Коефіцієнт тепловіддачі факельної установки за умов вільної конвекції

Abstract

Запропоновано модель для дослідження температурних режимів факельних пристроїв біогазових комплексів на основі рівняння нестаціонарної теплопровідності. Незважаючи на загалом надзвичайно складне явище теплообміну, теплопередачі, тепловіддачі,при роботі факельного пристрою складаються такі умови, що дозволяють покладатись на відносно прості модельні описи, що може дозволити проводити оцінку ступеню небезпеки теплового випромінювання при його роботі. Побудовано та розглянуто розрахункову схему огороджувальної труби факельного пристрою із зазначенням розрахункових параметрів. Прийняті граничні умови першого роду на внутрішній і третього роду на зовнішній поверхні стінки кожуха труби факельного пристрою. Для побудови моделі були зроблені наступні припущення: температура на внутрішній стінці кожуха однакова і дорівнює температурі продуктів згоряння біогазу; в розрахунковій схемі не врахована теплопровідність через виробничу арматуру факельного пристрою; в процесі нагрівання геометричні параметри стінки кожуха не змінюються. Визначено, що коефіцієнт теплопередачі при використанні факельного пристрою для спалювання біогазу можна визначити з виразу по визначенню критерію подібності теплових процесів. При розрахунку у відповідності до отриманої моделі критерію подібності теплових процесів встановлено, що в залежності від температури зовнішнього середовища його значення можуть змінюватися в межах 10–24 %. При цьому геометричні параметри факельного пристрою мають суттєвіший вплив на вказані критерії – до 65 %. Отримані аналітичні залежності коефіцієнта тепловіддачі α від характерного геометричного розміру, а також від температури повітря і температури поверхні кожуха, що дозволяє визначити негативний тепловий вплив на оточуюче середовище. Показано, що його величина може змінюватися до 1000 % в залежності від лінійного розміру та температури поверхні кожуха.