Диссертация (Повышение энергетической и технологической эффективности стекловаренной печи на основе совершенствования процессов охлаждения и кондиционирования стекломассы)
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Повышение энергетической и технологической эффективности стекловаренной печи на основе совершенствования процессов охлаждения и кондиционирования стекломассы". PDF-файл из архива "Повышение энергетической и технологической эффективности стекловаренной печи на основе совершенствования процессов охлаждения и кондиционирования стекломассы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»На правах рукописиАБАКИН ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙЭФФЕКТИВНОСТИ СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ НА ОСНОВЕСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ ИКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СТЕКЛОМАССЫСпециальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетикаДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук, доцентСоколов Борис АлександровичМосква - 20172СодержаниеВведение ................................................................................................................... 6Глава 1.
Современные стекловаренные печи для производства тарного стеклаи способы повышения их энергетической эффективности .............................. 101.1. Устройство стекловаренной печи .................................................. 101.2. Устройство выработочного канала и каналов питателей ............ 121.3.Способыповышенияэнергетическойэффективностистекловаренных печей ...................................................................................... 161.3.1. Увеличение удельного съема стекломассы ...........................
161.3.2. Тепловая изоляция и использование потерь теплоты черезпринудительно охлаждаемые участки обмуровки .................................... 191.3.3. Подогрев воздуха и топлива .................................................... 211.3.4. Подогрев шихты и стеклобоя .................................................. 221.3.5. Использование кислорода для отопления печи ..................... 241.3.6. Термохимическая регенерация ................................................ 251.3.7. Внешнее теплоиспользование ................................................. 261.3.8. Использование теплоты стекломассы в выработочном канале......................................................................................................................... 271.3.9.
Повышение качества стекломассы.......................................... 281.4. Выводы по главе 1 ........................................................................... 29Глава 2. Тепловые схемы стекловаренной печи с использованием теплотыстекломассы в выработочном канале .................................................................. 312.1.
Базовая тепловая схема .................................................................. 312.1.1. Материальный баланс процесса стеклообразования ............ 322.1.2. Материальный баланс горения природного газа ................... 342.1.3. Тепловой баланс варочной части стекловаренной печи ....... 3532.1.4.
Тепловой баланс подогревателя воздуха и подогревателяшихты ............................................................................................................. 382.1.5. Расчет потерь теплоты через наружные ограждениявыработочного канала .................................................................................. 392.1.6.
Тепловой баланс выработочного канала ................................ 422.2. Выбор и обоснование принципа использования теплотыстекломассы .......................................................................................................
432.3. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы дляосуществления паровой конверсии природного газа .................................... 462.3.1.Материальныйбаланспроцессапаровойконверсииприродного газа ............................................................................................. 472.3.2. Тепловой баланс реактора паровой конверсии ...................... 492.3.3.
Тепловой баланс подогревателя смеси и испарителя ........... 502.3.4. Тепловой баланс выработочного канала ................................ 512.3.5. Тепловой баланс варочной части стекловаренной печи ....... 522.4. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы дляподогрева шихты ............................................................................................... 532.5. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы дляполучения пара и выработки электроэнергии ................................................
552.6. Выводы по главе 2 ........................................................................... 57Глава 3. Расчет и моделирование теплообмена в выработочном канале ........ 583.1.Расчеттеплообменамеждуповерхностьюстекломассы,обмуровки и дымовыми газами ....................................................................... 583.2. Моделирование теплообмена в продольном сечении потокастекломассы ....................................................................................................... 603.2.1.
Теплофизические свойства стекломассы ............................... 603.2.2. Основные допущения ............................................................... 6143.2.3. Постановки задачи и создание математической модели вANSYS Fluent................................................................................................. 633.2.4. Распределение температур по высоте слоя стекломассы припостоянной плотности теплового потока ................................................... 643.2.5. Уменьшение температурной неоднородности по высоте слоястекломассы на участке выдержки ..............................................................
673.2.6. Влияние потерь в окружающую среду через наружныеограждения на температурную однородность стекломассы .................... 713.3. Моделирование теплообмена в потоке стекломассы ................... 753.3.1. Постановка задачи и создание математической модели вANSYS Fluent................................................................................................. 753.3.2. Расчетные исследования .......................................................... 773.3.3. Выводы по результатам расчетных исследований ................
823.4.Моделированиесопряженноготеплообменавпотокестекломассы и в газовом объеме ..................................................................... 843.4.1. Выбор модели турбулентности ............................................... 843.4.2. Постановка задачи и создание математической модели вANSYS Fluent................................................................................................. 853.4.3. Расчетные исследования .......................................................... 873.4.4.
Выводы по результатам расчетных исследований ................ 893.5. Выводы по главе 3 ........................................................................... 90Глава 4. Кондиционирование стекломассы на поверхности расплавленногометалла ................................................................................................................... 924.1. Исследование процесса кондиционирования стекломассы наповерхностирасплавленногометалласредствамивычислительнойгидродинамики .................................................................................................. 924.1.1. Гидравлический расчет канала питателя ................................ 9254.1.2.
Выбор расплавленного металла .............................................. 944.1.3. Моделирование свободной конвекции в слое........................ 96расплавленной меди............................................................................ 964.1.4. Моделирование теплообмена в канале питателя ................... 984.2.Экспериментальноеисследованиевзаимодействиярасплавленного металла со стекломассой и газовой атмосферой каналовпитателей .......................................................................................................... 1034.2.1. Описание методики экспериментов ......................................
1034.2.2. Результаты экспериментов..................................................... 1064.3. Выводы по главе 4 ......................................................................... 108Выводы ................................................................................................................. 109Список литературы .............................................................................................
1116ВведениеАктуальность темы.Производство тарного стекла - крупнейшаяподотрасль стекольной промышленности. Объем производства тарногостекла в России составляет около 7 млн. т в год при суммарном объемепроизводства стекла всех видов 13 млн. т в год. В России работают около 80печей для выработки тарного стекла производительностью до 600 т/сутки.На варку стекла в стекловаренных печах расходуется не менее 4,5 ГДжна тонну сваренной стекломассы, что составляет 60-80% от общейэнергоемкости производства стекла.
