Matematyczne modelowanie podgrzewacza regeneracyjnego wody

W artykule przedstawiono macierzowy model wielostopniowego wymiennika ciepła. W modelu rozpatrzono zagadnienie wymiany ciepła pomiędzy parą nasyconą i wodą. Opracowany model wykorzystano do obliczeń regeneracyjnego podgrzewacza wody zasilającej kocioł w obiegu siłowni cieplnej. W rozpatrywanym przypadku czynnikiem grzejnym jest para wodna, która ulega kondensacji podczas przekazywania ciepła wodzie zasilającej kocioł. Na podstawie równań bilansu energii otrzymano układ równań różniczkowych, opisujących zmianę stopnia suchości gorącego czynnika oraz temperatury chłodnego czynnika w funkcji powierzchni wymiennika ciepła. Rozwiązanie tego układu równań umożliwia wyznaczenie temperatury wody zasilającej i stopnia suchości pary grzejnej w dowolnym punkcie rozpatrywanego wymiennika wielostopniowego. Warunkiem koniecznym rozwiązania układu równań jest określenie kierunku przepływu czynników gorącego i chłodnego oraz znajomość ich parametrów na wejściu do wymiennika. W artykule przedstawiono zasady określania kierunku przepływu obydwu czynników oraz metodykę tworzenia macierzy blokowej wielostopniowego wymiennika ciepła. Na podstawie obliczeń przeprowadzono analizę, która wykazała, że wyniki obliczeń umożliwiają ocenę stanu pracy podgrzewacza regeneracyjnego wody zasilającej kocioł. Przedstawiony macierzowy model wielostopniowego wymiennika ciepła może być wykorzystany do analizy efektywności pracy podgrzewaczy regeneracyjnych stosowanych w energetyce zawodowej i przemysłowej, ciepłownictwie oraz wymienników płaszczowo-rurowych stosowanych w przemyśle chemicznym, petrochemicznym, rafineryjnym, spożywczym i innych.

Pełny tekst (pdf)

1. Barochkin E.V., Zhukov V.P., Mizonov V.E., Otwinowski H.: Recyrkulacja nośników ciepła w układach wymienników o złożonej konfiguracji, Izv. VUZ „Khimiya i khimicheskaya technologiya”, vol. 48,  nr 1, 2005, s. 124-128.
2. Barochkin E.V., Zhukov V.P., Otwinowski H., Urbaniak D.: Modelowanie wielostopniowych wymienników ciepła, ZN Wydziału Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej, seria: Metalurgia, nr 48, 2005, s. 112-116.
3. Kostyuk A.G., Frolov V.V.: Turbiny elektrowni cieplnych i jądrowych, Izd. MEI, Moskwa 2001.
4. Nazmeev Yu.G., Lavygin V.M.: Wymienniki elektrowni cieplnych, Energoatomizdat, Moskwa 1998.