection depending on the angular coordinate. The developed algorithm for calculating [3,7-9], the relevant paragraphs of the program, was introduced in addition a dimensionless empirical relationship of the form. The final set of isolated parameters affecting the temperature distribution at the perimeter of the heater due to convective motion. Findings. The necessary experimental data on the nature of the changes in the perimeter of the heater temperature. A empirical relationship, which takes into account the effect of temperature distribution not only in linear, but the angular coordinates too. Originality. A quasi twodimensional mathematical model of thermal and hydraulic conditions, which further takes into account the irregular distribution of temperature on the heater perimeter depending on the angular position. We obtain a calculation method which allows us to estimate the probability of failure efficiency TGH, due to burnouts. Practical value. The algorithm and the modified program to calculate through the computer was developed. These calculation results can be used during the design, operation and analysis of the existing equipment in heating systems with a tube gas heater.References
Akolzin P.A. Korroziya i zaschita metallov teploenergeticheskogo oborudovaniya [Corrosion and protection of metals of thermal power equipment]. Moskva: Energoizdat, 1983, 302 p. (in Russian)
Ivanovskiy V.N. Teoreticheskie osnovyi protsessa korrozii neftepromyislovogo oborudovaniya [Theoretical basis of the process of corrosion of oilfield equipment]. Inzhenernaya praktika – Engineering practice, 2010, no. 6, pp. 4-14. (in Russian).
Dudkin K.V., Tkacheva V.V. and Irodov V.F. Trubchatye gazovye nagrevateli dlja teplosnabzhenija v selskoj mestnosti [Tube gas heaters for heat supply in the countryside]. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014, 156 p. (in Russian)
Іrodov V.F., Tkachova V.V. and Chornomorets H.Ya. Yevoliutsіynyy poshuk rіshen zadach sustemnogo analіzu u teplopostachannі z trubchastymy gazovymy nagrіvachamy [The evolutionary search for solutions to problems of heat supply systems analysis of tubular gas heaters]. Matematychne ta programne zabezpechennia іntelektualnikh system – Mathematical and software of intelligent systems, 2015, pp. 81-82. (in Ukrainian).
Kamalova G.A. and Naymalova 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. (in Russian).
Naymanova 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. (in Russian).
Tkachova V.V. and Barsuk R.V. Induktyvne modeliuvannia trubchastoho hazovoho nahrivacha ta palnyka na peletakh [Inductive modeling of tubular gas heater and burner on pellets] Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie : Sb. nauch. trudov [Construction, materials science, mechanical engineering : Coll. scientific. works], 2014, issue 78, pp. 275–281. (in Ukrainian).
Tkacheva V.V. and Irodov V.F. Kvazidvumernaya matematicheskaya model teplovogo i gidravlicheskogo rezhimov trubchatogo gazovogo nagrevatelya [Quasi two-dimensional mathematical model of the thermal and hydraulic regimes of the tube gas heater]. Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie : Sb. nauch. trudov [Construction, materials science, mechanical engineering : Coll. scientific. works], 2015, issue 84, pp. 192-196. (in Russian).
Tkacheva V.V. Raschet teplovogo i gidravlicheskogo rezhimov trubchatogo gazovogo nagrevatelya s ispolzovaniyem kvazidvumernoy matematicheskoy modeli [Сalculation of the thermal and hydraulic regimes of the tube gas heater using quasi twodimensional mathematical model]. Zbiur raportuw naukowych. «Inzynieria I technologia. Osiagniecia naukowe, rozwojm, propozycj» [Collection of scientific papers. "Engineering and technology. Scientific advances, development, proposals], (29.09.2016 – 30.09.2016). Warszawa, 2016, pp. 11-21. (in Russian).
Ulyanin E.A. Korrozionnyie stoykie stali i splavyi [Corrosion-resistant steel and alloys]. Moskva: Metallurgiya, 1991, 256 p. (in Russian).
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).
