Моделювання розподілу потоків повітря та продуктів згоряння палива в каналі тунельної печі
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.205155Ключові слова:
тунельна піч, пічні гази, висота каналу, моделювання розподілення швидкостей, поле швидкостей.Анотація
Характерною проблемою роботи тунельних печей з високим перекриттям є вихід продукції з низькою якістю та зниження енергетичної ефективності процесу випалу в цілому. Тому об’єктом дослідження обрано процес протікання пічних газів по каналу тунельної печі, зміна швидкості яких досліджувалась в залежності від геометричних параметрів тунелю.
В ході проведення досліджень залежності розподілення швидкостей потоків пічних газів по каналу печі від її геометричних характеристик використано метод чисельного моделювання в спрощеній 2D постановці за допомогою відкритого коду OpenFoam з використанням моделі турбулентності k–ɷ переносу напруг зсуву. Отримано поля швидкостей потоків пічних газів для трьох варіантів висоти каналу: базового з висотою склепіння 2 м, зі зниженою висотою склепіння по всій довжині тунелю та зі зниженою висотою тунелю лише в зоні випалу. Аналіз зміни швидкості потоків показав, що найбільш ефективним буде зниження висоти по всій довжині печі, в той час як зміна висоти склепіння в зоні випалу майже не позначиться на рівномірності швидкостей в зоні підігріву. Зниження висоти склепіння так само мінімізує ймовірність виникнення зворотного потоку повітря в зоні охолодження на ділянці від випалу до місця відбору повітря на сушку. Більш низьке перекриття на ділянці охолодження дозволить підвищити інтенсивність відбору теплоти та, відповідно, знизить її втрати з продукцією, щоб використовувати її на сушку виробів.
Наведені результати моделювання дають можливість відзначити, що зміна висоти перекриття призведе до збільшення аеродинамічного опору та, відповідно, перепаду тиску. Це потребуватиме додаткових витрат електроенергії на привід тягодуттєвих машин та можливість підвищення температур в просторі під вагонами.
Посилання
- Torchinsky, A. I., Lyashko, A. Yu., Sergienko, A. A., Kryachok, Yu. N. (2010). Ceramic Brick Manufacture Tunnel Furnaces Modernization. 1. The Program of the Tunnel Furnaces Modernization Concept and Realization. Energy technologies and resource saving, 1, 72–75.
- Torchinsky, A. I., Lyashko, A. Yu., Sergienko, A. A., Kryachok, J. N. (2010). Tunnel Furnaces Stock for Ceramic Brick Manufacture Modernization. 2. The Furnaces Heating System Developement. Energy technologies and resource saving, 2, 57–60.
- Torchinsky, A. I., Lyashko, A. Yu. (2016). Optimization of Thermal and Aerodynamic Operating Mode of Tunnel Kiln for Ceramic Bricks Calcination. Energy technologies and resource saving, 1, 66–72.
- Pilipenko, R. A., Pilipenko, A. V., Logvinenko, D. M. (2010). Tunnel Kilns for Brick Burning Efficiency Increase. Energy and resource saving, 2, 23–26.
- Torchinskii, A. I., Sergienko, A. A., Liashko, A. Iu., Kriachok, Iu. N. (2009). Opyt vnedreniia na tunnelnykh pechakh obzhiga keramicheskogo kirpicha energoeffektivnykh skorostnykh gazogorelochnykh ustroistv serii GS. Stroitelnye materialy, izdeliia i santekhnika, 34, 115–119.
- Torchinskii, A. I., Liashko, A. Iu., Kriachok, Iu. N. (2011). Sopostavitelnye ispytaniia gazogorelochnykh ustroistv serii GS na tunnelnoi pechi obzhiga keramicheskogo kirpicha. Stroitelnye materialy, izdeliia i santekhnika, 3, 16–20.
- Refaey, H. A., Abdel-Aziz, A. A., Ali, R. K., Abdelrahman, H. E., Salem, M. R. (2017). Augmentation of convective heat transfer in the cooling zone of brick tunnel kiln using guide vanes: An experimental study. International Journal of Thermal Sciences, 122, 172–185. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2017.08.018
- Abou-Ziyan, H. Z. (2004). Convective heat transfer from different brick arrangements in tunnel kilns. Applied Thermal Engineering, 24 (2-3), 171–191. doi: http://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2003.08.014
- Refaey, H. A., Abdel-Aziz, A. A., Salem, M. R., Abdelrahman, H. E., Al-Dosoky, M. W. (2018). Thermal performance augmentation in the cooling zone of brick tunnel kiln with two types of guide vanes. International Journal of Thermal Sciences, 130, 264–277. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2018.04.027
- Shi, H., Ma, L., Liu, M. (2018). Integration Research on Gas Turbine and Tunnel Kiln Combined System. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 133, 012024. doi: http://doi.org/10.1088/1755-1315/133/1/012024
- Zubashchenko, R. V. (2017). The lining of the small capacity tunnel type kiln with the high alumina-silicate fiber refractories. New Refractories, 2, 3–5. doi: http://doi.org/10.17073/1683-4518-2017-2-3-5
- Schukin, A. A. (1973). Promyshlennye pechi i gazovoe khoziaistvo zavodov. Moscow: Energiia, 224.
- Glinkov, M. A., Glinkov, G. M. (1990). Obschaia teoriia teplovoi raboty pechei. Moscow: Metallurgiia, 223.
- Transport i shliakhy spoluchen. Available at: https://www.openfoam.com/documentation/user-guide/ Last accessed: 03.10.2019
- Dmytrochenkova, E., Tadlya, K. (2019) Analysis of aerodynamic characteristics in the tunnel kiln channel when changing the geometric characteristics of the channel. Innovation solutions in modern science, 6 (33), 37–47.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Ella Dmytrochenkova, Konstantin Tadlya
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
