Эффективность использования инфракрасной системы отопления Carbontec

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070

При оценке эффективности применения детандер- генераторных агрегатов необходимо проанализировать все изменения, происходящие с потоком газа, по сравнению с исходным, уже существующим вариантом газоснабжения. При этом необходимо также учитывать, какое влияние оказывает использование ДГА на работу газопотребляющего оборудования. Это вызвано тем, что полная энергия, которую поток газа отдает в топке котла или печи, определяется не только теплотой его сгорания, но и физической теплотой топлива. Следовательно, если газ после ДГА сразу направляется на сжигание, то эффективность использования ДГА для получения электроэнергии следует определять на основе системного подхода, т.е. с учетом того, как теплосодержание газового потока повлияет на технико-экономические показатели, в частности, на расход топлива всей установки в целом по сравнению с тем, когда снижение давления газа происходило за счет дросселирования потока. Список использованной литературы:

1. Байков И.Р., Смородов Е.А., Шакиров Б.М. Принципы реконструкции системы энергоснабжения населенных пунктов//Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики.- 2001. - №9. - С.77.

2. Хафизов Ф.М., Сулейманов А.М., Бурдыгина Е.В. Энергосбережение при реконструкции производственной котельной с паровыми котлами//Трубопроводный транспорт-2011: в сборнике Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции, 2011. - С.241-243.

3. Байков И.Р., Смородов Е.А., Смородова О.В. Оптимизация размещений энергетических объектов по критерию минимальных потерь энергии//Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. -1999. - №3-4. - С.27.

4. Трофимов А.Ю., Толчева М.В. Утилизация избыточного давления топливного газа в системе теплоснабжения//Трубопроводный транспорт-2016: в сборнике Материалы XI Международной учебно-научно-практической конференции, 2016. - С.386-387.

5. Сулейманов А.М. Что влияет на окупаемость мини-ТЭЦ? // Трубопроводный транспорт - 2016: в сборнике Материалы XI Международной учебно-научно-практической конференции, 2016. - С.381-382.

© Аминов Д.М., Залалдинов Р.А., 2016

УДК 622.112

Д.М. Аминов

студент кафедры Промышленная теплоэнергетика

Ф.М. Хафизов

доцент кафедры Промышленная теплоэнергетика ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

г.Уфа, Российская Федерация

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФРАКРАСНОЙ СИСТЕМЫ

ОТОПЛЕНИЯ СЛЯБОЭТЕС

Аннотация

Определена расчетная доля излучения, выделяемого нагревательной пленкой на примере пленки Carbontec. Показано, что доля излучения составляет порядка 60-80 % в зависимости от температуры пленки.

Ключевые слова инфракрасное отопление, степень черноты, нагревательный элемент

Лучистое отопление - это сравнительно новый вид отопления, принцип действия которого основан на обогреве предметов потоком лучистой энергии - волны инфракрасного диапазона переносят энергию и нагревают предметы, находящиеся в помещении [1, с.230]. Затем эти предметы нагревают воздух. Именно в этом и есть принципиальное отличие этих систем от конвективных аналогов [2, с.134].

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_

Одними из главных преимуществ систем инфракрасного отопления являются экономичность и высокая эффективность, обусловленные низким энергопотреблением и равномерностью распределения тепла [3, с.10]. Очевидно, что нагревательная пленка будет передавать тепло не только за счет

излучения, но и путем конвекции [4, с.399].

Целью работы является расчетное определение доли ИК-излучения от общего количества теплоты на примере нагревательной пленки Carbontec, установленной в помещении на потолке (рисунок 1).

Для нахождения доли излучения в суммарном теплообмене использована формула:

у = .

^изл+^кон

где кизл- коэффициент теплоотдачи излучением; ккон- коэффициент теплоотдачи конвекцией.

Коэффициент теплоотдачи излучением определен по формуле Стефана-Больцмана:

_ д _ £пр.-Со{(ТсУ10о)4-(Т°Лоо)4]

Ч Ät

ДТ

где Со - постоянная излучения абсолютно черного тела (со = 5,67-10-8, Вт/м2К4); Тст - температура нагревательной пленки Carbontec, К; То - температура окружающей среды, К;

£пр. — приведенная степень черноты, £

пр.

1+hrl. £1 F2(£2

1)

где

£г- степень черноты нагревательной пленки, = 0,91;

£2- степень черноты поглощающих поверхностей, £2 = 0,95) р р

— - отношение площади потолка к площади пола и стен, — = 0,29. Тогда, гПр. « 0,9

Подставив все известные значения, получим окончательное уравнение:

~ ч 4

ГТгт/ \ ^293

Ч

к= т- = Ät

0,9  5,67

м • с

2;

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определен по формуле:

_ ^•А ^кон= ^ ,

где А - коэффициент теплопроводности воздуха, принят А = 0,029 Вт/ d - длина излучающего нагревателя, d = 0,3 м.

^ - число Нуссельта, критерий подобия тепловых процессов теплоотдачи. В условиях задачи число Нуссельта определяется по критериальному уравнению для горизонтальных плит, обращенных вниз нагретой стороной:

^ = 0,7  с  (Gr  Рг)п,

где с = 0,135, п = 0,33;

Рг - число Прандтля, принято Рг = 0,696.

Gr - число Грасгофа, определено по формуле:

Gr =

v2T '

где V - коэффициент кинематической вязкости, принят V = 19- 10-6м /с; 1 - характерный линейный размер, 1 = 0,3м.

Тт - средняя температура пограничного слоя (Тт = Уравнение для Ки окончательно примет вид:

Тст+JO 2

)

Nu = 0,7-0,135

9,81-0,33-

(19^10-6)2

0,696

0,33

Сводные результаты расчетов приведены в таблице 1 и на рисунке 2.

1

2

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_

Таблица 1

Результаты оценки доли излучения в суммарном теплообмене

Температура излучающей поверхности, °С Коэффициент теплоотдачи Вт/(м2К) Доля лучистого в суммарном теплообмене

излучением, конвекцией суммарный

1 2 3 4 5

95 7,46 4,19 11,65 0,64

70 6,60 3,71 10,31 0,64

55 6,13 3,32 9,45 0,65

30 5,40 2,23 7,63 0,71

21 5,16 1,05 6,21 0,83

Рисунок 2 - Зависимость доли излучения от температуры излучающей поверхности

Результаты моделирования лучистого теплообмена показали, что расчетная доля излучения пленки Carbontec в условиях заданного диапазона параметров увеличивается с ростом температуры излучающей поверхности и составляет 60-80 % в зависимости от температуры пленки.

Список использованной литературы

1. Бурдыгина Е.В., Сулейманов А.М., Трофимов А.Ю., Хафизов Ф.М. Особенности систем отопления объектов добычи газа // Трубопроводный транспорт - 2008: материалы IV Международной учебно-научно-практической конференции. - Уфа: УГНТУ, 2008. - С. 230-231.

2. Смородова О.В., Костарева С.Н., Колоколова Е.А. Энергетическая эффективность систем энергообеспечения объектов нефтегазовой отрасли//Нефтегазовое дело, 2014.-№12-4.-С.134-138.

3. Байков И.Р., Смородова О.В. Перспективы энергосбережения при эксплуатации промысловых объектов добычи нефти и газа//Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья, 2009.-№6.-С.10-12.

4. Хафизов Ф.М., Аминов Д.М. Изучение свойств слаботочного перфорированного нагревательного элемента «Карбонтек»//В сборнике: Трубопроводный транспорт-2015 Материалы X международной учебно-научно-практической конференции.-Уфа:УГНТУ, 2015. - С.399-401.

© Аминов Д.М., Хафизов Ф.М. 2016