The paper presents analytical and numerical model calculation results of the temperature distribution along the thermal flow meter. Results show a very good conformity between numerical and analytical model. Apart from the calculation results the experimental investigations are presented. The author performed the test where a temperature of duct wall surface was measured. Therelation between mass flow rate in terms of the duct surface temperature difference was developed.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents ways of gas turbines development. Modern gas turbines are going to break the 60 percent thermal efficiency barrier for combined-cycle power plants. Despite the fast going technological progress with gas turbines, it is still a novelty in Poland. A high fuel cost is one of reasons for this situation, however the fuel structure consumption is planned to be changed taking the gas consumption increase into consideration. These are reasons why it is worth observing the gas turbine development.
The paper presents heat transfer calculation results concerning a control rod of Forsmark Nuclear Power Plant (NPP). The part of the control rod, which is the object of interest, is surrounded by a mixing region of hot and cold flows and, as a consequence, is subjected to thermal fluctuations. The paper describes a numerical test which validates the method based on the solution of the inverse heat conduction problem (IHCP). The comparison of the results achieved by two methods, computational fluid dynamics (CFD) simulations and IHCP, including a description of the IHCP method used in the calculation process, shows a very good agreement between the methods.
Membranowe powierzchnie konwekcyjne i rury wzdłużnie ożebrowane, szeroko stosowane w kotlach parowych i wodnych mogą być wykorzystywane do budowy parowych podgrzewaczy powietrza, podgrzewaczy wody i konwekcyjnych przegrzewaczy pary. W pracy przedstawiono metodę wyznaczania lokalnych wspólczynników wnikania ciepła od strony powietrza lub spalin bazującej na pomiarze rozkładu temperatury na powierzchni zewnętrznej. Na podstawie przeprowadzonych badań eksperymentalnych wyznaczono rozkłady lokalnych wspólczynników wnikania ciepła oraz wyprowadzono korelacje na średni wspólczynnik wnikania ciepła od strony powietrza dla rur wzdłużnie ożebrowanych i powierzchni membranowych. Przeprowadzono również symulację komputerową zjawisk przepływowo-cieplnych po stronie powietrza za pomocą programu Fluent. otrzymując w ten sposób rozkład temperatury i prędkości w modelowanych wymiennikach.
EN
The paper presents the results of measurements and calculations of heat transfer coefficients in banks of fin tubes (longitudinaIly ribbed) and membrane type pipe banks. The local and mean heat transfer coefficients on the circumference of exchanger pipes are determined. Correlation formulas for the Nusselt number (Nu) as a function of the Reynolds number (Re) are derived. The experiments were carried out in the range of Re = 5,000 to Re = 50,000.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Plate fin-and-tube heat exchangers are fabricated by inserting oval tubes through sheet metal strips with stamped holes and then expanding the tubes slightly to cause pressure at the tube-to-strip contacts. The gap between the fin base and the outer tube surface may be filled with air or corrosion products causing a decline in the ability of plate fins to transfer heat. The contact resistance must be accounted for in the design and performance calculations of heat exchangers. In this paper, the thermal contact resistance of the fin-to-tube attachment is estimated from the condition that the dimensionless correlations for the Colburn j factors obtained from two different methods are in good agreement. The former method is based on the experimental data, while the latter one on the CFD simulation of the flow and heat transfer in a heat exchanger.
PL
Cieplny opór kontaktowy między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra zmniejsza strumień ciepła wymieniany między czynnikami w wymienniku ciepła. Wynika to z wpływu, jaki wywiera opór kontaktowy na temperaturę żebra. Gdy ciepło jest przekazywane od gorącego gazu przepływającego na zewnątrz do chłodnej cieczy przepływającej wewnątrz rur to w warunkach występowania oporu cieplnego między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra średnia temperatura żebra jest znacznie wyższa w porównaniu z żebrem, które jest idealnie połączone z rurą i opór cieplny między nim a rurą nie występuje. Gdy ciepło jest przekazywane od czynnika gorącego przepływającego wewnątrz rur do chłodniejszego gazu przepływającego na zewnątrz, opór cieplny sprawia, że żebra są chłodniejsze. Zaproponowano nową metodę eksperymentalno-numeryczną wyznaczania cieplnego oporu kontaktowego występującego między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra. Zastosowanie metody zilustrowano na przykładzie wyznaczania oporu kontaktowego w dwubiegowym wymienniku lamelowym o dwóch rzędach rur.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper shows analysis of experimental results of the total pressure drop in flow across banks of tubes. The resistance of a bank with viscous fluids of constant density is expressed by the following dimensionless function relation Eu=f(Re). In this paper author suggests a multinominal form of the latter relation as is most suitable @eng
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The comparison of experimental and CFD results demonstrate that the CFD simulation can be used for design and optimisation of heat exchangers. The study systematically analyses the effect of various design parameters on heat transfer characteristics of the fin-and-tube heat exchanger with two tube rows. The heat transfer in the tube-and-fin heat exchanger was studied using an analytical mathematical model and was also simulated by means of the commercially available CFD code FLUENT. It has been found from the numerical CFD simulation that the second-row finned tube is less effective as the heat transfer surfaces than that in the first row. The heat transfer rate at the second row tube is especially low due to the presence of the wakes in front and behind the tube. Having obtained similar results with both techniques the performance of fin-and-tube heat exchangers with circular and oval tubes in in-line and staggered tube arrangements was simulated using CFD. The influence of heat transfer conductivity of the fin material and the influence of the tube arrangement on the fin efficiency has been evaluated.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents construction, principle of operation and mathematical model of a free-standing electric superficial heater storage. This paper demonstrates non-linear mathematical model which take into consider at in all variables. The article present the thermal characteristic of an electric superficial thermal-storag heater
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper shows analysis of experimental results of the total pressure drop and heat exchange in flow across banks of tubes. Two different bank types were taken into consideration: plain tubes and fined tubes. In this paper author suggests an exponential form of the relation Eu=f(Re). Spatial distributions of the heat transfer coefficient on the outer surface of plain and fined tubes are also determined.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Obecność jonów CrO42-, PO43-, SO42- w wodach i ściekach jest niebezpieczna dla środowiska naturalnego ze względu na ich właściwości, toksyczność, kancerogenność, zdolność bioakumulacji oraz aktywność korozyjną. Zbadano możliwość oczyszczania ścieków z Zakładów Chemicznych "Alwernia" S.A. metodą wymiany jonowej. Badania prowadzono stosując anionit Amberlit IR400. Stężenia chromianów(VI), siarczanów(VI) oraz fosforanów(V) w oczyszczanym roztworze wynosiły odpowiednio 0,002 mol/dm3, 0,002 mol/dm3 i 0,01 md/dm3. Przeanalizowano wpływ prędkości przepływu ścieku przez kolumnę jonowymienną na efektywność procesu. Wyniki badań pokazały, że wymiana jonowa jest nieskuteczną metodą oczyszczania infiltratów z hałd odpadów chromowych.
EN
The presence of ions CrO42-, PO43-, SO42- in water and sewage is harmful to natural environment because of their properties, toxicity, carcinogenicity, bioaccumulation and corrosive activity. The possiblity of purification of sewage from Chemical Works "Alwernia" by ion-exchange method was investigated. The study was performed using anion exchanger Amberlite IR400. The concentrations of chromate(VI), sulphate(VI) and phosphate(V) in treated solution were: 0,002 mol/dm3, 0,002 mol/dm3, 0,01 mol/dm3, respectively. Effect of solution (sewage) flow rate on ions exchange efficiency was studied. The study results showed that an ions exchange method for purification of infiltrates from chromic mud waste disposals is not useful.
Przedstawiono nową konstrukcję wstawki do pomiaru obciążenia cieplnego odznaczającej się niską ceną i wysoką trwałością oraz wysoką dokładnością pomiaru. Wstawki o konstrukcji przedstawionej w artykule mogą znaleźć zastosowanie do ciągłego monitorowania rozkładu obciążenia cieplnego ekranów komory paleniskowej kotłów.
EN
Described is a new construction of a heat load evaluation insert being characterized by low price, long useful life and high measuring accuracy. Inserts presented in the article can be used for continuous monitoring of power boiler combustion chamber waterwalls heat load distribution.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawione zostaną dwie numeryczne metody modelowania nieustalonych przepływów występujących w powierzchniach konwekcyjnych oraz parownikach energetycznych kotłów parowych. Pierwsza z nich, uproszczona, bazująca jedynie na równaniu bilansu energii, oparta jest na schemacie różnicowym niejawnym i pozwala wyznaczać czasowo-przestrzenne rozkłady temperatur nośników ciepła jak i ścianki rozdzielającej je przegrody. Podejście drugie natomiast to analiza modelu matematycznego w postaci równań opisujących zasady zachowania masy, pędu i energii. Otrzymany z jego rozwiązania układ równań różniczkowych cząstkowych rozwiązano metodą Runge-Kutty. Wyniki obliczeń prezentowanych metod będą porównane ze sobą oraz z wynikami otrzymanymi z wykorzystaniem komercyjnego programu Fluent.
EN
The paper presents two numerical methods for modelling transient flow in convection surfaces and boiler proper of a steam boiler. The first simplified method of determining space and time temperature distribution for the working media and separating walls is based on the implicit finite difference method of iterative character. The second solution of the above heat transfer model is also described by a set of nonlinear, coupled partial differential equations representing the conservation laws of mass, momentum and energy, which was solved using Runge-Kutta method. The paper presents of comparison calculation results obtained by two described methods and CFD results.
In this paper a mathematical model enabling the analysis of the heat-flow phenomena occurring in the waterwalls of the combustion chambers of the boilers for supercritical parameters is proposed. It is a one-dimensional model with distributed parameters based on the solution of equations describing the conservation laws of mass, momentum, and energy. The purpose of the numerical calculations is to determine the distributions of the fluid enthalpy and the temperature of the waterwall pipes. This temperature should not exceed the calculation temperature for particular category of steel. The derived differential equations are solved using two methods: with the use of the implicit difference scheme, in which the mesh with regular nodes was applied, and using the Runge-Kutta method. The temperature distribution of the waterwall pipes is determined using the CFD. All thermophysical properties of the fluid and waterwall pipes are computed in real-time. The time-spatial heat transfer coefficient distribution is also computed in the on-line mode. The heat calculations for the combustion chamber are carried out with the use of the zone method, thus the thermal load distribution of the waterwalls is known. The time needed for the computations is of great importance when taking into consideration calculations carried out in the on-line mode. A correctly solved one-dimensional model ensures the appropriately short computational time.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The distribution of the heat transfer coefficient is calculated from temperature. The unknown parameters associated with the solution are selected to achieve the closet agreement in the least squares sense between the computed and measured temperatures using the Levenberg-Marquardt method. The nonlinear least .squares problem is parametrized by assuming the staircase changes of heat transfer coefficient on the boundary or expressing the space variations of the heat transfer coefficient in the functional term. Determination of the circumferential heat transfer coefficient distribution on the heated tube with two longitudinal fins in cross flow demonstrates the accuracy of the developed method. The actual experimental data were used. Experiments were performed with an array of vertical tubes arranged in staggered pattern.
W pracy zaprezentowano metodę pozwalającą wyznaczać obciążenie cieplne komór paleniskowych energetycznych kotłów parowych. Omówiona została konstrukcja sondy wykorzystywanej do pomiaru gęstości strumienia ciepła. Gęstość strumienia ciepła przejmowanego przez powierzchnie ogrzewalne kotła wyznaczana była na podstawie rejestrowanych przez wstawkę termometryczną zmian temperatury metalu w pobliżu powierzchni czołowej i wewnętrznej. Temperatury zmierzone we wstawce umożliwiły również wyznaczenie czasowych zmian współczynnika wnikania ciepła na powierzchni ogrzewalnej. Mierzona była również temperatura na tylnej zewnętrznej powierzchni rury ekranowej.
EN
This paper presents the construction and the necessary computations for assessing a new heat flux meter used for determining local heat load in the waterwall of a boiler's combustion chamber. It presents the load measurement results for the waterwall of the OP-210 steam boiler. Due to the application of the eccentricity pipe, the distances between the thermoelements in the meter wall are larger from the furnace side. This ensures high measurement accuracy. The formula for determining waterwall heat load was derived from extensive calculations of the temperature field carried out with the use of the FLlUENTsoftware. Heat flux tubes allow to continually monitor the amount of heat absorbed by the waterwall along the elevation of the boiler combustion chamber (the combustion and flue gas temperature monitoring). Measurement results can also be used to control the circulation of steam-water mixture and the deposition of scale on the inner surfaces of waterwall tubes. One can use them for experimental verification of combustion chamber calculations carried out by means of the numerical programs.
W pracy zaproponowano nową konstrukcję wstawek pomiarowych służących do wyznaczania na bieżąco obciążenia cieplnego ekranów komór paleniskowych kotłów. Dzięki wspawaniu wstawek w rurę parownika, na różnych wysokościach komory, warunki ich pracy są bardzo zbliżone do warunków pracy rur ekranowych. W oparciu o pomiar temperatury poszczególnych wstawek, zainstalowanych na rurze ekranowej kotła OP-210, wyznaczono rozkład obciążenia cieplnego komory. Szybkie zmiany obciążenia kotła mogą doprowadzić do zastoju wody w parowniku. W celu przebadania cyrkulacji naturalnej zainstalowano na dwóch rurach opadowych kotła mierniki strumienia masy wody, pozwalające na określenie krotności cyrkulacji.
EN
In this paper a new construction of heat flux tubes for determining heat flux absorbed by membrane water-walls is presented. The flux tubes mounted at different levels work at similar conditions as water-walls tubes. Results of heat flux measurement in coal fired steam boilers are presented. Since the heat flux measurements are conducted in on-line mode, heat flux distribution along the furnace height is known at any time. Rapid changes of the boiler load could lead to flow stagnation in water circulation and lead up to pipe cracking. Two flowmeters were assembled on central downcomers and investigations of natural water circulation in OP-210 boiler were carried out.
W pracy zaproponowano metodę wyznaczania obciążenia cieplnego wzdłuż wysokości komory paleniskowej kotła. Przedstawiono konstrukcję wstawek pomiarowych służących do wyznaczania tego obciążenia. Dzięki wspawaniu wstawek w rurę parownika, na różnych wysokościach komory, warunki ich pracy są bardzo zbliżone do warunków pracy rur ekranowych. Obliczając, za pomocą programu Fluent, rozkład temperatury wyznaczono zależność pozwalającą na obliczanie lokalnego obciążenia cieplnego ekranu. W oparciu o pomiar temperatury poszczególnych wstawek, zainstalowanych na rurze ekranowej kotła OP-210, wyznaczono rozkład obciążenia cieplnego komory. Ponadto, aby uniknąć zastoju cyrkulacji wody w parowniku podczas zmian obciążenia kotła, wyznaczono dopuszczalne szybkości zmian ciśnienia w parowniku. W tym celu zainstalowano na dwóch rurach opadowych mierniki strumienia masy wody, pozwalające na określenie krotności cyrkulacji. Na tej podstawie wyznaczono dopuszczalne szybkości zmian ciśnienia w parowniku.
EN
In this paper a new construction of heat flux tubes for determining heat flux absorbed by membrane water-walls is presented. Flux tubes mounted at different levels work at similar conditions as water-walls tubes. Formulas for determining heat flux using temperature measurements at four interior points of the flux tube are derived. These formulas are obtained from calculations of temperature distributions in the flux tube and adjacent water-wall tubes using Fluent program. The simple expressions for heat flux calculations account for the circumferential heat flow at the flux tube wall and intensity of heat transfer on it's inner surface. Results of heat flux measurement in coal fired steam boilers are presented. Since the heat flux measurements are conducted in on-line mode, heat flux distribution along the furnace height is known at any time. Changes of the boiler load should be lead not to exceed allowable conservation of the necessary natural water circulation. Rapid escalation of pressure may cause fading of boiling in waterwall tubes. Rapid reducing of pressure causes boiling of the water in whole boilers proper - waterwall tubes and downcomers. Both cases can cause flow stagnation in water circulation which lead up to pipe cracking. Two flowmeters were assembled on central downcomers and investigations of natural water circulation in OP-210 boiler were carried out. Based on this, the maximum rates of pressure change in boiler proper were determined.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.