Разработка метода внешней рециркуляции газов и исследование аэродинамики и конвективного теплообмена в циклонных топливосжигающих камерах в промышленной теплоэнергетики
Топливосжигающий циклон Рециркуляционный канал
Циклонные топливосжигающие устройства обладают рядом преимуществ перед другими типами устройств аналогичного назначения (возможность достижения высоких значений теплонапряжения топочного объема, меньший объем рабочего пространства топки, эффективное улавливание золы и др.). Управление аэродинамикой циклонного потока в нагревательных печах, циклонных топках, сушилках и других устройствах с закрученным движением газов  можно осуществить как за счет изменения их основных безразмерных геометрических и режимных характеристик: суммарной площади входа потока fвх = 4fвх/(Dк2), где Dк – внутренний диаметр циклонной камеры; диаметра выходного отверстия dвых = dвых/ Dк; длины рабочего объема Lк =Lк/Dк; входного числа Рейнольдса Reвх = vвхDк/вх, так и за счет организации внешней рециркуляции газов с коэффициентом рециркуляции по расходу           kр = Qрец/Qвх.
Актуальность и новизна исследования определяется малой изученностью управления циклонным потоком при организации внешней рециркуляции топочных газов под действием радиального градиента давления между пристенной и приосевой зонами циклонной топочной камеры без изменения основных конструктивных параметров. 
По результатам работы можно сделать заключение, что регулированием коэффициента рециркуляции и аэродинамического сопротивления рециркуляционного канала (каналов) можно управлять основными аэродинамическими характеристиками без изменения геометрических параметров циклонного устройства. 
2. Выполнено экспериментальное исследование аэродинамики незагруженного циклонного топочного устройства с внешней рециркуляцией газов в широком диапазоне варьирования входных и выходных условий. Численное моделирование  движения газов выполнено на платформе OpenFoam с помощью модели турбулентности Лаундера-Гибсона (GL). Найдено аналитическое распределениеw совместным решением уравнений движения и сплошности с использованием в качестве критерия радиального турбулентного числа Рейнольдса Rer.
3. На основе  интегрального соотношения для теплового пограничного слоя решена задача расчета конвективного теплообмена на боковой поверхности рабочего объема циклонного топочного устройства в одно- и двухфазных условиях течения. 
4. Предложены критерии оценки аэродинамической и энергетической эффективности циклонных  устройств, применимые к циклонным топливосжигающим устройствам с внешней рециркуляцией газов.
Данный принцип был использован для повышения эффективности работы циклонных нагревательных устройств и может быть положен в основу работы циклонных топок и предтопок с факельно-слоевым способом сжигания горючих отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности Северо-Арктического региона
44.31.35
Промышленная теплоэнергетика и теплотехника
Максим
Коноплев
Игоревич
"Кандидат технических наук"
"Отсутствует"
РОССИЯ
"ФОНД СОДЕЙСТВИЮ ИННОВАЦИЙ"
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕР
"ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ \"ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕР"
"\"ФОНД СОДЕЙСТВИЮ ИННОВАЦИЙ\""
Международная организация
РОССИЯ
Максим
Коноплев
Игоревич
Физическое лицо
РОССИЯ