Analytical and Numerical Modeling of Diffusion Processes in Smoke Pipes of Heat Generating Plants

Abstract

Рассматривается методика и результаты расчета диффузионных процессов в дымовых трубах теплогенерирующих установок. Методика состоит из шести этапов, включающих моделирование газодинамических и тепломассообменных процессов на основе дифференциальных уравнений движения, неразрывности потока, сохранения энергии.Дифференциальные уравнения движения записаны для турбулентного режима. Для расчета параметров влагообмена в стенке трубы использовалась интегральная форма уравнения диффузии. Течение с теплообменом моделировалось в программном комплексе Flow Vision. Для расчета диффузионных процессов в стенке трубы использовалась разработанная авторами компьютерная программа.С целью апробации методики произведены расчеты диффузионных процессов в железобетонной сборной дымовой трубы высотой30 ми диаметром 1,2 м при параметрах наиболее холодного месяца. В результате расчетов выяснено, что зоны возможной конденсации располагаются в наружных слоях стенки трубы или на ее наружной поверхности. Отмечено значительное влияние скорости течения дымовых газов в трубе на температурно-влажностный режим стенок.Отличие методики от известных методик заключается в учете факторов, значительно влияющих на температурно-влажностный режим дымовых труб: размерных особенностей дымовых труб, нестационарности процессов, теплофизических и газодинамических характеристик удаляемых газов, состава природного газа. Методика на этапе проектирования дает возможность спрогнозировать диффузионные процессы в дымовых трубах теплогенерирующих установок, а также определить режимы эксплуатации действующих установок.