автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета, режимов работы и конструкций промышленных печей на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена

На правах рукописи

Кулешов Олег Юрьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА, РЕЖИМОВ РАБОТЫ И КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗОНАЛЬНОГО И ЛОКАЛЬНОГО СОПРЯЖЕННОГО ТЕПЛООБМЕНА

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Саратов 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Седелкин Валентин Михайлович

Официальные оппоненты: Кузнецов Валерий Алексеевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Белгородский технологический университет имени Шухова В.Г.», профессор кафедры «Энергетика теплотехнологий»

Парамонов Александр Михайлович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет», профессор кафедры «Теплоэнергетика»

Щёлоков Анатолий Иванович

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет», заведующий кафедрой «Промышленная теплоэнергетика»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский

университет «МЭИ» (г. Москва)

Защита состоится «23» октября 2012 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.242.07 при ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая,77, корпус 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Автореферат разослан « » ¿У 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ларин Е.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основной тенденцией развития современных тепло-технологий является снижение их материало- и энергоемкости, удельных затрат на производство продукции за счет повышения эффективности работы технологических установок.

Промышленные печи входят в состав многих технологических установок и в значительной степени влияют на их технико-экономические показатели.

Наиболее перспективным способом повышения эффективности и улучшения технико-экономических показателей как новых, так и реконструируемых печей является интенсификация процессов сложного теплообмена, увеличение плотности тепловых потоков к тепловоспринимающей поверхности. Однако для реализации этого способа без снижения надежности работы и качества получаемого продукта необходимо знать характер распределения по поверхности нагрева фактических результирующих зональных и локальных тепловых потоков (теплонапряжений) и степень их соответствия технологически допускаемым теплонапряжениям. Неудовлетворительное соответствие фактических и допускаемых теплонапряжений может вызвать локальные перегревы отдельных участков тепловоспринимающей поверхности, что приводит к аварийным остановкам и ремонтным простоям технологических установок, снижению их надежности и значительному экономическому ущербу.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что совершенствование тепловых режимов и конструкций промышленных печей неразрывно связано с разработкой методов расчета детальных характеристик сложного теплообмена в рабочих камерах.

Анализ современного состояния научной проблемы показал, что для исследования и расчета сложного теплообмена в промышленных печах наиболее перспективным является зональный метод. Однако разработанные к настоящему времени варианты зонального метода не удовлетворяют возросшим требованиям к точности и детальности расчета тепловых характеристик.

Поэтому развитие и совершенствование зонального метода в направлении создания математических моделей, методов и алгоритмов расчета сопряженного теплообмена в технологических печах различных производств, локальных тепловых характеристик в объеме и на ограждениях, корректного учета оптических свойств факелов и продуктов сгорания, эффективного определения зональных оптико-геометрических характеристик излучения, в том числе при изменении оптических свойств рабочего пространства печей на переменных режимах их работы, с формированием нового методологического подхода к математическому моделированию и исследованию тепловой работы промышленных печей является актуальной научной проблемой, требующей решения.

Объектами исследования являются промышленные печи радиационно-конвективного типа с выраженным зонным подводом теплоты, такие как трубчатые печи нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой отраслей промышленности, конвейерные печи хлебопекарной промышленности, а также открытые факельные установки для сжигания сбросных газов.

Предметом исследований является сложный, сопряженный теплообмен в промышленных печах.

Цель работы: повышение энергоэффективности теплотехнологий за счет совершенствования методов расчета, режимов работы и конструкций промышленных печей на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена.

Задачи исследования:

1. Разработка зональной математической модели сложного теплообмена с учетом всех видов переноса, источников и стоков теплоты.

2. Разработка универсального метода имитационного вероятностно-статистического моделирования взаимного радиационного теплообмена в многозонных системах с учетом сложной геометрии объемных и поверхностных зон, в том числе тепловоспринимающих поверхностей в виде трубных экранов.

3. Развитие зонального подхода к расчету радиационной составляющей теплообмена в печах на основе коррекции зональных оптико-геометрических характеристик при изменении оптических свойств геометрических моделей печей на переменных режимах их работы.

4. Разработка методического подхода к корректному учету оптико-радиационных свойств продуктов сгорания и других сред в рамках зонального метода.

5. Разработка метода расчета локальных характеристик сложного теплообмена в печах в рамках зонального подхода. Разработка методики и алгоритма расчета локальных удельных тепловых потоков по периметру труб в экранированных топках.

6. Разработка математических моделей и методов решения сопряженных задач сложного теплообмена в технологических трубчатых и хлебопекарных печах в рамках коррекционного зонального метода.

7. Создание зональных геометрических моделей топок трубчатых печей нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой промышленности, а также хлебопекарных печей. Проведение математического моделирования зонального и локального теплообмена в выбранных типах печей. Сравнение результатов расчетов с опытными данными.

8. Использование результатов моделирования теплообмена для разработки рекомендаций по совершенствованию тепловых режимов и конструкций технологических печей, повышению их эффективности.

9. Разработка математической модели, методики и алгоритма расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для утилизации сбросных газов.

10. Технико-экономический анализ эффективности предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей.

Научная новизна:

1. Предложена зональная математическая модель сложного внешнего теплообмена в камерных печах, учитывающая в явном виде все виды переноса тепла, его источники и стоки для различных видов зон, приведенная к каноническому виду системы нелинейных алгебраических уравнений, удобному

для численного решения, а также методология деления рабочего пространства печей на расчетные зоны.

2. Разработан универсальный метод имитационного вероятностно-статистического моделирования взаимного радиационного обмена между зонами с целью вычисления обобщенных угловых коэффициентов в многозонных системах, позволяющий учитывать сложную геометрию факела, стен печи, тепловоспринимающей поверхности (в том числе трубного экрана), селективность излучательных свойств продуктов сгорания и несерость радиационных свойств футеровки и поверхностей теплообмена, переменность вдоль теплового луча коэффициентов поглощения топочной среды.

3. Предложен метод коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов излучения, который позволяет вычислять их однократно для определенных зональной геометрической модели печи и режима ее работы, а затем корректировать при изменении оптических свойств зон с использованием фундаментальных соотношений между оптико-геометрическими характеристиками лучистого переноса в зональных системах. Коррекционный зональный метод позволяет разделить задачу вероятностно-статистического расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения и собственно тепловую задачу расчета температур и тепловых потоков, при этом существенно упростив инженерное применение и повысив вычислительную эффективность зонального метода для исследования переменных тепловых режимов и решения сопряженных задач теплообмена в промышленных печах.

4. В рамках предложенного коррекционного зонального метода разработан подход к учету реальных оптико-радиационных свойств продуктов сгорания, позволяющий коррелировать их спектральные оптические параметры с более надежными данными по интегральной степени черноты, а также учесть излучательную способность объемных зон в соответствии с законом Бугера с сохранением традиционной формы записи выражений зонального метода, считающего объемные зоны оптически-тонкими.

5. Разработан метод определения локальных оптико-геометрических характеристик в многозонных моделях рабочих камер промышленных печей, основанный на имитационном моделировании излучения с элементарной площадки на все зоны и переходе от рассчитанных таким способом местных обобщенных угловых коэффициентов к локальным на основании соотношений взаимности. На базе разработанного общего метода предложена методика расчета распределения тепловых потоков по периметру экранных труб.

6. Предложены многозонные геометрические модели промышленных нагревательных трубчатых печей коробчатого и цилиндрического типов. В рамках зонального подхода на основе предложенных математических моделей и численных методов с использованием разработанного пакета прикладных программ проведено математическое моделирование и параметрическое исследование детальных характеристик внешнего теплообмена в печах выбранного типа. Получены новые данные о влиянии вида сжигаемого топлива, длины и светимости факела, схемы отопления, конструктивных особенностей печей на поля температур и результирующих зональных и локальных тепловых

потоков. Путем сравнения расчетных и опытных данных подтверждена адекватность предложенных математических моделей.

7. Разработаны зональные математические модели сопряженного теплообмена в реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов. Зональное описание внешнего теплообмена включает формулировку граничных условий сопряжения на поверхности реакционных труб. Предложены модели внутреннего тепломассообмена, позволяющие учитывать сложные физико-химические процессы в продуктовых трубах -реакторах. Для процесса пиролиза разработана двухзонная модель трубчатого реактора, которая по сравнению с моделью реактора идеального вытеснения более корректно учитывает процессы, происходящие в ядре и в пристенном пограничном слое сырьевого потока. Разработаны многозонные геометрические модели реакционных печей, учитывающие позонный подвод тепла к трубной поверхности нагрева за счет изменения длины и выгорания настильных диффузионных факелов или изменения распределения топлива по рядам беспламенных излучающих горелок. Проведено математическое моделирование сопряженного теплообмена, отражающее конструктивные и режимные особенности печей. Получены новые данные по распределению температур факела и продуктов сгорания, тепловых потоков, падающих на отдельные участки поверхности нагрева, температур стенки реакционных труб, а также параметров внутреннего реагирующего потока. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных данных показало их хорошее согласование.

8. Впервые разработана зональная математическая модель сопряженного теплообмена в энерготехнологической пекарной камере конвейерных хлебопекарных печей, включающая зональное описание внешнего сложного теплообмена в излучающе-поглощающей парогазовой среде, дифференциальное описание внутреннего тепломассообмена в выпекаемом изделии и граничные условия сопряжения на поверхности загруженного печного конвейера. Для внутренней задачи предложено дифференциальное описание двухфазного переноса тепла и влаги в скелете и порах хлеба, что более адекватно учитывает особенности процессов выпечки. С использованием математической модели сопряженного теплообмена в хлебопекарных печах получены данные об изменении температур греющих каналов, газовой среды пекарной камеры, верхней поверхности выпекаемых изделий, а также плотности теплового потока и его составляющих по длине печного конвейера.

9. Впервые предложены математическая модель, метод и алгоритм расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для сжигания сбросных газов. Модель учитывает процессы формирования газовых факелов и выгорание топлива по их длине. Метод расчета позволяет определять степень черноты и температуру факельных зон, а также распределение локальной плотности лучистых тепловых потоков на поверхности грунта в зоне действия факела.

Практическая значимость и реализация работы:

1. Разработанные математические модели, методы, алгоритмы и пакеты прикладных программ переданы для внедрения и используются при проектировании и изготовлении технологических и факельных установок нефтехи-

мической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой промышленности в организациях ОАО «ВНИПИГаздобыча» (г. Саратов), ОАО «ВНИИНефтемаш» (г.Москва), ОАО «ГИПРОНИИГаз» (г. Саратов), ОАО «ГИПРОВосток-нефть» (г. Самара), ООО «Промышленная группа «Генерация» (г. Екатеринбург), ООО «Алитер-Акси» (г. Санкт-Петербург), ООО «Научно-производственная компания «Кедр-89» (г. Москва) и др.

2. Результаты математического моделирования и экспериментальных исследований зонального и локального теплообмена в нагревательных и реакционных трубчатых печах, а также разработанные на их основе рекомендации использованы при наладке и оптимизации режимов работы печи пиролиза бензина типа ЗЯТ-П этиленовой установки ЭП-450 ОАО «Нижнекамскнефте-хим», при реконструкции печей типа ББ-1 Норильской газораспределительной станции с целью увеличения их тепловой мощности, при совершенствовании режимов работы трубчатой печи каталитической паровой конверсии метана ППР-600 установки производства аммиака ОАО «Воскресенские минеральные удобрения», при анализе схем отопления и режимов эксплуатации печи ЦД-4 установки первичной перегонки нефти АВТ-6 Новополоцкого НПЗ.

3. Полученные результаты используются в учебном процессе кафедр СГТУ имени Гагарина Ю.А. при подготовке инженеров по специальностям «Энергетика теплотехнологий», «Промышленная теплоэнергетика», «Машины и аппараты химических производств», «Машины и аппараты пищевых производств», а также при обучении бакалавров и магистров по направлениям «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Технологические машины и оборудование».

4. Предложенные методики расчета среднезональных и локальных характеристик теплообмена могут послужить базой для разработки ведомственных руководящих технических документов (ВРТД) и стандартов организаций (СТО) по проектированию трубчатых печей, подогревателей газа и нефти, хлебопекарных печей, факельных установок для сжигания сбросных газов.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается системным использованием фундаментальных положений математики, теплофизики, теоретических основ теплотехники, термодинамики. Разработанные математические модели и методы расчета прошли проверку на адекватность путем сравнения результатов моделирования с опытными данными, полученными путем прямых измерений на промышленных печных агрегатах. Различие между расчетными и экспериментальными результатами не превышает 14 % для локальных и 17 % для зональных тепловых потоков. Полученные результаты сопоставлялись также с данными других исследователей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Зональная математическая модель сложного теплообмена в камерных печах, а также методология деления рабочего пространства на расчетные зоны.

2. Метод имитационного моделирования взаимного радиационного обмена между зонами геометрических моделей печей и топочных камер (в том числе экранированных) сложной геометрии и усовершенствованный зональный подход к расчету радиационной составляющей теплообмена на основе

коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов излучения при изменении оптических свойств зональной системы.

3. Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в печах и факельных установках, а также методика расчета локальной теплонапря-женности по периметру труб в экранированных топках.

4. Математические модели и методы расчета сопряженного теплообмена в технологических печах различных производств: реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов; конвейерных хлебопекарных печах.

5. Математическая модель и метод расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для утилизации сбросных газов.

6. Результаты численных исследований теплообмена в печах и факельных установках в зависимости от конструктивных и режимных параметров.

7. Результаты сравнительного анализа тепловых режимов технологических печей и рекомендации по совершенствованию их конструкций.

8. Результаты технико-экономического обоснования эффективности предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей.

Апробация работы. Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы докладывались на: Седьмой Всесоюзной конференции по радиационному теплообмену (Ташкент, 1991); Международном совещании-семинаре «Теплофизические проблемы промышленного производства» (Тамбов, 1992); Минском международном форуме по тепломассообмену -ММФ-92 (Минск, 1992); 1-й Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1994); 12Ul Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHISA'96 (Praha, 1996); The First European Congress on Chemical Engineering-ECCE-1 (Milano, 1997); Международной конференции «Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных топлив в промышленности» (Саратов, 1998); 2-й Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1998); 13lh International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98 (Praha, 1998); 2-й Международной научной конференции «Повышение эффективности тепломассообменных процессов и систем» (Вологда, 2000); 4-м Минском Международном форуме по тепломассообмену ММФ-2000 (Минск, 2000); 14,h International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2000 (Praha, 2000); Всероссийской научной конференции «Тепло- и массообмен в химической технологии» (Казань, 2000); 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2001); Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетических системах» (Вологда, 2001); 4-й Международной теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века» (Тамбов, 2001); Юбилейной Международной научно-практической конференции «Пищевые продукты XXI века» (Москва, 2001); Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2001); 3-й Международной научно-

технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2002); Научно-методической конференции «Современные научные и информационные технологии» (Энгельс, 2003); Научно-технической конференции, посвященной 50-летию ЭТИ СГТУ (Энгельс, 2006); Шестой Международной теплофизической школе «Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством» (Тамбов, 2007); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21» (Саратов, 2008); Научно-практической конференции «Синтез инноваций: направления и перспективы» (Саратов, 2009); Пятой Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 2010); XXV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-25» (Волгоград, 2012); XIV Минском международном форуме по тепломассообмену - ММФ - XIV (Минск, 2012).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 70 печатных работах, в том числе 17 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов по работе, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации - 370 страниц, включая 70 рисунков, 20 таблиц, 327 литературных источников и 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная и практическая значимость полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализированы современные методы расчета и моделирования теплообмена в печах и топках.

Показано, что наиболее эффективным подходом к решению задач радиационного и сложного теплообмена в печах является математическое моделирование, основанное на численных методах теории теплообмена. Для моделирования радиационного и сложного теплообмена в пространственных неоднородных системах в настоящее время применяются два класса численных методов: дифференциальные и зональные.

Наиболее распространенными дифференциальными методами решения задачи переноса излучения, позволяющими получать приближения более высокого порядка, являются: метод сферических гармоник, метод дискретных ординат, метод моментов, а также потоковые методы. Математический аппарат дифференциальных методов отличается стандартностью численного решения и сочетаемостью с дифференциальным описанием конвективного теплообмена и газодинамики. Общий метод расчета трехмерных топочных камер разработан С. Патанкаром и Д. Сполдингом. Различные прикладные аспекты применения дифференциальных методов рассматривались в работах H.A. Рубцова, С.Т. Суржикова, В.А. Кузнецова, Д.Б. Вафина и др.

В то же время дифференциальным методам решения задачи переноса излучения присущ ряд принципиальных ограничений, вытекающих из их природы, что ограничивает область их применения.

Более универсальным и эффективным представляется зональный метод, который основан на разбиении расчетной области на однородные объемные и поверхностные зоны и записи системы нелинейных алгебраических уравнений зональных тепловых балансов, коэффициенты переноса в которых вычисляются на основе моделирования процессов теплообмена. Современные зональные методы в сочетании с имитационным моделированием излучения на основе метода Монте-Карло обладают повышенной точностью (принципиально не ограниченной) в отношении расчета радиационной составляющей теплообмена в пространственно неоднородных излучающих и поглощающих системах со сложной геометрией границ. Поэтому зональные методы получили интенсивное развитие и применение для расчета реальных печей и топок. Основы прикладного зонального метода расчета радиационного и сложного теплообмена были заложены в работах Г.Л. Поляка, Ю.А. Суринова, A.C. Невского, В.Н. Адрианова, X. Хоттеля. Дальнейшее развитие методы расчета топок и печей получили в работах В.М. Седелкина, В.Г. Лисиенко, Ю.А. Журавлева и др.

Несмотря на значительные достоинства зонального метода, он имеет и слабые стороны. Это - неразвитость методологии определения локальных характеристик сложного теплообмена в рамках зонального подхода, использование некоторых упрощающих допущений при описании радиационных свойств газовых объемов, сложность расчетного алгоритма и инженерного применения метода. Однако эти недостатки не носят принципиального характера и могут быть преодолены путем дальнейшего развития зонального подхода.

Проведенный анализ показал, что наиболее эффективным методом моделирования и расчета сложного теплообмена в печах и топках является зональный метод, который позволяет учитывать многочисленные факторы сложного и особенно радиационного теплообмена в реальном промышленном оборудовании. Однако решение задач совершенствования тепловых режимов и конструкций высокотемпературных установок предъявляет повышенные требования к методу расчета теплообмена. Поэтому зональный метод нуждается в существенном развитии с формированием нового методологического подхода к математическому моделированию и анализу режимов теплообмена в промышленных печах с целью улучшения энергетических и технологических показателей их работы.

Во второй главе предложена зональная математическая модель сложного теплообмена в камерных печах, учитывающая весь комплекс процессов тепломассообмена, проходящих в топочной камере, и позволяющая свести математическое описание к единой форме в виде канонической системы нелинейных алгебраических уравнений, методы решения которых хорошо разработаны и формализованы в виде стандартных вычислительных процедур. Это позволило увеличить информативность и вычислительную эффективность зональных расчетов теплообмена в промышленных печах.

Математическая модель учитывает на зональном уровне перенос тепла излучением и конвекцией, включая турбулентную составляющую; источники (стоки) тепла за счет горения топлива, подогрева топлива и воздуха, присосов

воздуха или выбивания продуктов сгорания через неплотности ограждений, тепловые потоки к нагреваемой технологической поверхности, тепловые потери через элементы ограждений рабочего пространства. При преобразовании системы исходных уравнений тепловых балансов для различных зон (факельных, продуктов сгорания, поверхности теплообмена, ограждений) к единому каноническому виду нелинейных алгебраических уравнений, была применена процедура свертки, в результате которой процессы переноса и тепловые источники (стоки) учитываются соответствующими коэффициентами и свободным членом уравнения.

В свернутой форме система уравнений зональных тепловых балансов имеет вид

N М

1^7;4+1а,77;. + су.=о, ] = ы.....м- (1)

где N - общее число зон в расчетной области - зональной геометрической модели печи; М - число зон, непосредственно контактирующих с _/-й зоной; 7", - абсолютная температура г-й зоны; Ри - коэффициент радиационного обмена между зонами / и _/; - коэффициент конвективно-турбулентного обмена между зонами / иС] = - свободный член уравнения, включающий внутренний тепловой источник или сток в _/-й зоне; г, ] - зона-источник и зона-приемник теплоты.

Коэффициенты радиационного обмена в (1) записываются в виде

ри =

(2)

к=0

где =lPl7J.,ye[l,jV']; je (N\N] - приведенные разре-

шающие обобщенные угловые коэффициенты излучения в полосе спектра к\ N' - число поверхностных зон в расчетной области; (N-N') - число объемных зон в расчетной области; F¡ - площадь поверхностной зоны; V, - объем газовой зоны; Со - постоянная Стефана-Больцмана; Z - число рассматриваемых полос спектра в модели излучения продуктов сгорания; b¡j - доля излучения АЧТ в к-й полосе спектра при температуре г-й зоны; Хи - коэффициент поглощения продуктов сгорания в к-й полосе спектра при физических условиях в z'-й зоне; е, - степень черноты i-й поверхностной зоны-источника излучения;

- степень черноты j-й поверхностной зоны-приемника излучения; 8,, - дельта-символ Кронекера.

Коэффициенты конвективно-турбулентного обмена в уравнениях (1) записываются в виде

_К,-(Ри + Р "Ду iJe[l,N'Y, íj " |а,у, {¡6 [1,уУ']П je (N',N])U{je [1,ЛПП«е (N\N))-

где а,у - коэффициент конвективной теплоотдачи между объемной и поверхностной зонами / и сР:, - теплоемкость продуктов сгорания в г'-й объемной зоне; рм+рит - массовый поток газов между объемными зонами /' и у с учетом турбулентной составляющей.

Первый член уравнений (2.1) учитывает радиационный перенос, второй -конвективно-турбулентный перенос, третий - тепловой источник или сток в зоне.

В данной главе также изложены общие соображения по делению расчетного пространства печи на зоны и выбору числа расчетных зон.

В третьей главе разработаны модели, методики и алгоритмы расчета оптико-геометрических характеристик излучения в многозонных геометрических моделях топочных камер, в том числе экранированных.

На основе анализа конструкций камерных печей выделены возможные пространственные геометрические типы объемных и поверхностных зон для печей коробчатого и цилиндрического типа. Зоны также классифицированы по оптическому типу в зависимости от их свойств и положения в зональной геометрической модели печи. Для печей коробчатого типа всего выделено 19 геометрических и 7 оптических типов зон, для печей цилиндрического типа -15 геометрических и 7 оптических типов зон.

Для вычисления первичных обобщенных угловых коэффициентов (ОУК) применен численный метод имитационного вероятностно-статистического моделирования излучения (Монте-Карло). Для реализации метода разработан подход, включающий формализацию параметров многозонной геометрической модели печи и принципы вывода расчетных выражений вероятностного моделирования излучения с использованием этих параметров. В результате была предложена универсальная методика для зональных геометрических систем, состоящих из большого числа зон разных типов.

Методика статистических испытаний основана на прослеживании пути лучей (или их пучков) в зональной геометрической модели и включает: 1) выбор излучающей точки в пределах зоны; 2) выбор направления единичного луча; 3) определение координат и длины луча и его поглощения при пересечении объемной зоны; 4) определение взаимодействия луча с поверхностной зоной, на которую он падает (для обычных поверхностей происходит полное поглощение и на этом единичное испытание заканчивается; для поверхностей теплообмена, в частности трубных экранов, происходит частичное поглощение; для зеркальных поверхностей - отражение по законам геометрической оптики); 5) статистическую обработку результатов моделирования излучения с данной зоны на другие зоны системы, т.е. вычисление первичных ОУК. Методика учитывает селективность излучения факела и продуктов сгорания на основе модели широких полос спектра.

Разрешающие обобщенные угловые коэффициенты (РОУК), учитывающие многократное отражение в системе, рассчитываются на основе первичных ОУК путем решения N систем линейных алгебраических уравнений радиационного баланса.

Предложены принципы построения зональных геометрических моделей печей различного типа. Разработаны алгоритмы и программы для расчета ОУК в печах коробчатого и цилиндрического типов.

Реализация метода имитационного моделирования излучения составляет основную часть всех зональных расчетов. Полный расчетный алгоритм зонального метода представлен на рис. 1 (сплошные линии). Все расчетные процедуры включены в главный итерационный процесс решения нелинейной тепловой задачи, в том числе и вычисление ОУК.

Для повышения вычислительной эффективности зонального алгоритма в диссертации предложен метод коррекции базовых ОУК в зональной геометрической системе (коррекционный зональный подход) при изменении поглощательных свойств среды. При этом вводятся базовые ОУК, однократно вычисляемые методом имитационного моделирования для номинального режима работы высокотемпературной установки и корректируемые (уже без моделирования) при изменении оптических свойств зональной системы в ходе итерационного решения задачи и при переходе к исследованию другого теплового режима работы установки (пунктирная линия на схеме рис. 1). При этом достигается разделение оптической и тепловой задач и матрицы базовых ОУК в полосах спектра излучения можно рассматривать как исходные данные для зонально-геометрической модели установки.

Разработана методика коррекции базовых ОУК, для чего получены соотношения между различными оптико-

Рис. 1. Схема расчетного алгоритма зонального метода

геометрическими характеристиками излучения в зональной системе, позволяющие пересчитывать базовые ОУК при изменении оптических свойств среды.

Соотношения для коррекции ОУК имеют вид: ■ для поверхностной зоны-приемника излучения

А

о0

Д

или

¡¡.к

■ц.к

А'!, '

у,*

I для объемной зоны-приемника излучения

где \|/,у * - обобщенный угловой коэффициент излучения между зонами г и у в к-й полосе спектра; е,д. - степень черноты у'-й объемной зоны; - пропуска-тельная способность среды; верхний индекс «О» означает базовый режим.

Среднегеометрическая пропускательная способность среды между зонами г и у имеет выражение:

А/,*=ехР

" \Xkdl

(6)

где Ьц - среднегеометрическое расстояние между зонами / и у ; %к - коэффициент поглощения среды в к-й полосе спектра.

Предложены алгебраические выражения, аппроксимирующие интегральное выражение (6) с различной точностью.

Данная вычислительная схема позволяет существенно упростить зональные расчеты и облегчить инженерное применение зонального метода, особенно при исследовании переменных режимов работы установки. Благодаря вычислительной эффективности существенно облегчается применение зонального метода для решения сопряженных задач теплообмена в технологических печах, поскольку решение внутренней задачи теплообмена входит в итерационный процесс решения общей тепловой задачи (рис. 3.1).

В рамках разработанного зонального подхода предложен метод учета реальных оптико-радиационных свойств продуктов сгорания. Это касается как выполнения закона Бугера для объемных зон (традиционный зональный метод считает их оптически тонкими), так и корреляции спектральных величин, входящих в выражения зонального метода, с экспериментальными значениями интегральной степени черноты продуктов сгорания, данные по которым наиболее надежны. Методика позволяет уточнить зональные расчеты с сохранением традиционной формулировки и методологии зонального подхода.

Получено уточненное выражение для степени черноты газовых зон в рамках зонального подхода путем разложения экспоненты в ряд Маклорена:

(7)

Поправка, учитывающая нелинейность степени черноты газовых зон, имеет вид

Nо (-/.у.)""1 = ' , , (8) 11=1 п\

где !,■ = 4 V,- / /г,°5 - среднегеометрическая длина пути луча в объемной 1-й зоне; V, и F,o5 - объем зоны и площадь ограничивающих плоскостей для газовой зоны I, соответственно; - коэффициент поглощения продуктов сгорания в объемной зоне / в к-й полосе спектра излучения; N0 - число учитываемых членов ряда Маклорена.

На базе (7) предложено уточненное выражение для РОУК объемной зоны-источника с учетом корреляции с интегральной по спектру степенью черноты газовой среды

Рц = /^Че"6 £ б*,. Д 4, /6 [1, Ы'], (9)

к=О

е? =1-(1-ег)(1-ес) = ег+ес-егес, (10)

где е,"6 - интегральная степень черноты ¿'-й объемной зоны, принимаемая по экспериментальным данным для соответствующего однородного слоя продуктов сгорания; ег, ес - степени черноты газов и сажистых частиц.

Относительный коэффициент поглощения среды в полосе спектра в выражении (3.6) задается в виде:

Чи = Ъ,к/Ъ • (П)

г

0<8Х/.А* <!- 18Х;А*=1-

к=0

_ г

где х, = к%1 к ~ средний коэффициент поглощения среды в ИК-области

/=0

спектра; х« - Действительный коэффициент поглощения среды в полосе спектра; Ьц - доля излучения АЧТ в полосе спектра.

В четвертой главе разработан новый подход к расчету локальных характеристик сложного теплообмена в многозонных пространственных системах, моделирующих рабочие камеры промышленных печей.

Выражение для локального удельного теплового потока к элементарной площадке с1Рм с центральной точкой М имеет вид

Чм = ХМ4 0Т* +а,м (т,-7,); (12)

1=1

где N - общее число зон в расчетной области; е; - степень черноты поверхности нагрева в зоне у, Тм - абсолютная температура поверхности трубы в точке М; о0 - постоянная Стефана-Больцмана; а1М - локальный коэффициент конвективной теплоотдачи к элементарной площадке от контактирующей объемной зоны /; Р,м - локальный коэффициент радиационного обмена. Локальные коэффициенты радиационного обмена имеют выражение

г

4^/.^¡м,* - <6 ИЛ

*=о (13)

к= 0

где № - число объемных зон в расчетной области; (Ы - /V') - число поверхностных зон в расчетной области; 2 - число рассматриваемых полос спектра излучения; Ь\ \: - доля излучения АЧТ в к-й полосе спектра при температуре Т1; Хи~ коэффициент поглощения продуктов сгорания в к-й полосе спектра в

Р<М -

объемной зоне г; е, - степень черноты поверхностной зоны г; V, - объем газовой зоны /; Р, - площадь поверхностной зоны г; - локальные РОУК между зоной г и элементарной площадкой с1Рм в к-й полосе спектра излучения; Кц - поправка на нелинейность степени черноты объемной зоны г для к-й полосы спектра.

Локальные РОУК рассчитываются по выражению

^ШЛ ~ УнИл + ^^¡п.к^пМЛ КЦ ' и=1

(И)

где л\1,мк - локальный ОУК между зоной г и элементарной площадкой <1РМ в к-й полосе спектра излучения; у„м,к - локальные ОУК между зонами п расчетной области и элементарной площадкой й¥м в к-й полосе спектра излучения; — среднезональные РОУК между зоной г и зонами п расчетной области в к-й полосе спектра излучения; 1?,, - коэффициент диффузного отражения для поверхностной зоны п или коэффициент изотропного рассеяния для объемной зоны п.

В рамках предложенного подхода разработан метод вычисления локальных оптико-геометрических характеристик, основанный на имитационном моделировании излучения с элементарной площадки на все зоны расчетной области и переходе от рассчитанных таким способом местных обобщенных угловых коэффициентов к локальным на основании соотношений взаимности.

Для реализации метода впервые получены соотношения взаимности для ОУК как для поверхностных, так и для объемных зон:

■ для поверхностной зоны, /е (Л/',УУ]

ЪУшл ЧЛло • (15)

■ для объемной зоны, г е [1, /V'] Щ к Ум,к ■ (16)

Выражение локальных ОУК через местные ОУК имеет вид

Для расчета местных ОУК с элементарной площадки ¿Рм на все зоны трехмерной расчетной области предложен аналитический метод Монте-Карло, предполагающий задание аналитических зависимостей для распределения направлений единичных лучей, исходящих из точки М в соответствии с законом Ламберта для диффузно излучающей поверхности и определение их направляющих косинусов в глобальной пространственной системе координат, связанной со всей расчетной областью. Метод позволяет упорядочить процесс, моделирующий лучеиспускание, и сократить число статистических испытаний.

Рис, 2. К расчету локальной теплонапряженности экранных труб

На базе предложенного общего подхода разработана методика расчета локальной теплонапряженности по периметру труб в экранированных топках. Для этого в зональной геометрической модели камеры в рамках эффективной экранной поверхности задаются образы реальных экранных труб. Предложены классификатор типов и система параметров, однозначно определяющих положение и размеры труб в зональной геометрической модели. Расчетные точки располагаются по периметру экранной трубы в расчетном сечении, задаваемом номером трубы и линейной координатой сечения (рис. 2).

В пятой главе разработаны математические модели, методики и алгоритмы расчета сопряженного теплообмена в технологических трубчатых печах, проведено расчетное исследование и совершенствование режимов теплообмена в них. Рассмотрены реакционные и нагревательные печи.

Реакционные трубчатые печи характеризуются узкой топочной камерой коробчатого типа, одно- и двухрядными двухсветными экранами и системами обогрева от настенных излучающих горелок или настильных факелов (рис. 3). Это обеспечивает высокую интенсивность радиационного теплообмена, но в то же время предъявляет жесткие требования к условиям теплоподвода. Наиболее жесткими режимами нагрева характеризуются реакционные трубчатые печи пиролиза и каталитической конверсии углеводородов, в которых реагирующий поток нагревается до температуры 850-900 °С при теплонапряженности поверхности труб до 150 кВт/м2. Реакционные трубы выполняются из высоколегированных сталей, работающих на пределе своих прочностных возможностей.

сырье

t сиктезгаз

а б в

Рис. 3. Схемы реакционных трубчатых печей

Поэтому отличительной особенностью тепловых режимов этих печей является жесткое соблюдение теплового и температурного графиков и исключение локальных перегревов стенки труб. Соблюдение этих требований обеспечивается заложенной в конструкции этих печей возможностью регулирова-

ния теплоподвода путем изменения длины и выгорания настильных факелов и распределения топлива по рядам беспламенных излучающих горелок.

В связи с зонным характером теплоподвода для трубчатых реакционных печей актуальным является моделирование сопряженного теплообмена с учетом внутренних физико-химических процессов в продуктовых трубах.

На основе предложенного зонального подхода в диссертации разработана математическая модель сопряженного теплообмена в радиационной камере трубчатых печей, подробно учитывающая внешние и внутренние процессы тепломассообмена, а также граничные условия сопряжения на трубной поверхности нагрева и обладающая существенной научной новизной.

Описание сложного внешнего теплообмена в радиантной камере печи дается в рамках зонального подхода системой нелинейных алгебраических уравнений зональных тепловых балансов (1).

Осредненные параметры поверхностной зоны экрана выражаются через локальные параметры труб, входящих в данную экранную зону. С учетом этого записываются тепловые условия сопряжения:

■ для теплового потока

£р97}4 + £ а^-ТжУ': (18)

1=1 1=1 Ну lj

■ для температуры

7"; =-^1/7(19) пП V;

где /г, и /, - число и длина труб (или их участков) входящих в у'-ю экранную зону; <1тр - диаметр трубы; 7} - средняя температура экранной поверхности (наружной стенки труб) в пределах у'-й зоны; Тж - локальная температура внутреннего потока в трубах; к - локальный коэффициент теплопередачи через стенку труб, который вычисляется по формуле

к = Т,-(20)

Овн - локальный внутренний коэффициент теплоотдачи; Х(5А.)СТ - локальная сумма термических сопротивлений стенки трубы с учетом слоя внутренних отложений.

В соответствии с развитым в диссертации зональным подходом матрицы первичных ОУК рассчитываются путем имитационного моделирования излучения в многозонной системе. Разработанные методики позволяют рассчитывать матрицы ОУК в трубчатых печах коробчатого и цилиндрического типов.

Оптико-геометрические условия сопряжения записываются с учетом эффективных свойств трубного экрана по отношению к падающему излучению с учетом зависимости поглощения экрана от угла падения излучения.

Для моделирования физико-химических процессов в реакционных трубах обычно используется упрощенная модель реактора идеального вытеснения. Однако в современных трубчатых реакторах термической деструкции углево-

18

дородов (пиролиз) с высокой теплонапряженностью поверхности пристеночный ламинарный слой оказывается сильно перегретым относительно ядра потока и, несмотря на малую толщину, способен играть значительную роль в протекании химических реакций.

Для процесса пиролиза в диссертации разработана двухзонная модель трубчатого реактора. Ядро потока считается реактором идеального вытеснения, а пристеночный ламинарный слой считается неподвижным. Это позволяет учитывать перегрев пристеночного слоя, интенсификацию в нем «быстрых» химических реакций с образованием свободных радикалов и их диффузию в ядро потока, где они уже интенсифицируют основные химические реакции. Математическое описание процессов тепломассообмена состоит из двух связанных систем обыкновенных дифференциальных уравнений первого и второго порядков для переноса в продольном и радиальном направлениях.

Система уравнений продольного тепломассопереноса в ядре потока при 8—>0:

■ уравнение теплопереноса

= (21)

ах ; л„,

I уравнение движения

Лу 1 йР 1 ¡;тр+См 2

и, —- =---+ —-и,; (22)

7 с!х р ск 4Д,„ !

я уравнение массопереноса

с1 2

(23)

■ уравнение состояния

Р = К^с1Т/. (24)

/

Система уравнений радиального тепломассопереноса в пристеночном ламинарном слое 5:

■ уравнение массопереноса свободных радикалов

1 С1 ( ^ ¿с

ТА ^

г с!г I ¿г

= Щс,Т), у = (ю;и], /- = [Я8;Л,]; (25)

I уравнение теплопереноса г с1г

1 а = я,.^(с,Т), г = [ЯМ; (26)

рс аг )

^.Л/ур^; (27)

' г аг

Расчетная область:

A = {0<x<L,Rs<r<Rw;Rs = Rw-S}\

(28)

8 =

Начальные и граничные условия:

х = 0: Р = Р0\ и = и0\Т = Г0; с, = ci0, i = [l;m]; r = Rs:T = Tf-,'c¡ = Cf¡, i = [w;и];

r = Rw-.u=Q-,^ = Q-,q = gw(x) = o.(T, -7});

dr

(29)

луч •

(30)

Обозначения: n - общее количество компонентов реагирующей смеси в кинетической модели процесса пиролиза; m - долгоживущие молекулярные компоненты реагирующей смеси; (я-т) - короткоживущие свободные радикалы; Т- температура; Р - давление; и - скорость; ср- теплоемкость; р - плотность; М - число компонентов реагирующей смеси; c¡ - концентрация г-го компонента реагирующей смеси; H¡ - теплота г'-й реакции; W¡ - скорость /-й реакции; Д - коэффициент молекулярной диффузии г'-го компонента; j¡ - поток массы i-ro компонента; X - коэффициент теплопроводности; qw - тепловой поток на стенке; авн - коэффициент внутренней теплоотдачи; Rw - радиус трубы; 8 - толщина пристеночного ламинарного слоя; ^ и - коэффициенты трения линейный и местный, соответственно; индекс /соответствует ядру потока; индекс w соответствует внутренней поверхности стенки трубы.

Для замыкания системы уравнений внутреннего тепломассопереноса используется кинетическая модель сложной реакции пиролиза, учитывающая радикально-цепной механизм ее протекания.

Система зональных уравнений внешнего теплообмена и система дифференциальных уравнений внутреннего теплообмена с краевыми условиями представляет собой сопряженную задачу сложного теплообмена, которая решается соответствующими численными методами.

На основе предложенных методов, методик и алгоритмов создан пакет прикладных программ (ППП), включающий программы расчета среднезо-нальных и локальных характеристик теплообмена в рабочих камерах печей, а также программы расчета сопряженного теплообмена в трубчатых печах.

С использованием ППП проведено математическое моделирование и параметрическое исследование теплообмена в современных промышленных трубчатых печах с целью тестирования методик расчета и совершенствования конструктивных и режимных параметров печей.

Исследованы характеристики сопряженного теплообмена в серийной печи пиролиза углеводородов типа SRT-II этиленовой установки ЭП-450 Нижнекамского нефтехимического комбината.

Конструктивная схема печи показана на рис За. Печь узкокамерная с центральным вертикальным однорядным экраном. На боковых стенах топки расположены излучающие плоскопламенные горелки фирмы «John Zinc», Сырье пиролиза - прямогонный бензин. Топливо - метано-водородная фракция.

В случае пиролиза бензина (основное сырье) змеевик выполняют разветвленным комбинированным из труб различного диаметра. Всего в топочной камере расположены 4 змеевика.

Разработана зональная геометрическая модель топки печи, которая учитывает ее симметрию и ограничена по ширине центральным экраном, а по длине - одним реакционным змеевиком. Геометрическая модель учитывает отдельные секции разветвленного змеевика, вертикальные горелочные ряды и характер распределения параметров в объеме топки.

Расчетным путем с использованием моделей, предложенных в диссертации и в данной главе, исследованы характеристики внешнего и сопряженного теплообмена в топке и проведено их сравнение с данными обследования печи, выполненного совместно с институтом «ВНИПИГаздобыча». Получено хорошее согласование расчетных и экспериментальных данных по распределению температуры продуктов сгорания по высоте и ширине топки (рис. 4), по лучистым тепловым потокам, падающим на поверхность экрана (рис. 5) и температуре экранных труб (рис. 6).

Г, "С 1300 1200 1100 1000

'2

]

02

0,4 0,6 0,8 /, /Н Рис. 4. Температура газов на расстоянии 10 см (/) и 50 см (2) от излучающей стенки: --расчет; ♦ - эксперимент

0,2 0,4 0.6 0,8 /И Рис. 5. Плотность потока излучения, падающего на экран: --' расчет; • - эксперимент

Расчетные данные показали, что последняя по ходу сырья труба змеевика работает в наиболее жестких термических условиях. Этому способствует и повышенное коксообразование на внутренней стенке трубы из-за переразложения сырья.

Для улучшения режима работы печи на основании расчетного анализа предложено уменьшить тепловую нагрузку на последнюю трубу № 10 путем снижения расхода топлива на противостоящий вертикальный ряд горелок. Одновременно рекомендовано увеличить теплоподвод ко второй секции змеевика (сдвоенные трубы №5 и №6) с наибольшей интенсивностью реакций, что будет способствовать увеличению жесткости процесса пиролиза и соответственно увеличению выхода этилена.

Проведено расчетное исследование режима работы печи при перераспределении 20 % расхода топлива с последнего 5-го вертикального ряда горелок на 3-й ряд. Результаты расчета отражены в графической форме на рис. 6, 7. За счет перераспределения теплоподвода происходит изменение теплонапля-женности труб во 2-й и 3-й секциях змеевика на =10 кВт, что способствует росту теплоподвода в основную зону реакции на 8% и снижению теплоподвода на последнюю 10-ю трубу на 12%. В результате это смещает равновесие реакции пиролиза в сторону увеличения выхода этилена на -1%. При этом максимальная температура выходной трубы снижается на 15°С (рис. 6).

21

r,°c

800

700

600

500

I

Р. МПа 0,4

q, кВт/м1 200

0,Я

q, кВт/м'

II

III

0,2

0,М

100

0

О 20 40 60 /_, М

Рис. б. Распределение параметров по длине трубчатого реактора:

--расчетные параметры до изменения

режима; — - то же, после; • , х - экспериментальные данные

трубп№ ю

-л -(3/4)тс -71/2 -л/4 0 л/4 л/2 (3/4)л л

, рад

Рис. 7. Локальная теплонапряженность по окружности труб:

--до изменения режима;

------ после

/7 <<

4s

\

Распределение удельных тепловых потоков по периметру труб №6 и №10 (второй и третьей секций) до и после регулирования показано на рис. 7. Снижение максимальной теплонапряженности и температуры стенки выходной трубы способствует увеличению срока ее службы, замедлению коксообразо-вания и увеличению рабочего пробега печи с 70 до 100 суток, т.е. на ~40%.

Для серийной нагревательной трубчатой печи ЗР-2 проведено сравнительное исследование двух возможных схем отопления: 1) от вертикальных рядов излучающих беспламенных горелок и 2) от подощелевых настильных факельных горелок.

Конструктивная схема печи ЗР-2 представлена на рис. Зв.

Разработаны зональные геометрические модели топки печи для двух схем отопления. Расчетным путем показано, что при обеих схемах отопления имеет место неравномерность обогрева трубного экрана (рис. 8), вызванная, в том числе, значительной долей излучения топочного объема, температура которого снижается по высоте топки. Поэтому для обеспечения равномерного тепловосприятия экрана необходимо регулирование теплоподвода за счет изменения расхода топлива по рядам излучающих горелок или за счет изменения длины настильного факела.

На примере печи ЗР-2 с настильными факелами проведено исследование влияния длины и светимости факела на характеристики внешнего теплообме-

0,6

0.8 h /Я

Рис. 8. Распределение безразмерных тепловых потоков по высоте экрана:

--факельное отопление,

расчет; • - то же, эксперимент; ------беспламенное отопление

на. Показано, что максимумы тепловосприятий лежат в области относительно коротких факелов, имеющих большую температуру продуктов сгорания и настильной стенки (рис. 9). Эти же факелы дают наибольшую неравномерность обогрева экранной поверхности (рис. 10). Наибольшие тепловосприятия и неравномерность обогрева дают светящиеся факелы мазута и нефтезаводского газа. Однако максимумы тепловосприятий слабо выражены и область больших значений лежит в достаточно широком диапазоне длин факелов, что позволяет осуществлять регулирование теплоподвода с учетом сразу двух параметров - величины и равномерности тепловосприятия.

й/^ь.

1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

1 1

[ ■ .л

1 1 1 1 ч

г 1 2

1 У N

1 1 т «1 \

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0¿ф/1ф

Рис. 9. Зависимость интегрального тепловосприятия экрана от длины факела

Рис. 10. Зависимость коэффициента неравномерности тепловосприятия экрана от длины факела

Результаты исследования закономерностей теплоотдачи настильных факелов применены для совершенствования режимов работа серийной трубчатой печи каталитической паровой конверсии природного газа ППР-600 (печь первичного риформинга установки производства аммиака производительностью 600 т/сутки).

Конструктивная схема печи показана на рис. 36. Печь противоточная с однорядным центральным экраном из реакционных труб, оборудована настильными факельными горелками, расположенными в два яруса. Горелки обеспечивают сжигание газообразного топлива в смешанном диффузионно-кинетическом факеле.

Разработана зональная геометрическая модель топки печи ППР-600. Проведено расчетное исследование сопряженного теплообмена в радиационной камере печи с использованием разработанной зональной модели внешнего теплообмена, дифференциальной квазидвухмерной модели тепломассопере-носа в трубчатом реакторе и модели химической кинетики сложной реакции каталитической паровой конверсии метана. Установлено, что противоточная схема движения дымовых газов и реагирующего потока способствует смещению максимумов тепловосприятия на выходной участок реакционных труб. Это не очень благоприятно для проведения процесса конверсии, поскольку максимум его интенсивности приходится на начальный и средний участки реакционных труб. Особенно этот эффект проявляется при коротких настильных факелах.

Рис. 11. Изменение параметров вдоль реакционных труб по ходу движения потока: q - теплонапряженность; (ст - температура стенки трубы; гпот - температура потока; х - степень конверсии сырья; Р - давление --параметры до изменения режима;-----то же, после изменения

Рекомендовано увеличить длину факелов, для чего проведено сравнительное расчетное исследование теплообмена в топочной камере печи при двух вариантах относительного количества вторичного воздуха на горение: номинальном 40% и измененном 100%, соответственно. Из рис. 11 видно, что при большем количестве вторичного воздуха (диффузионное горение) наблюдается сглаживание максимумов теплонапряженпя и их смещение в сторону начального и среднего участков реакционных труб. Этому способствуют и наклонные настильные стены. При этом реализуются более мягкие термические условия работы реакционных труб, более благоприятные условия протекания химических процессов и, как результат, - рост степени конверсии сырья на =10%. На установках производства аммиака в трубчатых печах проводится первичная конверсия сырья до 60-70%. Поэтому производительность печи по сырью может быть увеличена до достижения требуемой степени конверсии сырья соответственно на 10%.

Режимы теплообмена в нагревательных трубчатых печах были исследованы на примере печи газовой промышленности ББ-1 коробчатого типа и печи нефтеперерабатывающей промышленности ЦД-4 цилиндрического типа (рис. 12).

Возможности увеличения производительности печи были исследованы на примере серийной нагревательной трубчатой печи ББ-1. Конструктивная схема печи представлена на рис. 12а. Печь радиационно-конвективная с настенными экранами и фронтальными рядами панельных горелок.

Разработана зональная геометрическая модель топки печи и проведено математическое моделирование теплообмена.

На основании анализа результатов моделирования теплообмена рекомендовано разместить в топке дополнительный фронтальный экран, увеличить мощность и число горелок за счет установки дополнительного третьего горе-лочного ряда (дополнительные конструктивные элементы показаны на рис. 12а серым цветом). Использование предложенных рекомендаций позволило увеличить производительность печи на 60%.

24

а б

Рис. 12. Схемы нагревательных трубчатых печей

Рис. 13. Средняя теплонапряженность труб перевального и подового экранов: № 1-12 - номера труб на схеме печи; --расчет; • - эксперимент

-6 -л -л/2 0 к/2 п 6, рад Рис. 14. Локальная теплонапряженность экранных труб по окружности: №1,5, 8, 11 - номера труб на схеме печи; линии -расчет; • - эксперимент (труба № 5)

Для печи ББ-1 Норильской ГРС имеются подробные данные натурного обследования, включая локальные характеристики теплообмена по окружности труб. Обследование выполнено институтом «ВНИПИГаздобыча».

В диссертации приведены результаты расчетного исследования характеристик зонального теплообмена и локальной теплонапряженности экранных труб для модернизированной печи, которые хорошо согласуется с экспериментальными данными (рис 13, 14). Анализ работы модернизированной печи показал эффективную работу экранных поверхностей при повышенной тепловой нагрузке, что во многом обусловлено низкой температурой экранных поверхностей нагрева.

В последнее время все более широкое применение находят нагревательные печи цилиндрического типа. Поэтому проведено исследование внешнего теплообмена в серийной цилиндрической печи ЦД-4, позволившее продемонстрировать возможности предложенного в диссертации расчетного метода и проанализировать характеристики теплообмена в этой печи.

<7> кВт/м1 60

50

40

30

20

Я нюх

\ \ [V-

\ ч \ у

ч _

<7. кВт/м1

70

60 50 10 30

— ч. __- Я»,а, \ ч

\ V ч

\ Ч V

\

0 2 4 6 8 10 /,)М

Рис. 15. Распределение теплонапряженности по высоте экрана при тепловой нагрузке на секцию печи 10 МВт:

--расход первичного воздуха 100%;

средняя теплонапряженность 42,44 кВт/м2

-------расход первичного воздуха 60%,

вторичного воздуха 40%; средняя теплонапряженность 41,15 кВт/м2

о

Ю /г, м

Рис. 16. Распределение теплонапряженности по высоте экрана при тепловой нагрузке на секцию печи 12 МВт:

--расход первичного воздуха 100%;

средняя теплонапряженность 54,44 кВт/м2

......- расход первичного воздуха 60%,

вторичного воздуха 40%; средняя теплонапряженность 50,95 кВт/м2

Конструктивная схема печи показана на рис. 126. Печь ЦД-4 используется в нефтеперерабатывающей промышленности и состоит из четырех секций. Она имеет центральный призматический рассекатель-распределитель с четырьмя вогнутыми гранями для настильного сжигания газообразного топлива в диффузионном факеле. Через отверстия в рассекателе на уровне 1/2 высоты топки производится подвод вторичного воздуха. Первичный воздух поступает через туннели диффузионных горелок за счет естественной тяги.

Разработана зональная геометрическая модель топки печи, которая представляет собой сектор общей цилиндрической топки, ограниченный плоскостями симметрии. Исследованы два режима работы печи при различном соотношении первичного и вторичного воздуха. Расчетным путем показано, что при увеличении подачи вторичного воздуха существенно увеличивается равномерность теплоподвода к змеевиковым трубам (рис. 15), что способствует увеличению срока их службы в 2 раза (с 1 до 2 лет), а следовательно большему безремонтному пробегу печи.

При необходимости производительность печи может быть увеличена на 20% без превышения максимально допустимой теплонапряженности печных труб (рис. 16).

В шестой главе изложены математическая модель, методика и алгоритм расчета сопряженного теплообмена в конвейерных хлебопекарных печах,

проведено расчетное исследование и совершенствование режимов теплообмена в них.

В настоящее время преимущественное распространение получили печи с канальным обогревом и рециркуляцией продуктов сгорания в топку печи для создания нужной температуры теплоносителя -500°С (рис. 17). Каналы обычно располагаются сверху и снизу печного конвейера в виде плоской или трубчатой поверхности нагрева. Высота надконвейерного пространства - до 50 см. Температура греющих каналов - до 300-400 °С. Среда пекарной камеры - паровоздушная смесь с высоким содержанием водяного пара (60-70% об.) в области греющих каналов. Температура среды - до 250СС. Газовая динамика выражена слабо. В этих условиях преобладающим является радиационный теплообмен - до 80% общего переноса тепла.

Рис. 17. Конструктивная схема хлебопекарной печи с канальным обогревом:

1, 2, 3, 4 - греющие трубные каналы с соответствующими порядковыми номерами;

5 - топка; 6 - посадочно-выгрузочное окно; 7 - цепной люлечный конвейер;

8 - увлажняющее устройство

В диссертации впервые разработана зональная математическая модель сопряженного теплообмена в технологической пекарной камере конвейерных хлебопекарных печей. Математическая модель включает: зональное описание внешнего сложного теплообмена в излучающе-поглощающей парогазовой среде; дифференциальное описание внутреннего тепломассообмена в выпекаемом изделии; граничные условия сопряжения на поверхности загруженного печного конвейера.

Зональное описание внешнего теплообмена в пекарной камере дается системой уравнений (1).

Граничные условия сопряжения дляу'-й поверхностной зоны загруженного конвейера:

уходящие

■ для теплового потока

(31)

для температуры

(32)

Впервые предложено дифференциальное описание двухфазных процессов переноса в выпекаемом изделии, учитывающее перенос теплоты и влаги в скелете и порах хлеба, что белее адекватно отражает особенности процессов выпечки.

Постановка задачи тепломассопереноса в выпекаемом изделии (вдоль вертикальной оси X) имеет вид:

■ уравнение переноса теплоты в твердой фазе (скелете хлеба)

,Эг02 Э (. . Эг02

(1-е)[(1-и)р0с0+ир2с2]-^- = — [^0,2+ Лс2?о,2 + (33)

+ а„онВ('1-'о,2)ТР + еФаэ(1-е); I уравнение переноса жидкой влаги в твердой фазе (скелете хлеба)

Эи Э ( ди ^

I уравнение переноса теплоты в газовой фазе (порах хлеба)

(1-^0.2^ = ^71 Ро.2«2^| + ЛМфаз(1-е); (34)

ер^ = +аконв(г, -г0,2)ур + ефа:,е; (35)

= Г—+ Д/>фаз; (36)

■ уравнение фильтрации пара в газовой фазе (порах хлеба)

&> = Г—

Эх ЪХ' Д/^-ДАГф^ЛЛе;

■ уравнение состояния пара

Р = р)7?Г1. (37)

Расчетная область задачи:

Л„={0<Х<1;0<х<хвьш}; Х=х/Ь; Ъ^о). (38)

Начальные условия: т=0: с=Гнач; и-итч. (39)

Граничные условия: - Х(Эг /ЭХ )и, = £/(т); ик = ит (ф, ?„,); Рк = В. (40)

1 период выпечки Х=1: д=дкокя; Х-0: <7=дт; 2, 3 периоды выпечки Х=1: ц=дконв + дпуч; Х-0: д=<ут;

где а2 - влагопроводность материала скелета выпекаемого изделия; с - теплоемкость; Бо - число Фурье; Ь - высота изделия; дконв, <7луч, ^конд - плотность теплового потока, обусловленная теплопроводностью, конвекцией, излучением и конденсацией пара на поверхности выпекаемого изделия; и - влажность материала; ит - гигроскопическая влажность; Х=х/Ь - безразмерная координата; А. - коэффициент теплопроводности; р - плотность; х - время; хвып - время выпечки; <р - относительная влажность среды пекарной камеры; е - пористость; у - удельная поверхность; с^онв - коэффициент теплоотдачи в порах; ] - поток вещества; АМ^ - источник массы вещества при фазовом переходе;

28

_2 - источник теплоты при фазовом переходе; г - теплота парообразования. Индексы: 0, 1,2- скелет хлеба, пар и жидкость соответственно; «нач.» - начальное значение; - поверхность.

С использованием общего ППП по расчету характеристик сложного теплообмена в рабочих камерах печей и программы расчета сопряженного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах проведено математическое моделирование и параметрическое исследование теплообмена в хлебопекарных печах с целью совершенствования их конструктивных и режимных параметров.

Исследован теплообмен в современной печи РЗ-ХПА с тупиковой технологической камерой. Конструкция печи показана на рис. 17.

Разработана зональная геометрическая модель технологической камеры печи. Модель учитывает разделение технологической камеры на верхнюю и нижнюю секции. Проведено математическое моделирование сопряженного теплообмена в технологической камере печи. Расчетные кривые изменения температуры каналов, среды пекарной камеры, верхней поверхности выпекаемого изделия по длине печного конвейера показаны рис. 18. Расчетные кривые изменения плотности теплового потока и его составляющих на открытой поверхности выпекаемого изделия показаны на рис. 19.

1

кВт

0,2 0,4 0,6 0,К ¡/Ьк

Рис. 18. Изменение температуры: 'тр1 , 'трз - 1 и 3 трубные каналы; /с - среда пекарной камеры; 1П - поверхность выпекаемых изделий; --расчет; А - эксперимент

о

4 ''"А

/ —V \ > Я п,«\ V4, л,и У-

<7к \\\ \\ \\ 4 1

■—77" р.н» --. гч N. *« ■ч, 1 1 1

0,2 0,4 0,6 0,8

Рис. 19. Изменение плотности тепловых потоков на поверхности выпекаемых изделий

<7Ф1>,паа _ падающий лучистый от трубных каналов; д\тЛ

падающии лучистыи от среды пекарной камеры; Ч^'р.рп - результирующий лучистый; <?„ - конвективный; дт - суммарный

Впервые показана значительная роль парогазовой среды в лучистом переносе в технологической камере как в поперечном, так и в продольном направлениях, В лучистом потоке, падающем на конвейер, доля излучения парогазовой среды составляет «30%.

На примере печи с плоским обогревающим каналом, расположенным над конвейерным подом, проведено исследование влияния высоты технологической камеры на режимы радиационно-конвективного теплообмена.

Анализ результатов моделирования пекарной камеры показывает, что с увеличением относительной высоты происходит значительное уменьшение поглощенного лучистого теплового потока от теплопередающей поверхности

обогревающего канала. В то же время происходит рост величины лучистых тепловых потоков от парогазовой среды и боковых стен камеры. Суммарный поток результирующего излучения изменяется мало. Несмотря на это, рост относительной высоты технологической камеры способствует увеличению ее объема, а значит повышенному расходу теплоты на нагрев внутренней среды и расходу пара на ее увлажнение. При этом рост излучения боковых стен приводит к неравномерности обогрева тепловоспринимающей поверхности конвейерного пода. Поэтому для улучшения энерготехнологических показателей работы печи обоснованным является максимально возможное снижение высоты технологической камеры.

В конструкциях печей с относительно высокой технологической камерой возможной альтернативой рассмотренному варианту является дополнительный подогрев внутренней среды за счет непосредственного ввода горячего воздуха и пара с температурой 200 - 250°С с одновременным снижением тепловой нагрузки на обогревающие каналы.

В седьмой главе разработаны математическая модель, методика и алгоритм расчета теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для сжигания сбросных газов нефтегазовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей промышленности, а также проведено расчетное исследование и анализ теплообмена в них.

При проектировании факельных установок возникает задача оценки теплового воздействия открытого факела на объекты, расположенные в зоне его действия, с целью обеспечения безопасной эксплуатации оборудования и защиты персонала. Для районов Крайнего Севера и Сибири актуальной также является проблема прогнозирования термического состояния вечномерзлого фунта.

Зональная геометрическая модель факела представляет собой усеченный конус с углом раскрытия, зависящим от условий истечения (для свободного прямоструйного факела 12,5°), и высотой, равной длине факела. По длине факел разбивается на зоны.

В диссертации предложена математическая модель свободного факела, которая включает полуэмпирические выражения для расчета длины и выгорания факела, учитывающие различные факторы факельного горения, а также зональное описание теплообмена в объеме факела в рамках развиваемого методологического подхода. Методика расчета позволяет определять температуру и степень черноты факельных зон.

Длина произвольного свободного факела определяется на основе длины свободного диффузионного факела с поправочными множителями:

где К1 - является интегральной характеристикой степени предварительного смешения газа с воздухом на срезе факельной горелки; К2 - учитывает влияние крутки и турбулизации газового потока за счет установки в горелке завихрителей. Длина свободного диффузионного факела рассчитывается по выражению

(41)

где Агф = 3,3 — - приведенное число Архимеда; ¿/г - диаметр сопла гоР.

релки; Ьсх - стехиометрическая длина факела, т.е та его часть, на которой подсасывается теоретически необходимое количество воздуха; g - ускорение свободного падения; рг и рв - плотности газа и воздуха на срезе горелки; г<г -скорость газа на срезе горелки.

Зональное описание сложного теплообмена в факеле имеет вид:

■ система уравнений зонального теплообмена

Т.РцТ* + - В1Т1 =0, j = 1,2,..., N; (43)

/=1

где //-число факельных зон,

■ коэффициенты радиационного обмена

Рц = Ща0 -(44)

к=О

где Щц - ОУК излучения между факельными зонами; 5/, - дельта-символ Кронекера,

■ коэффициенты конвективного обмена

- (45)

(46)

где и У"^ - объемные расходы продуктов сгорания в сечениях факела

для предыдущей и текущей факельной зоны; р°/_[, р0у и с7_1, с,- - плотности и теплоемкости продуктов сгорания в предыдущей и текущей факельных зонах,

■ свободный член

С,. = Кгенс (*,-*,-,); (47)

где Уг - расход горючего газа через горелку; - теплота сгорания газа; х^ и -степень выгорания горючего газа в предыдущей и текущей факельных зонах,

■ степень черноты факельных зон

(48)

г, £=0

Разработанная в диссертации методика расчета тепловых нагрузок на грунт позволяет рассчитать локальную плотность лучистых тепловых потоков в узлах сетки, расположенной в горизонтальной плоскости и имитирующей поверхность грунта.

Суммарный поток падающего излучения от всех зон факела к площадке поверхности грунта с1Рм:

Qм = 16«, = ; (49)

1=1 (=1

где е* - степень черноты г-й факельной зоны; р1 - площадь поверхности г-й факельной зоны; Т, - абсолютная температура /-Й факельной зоны; Сто - постоянная Стефана-Больцмана; фм - угловой коэффициент с 1-й факельной зоны на элементарную площадку с/Рм ■

Для вычисления угловых коэффициентов между факельной зоной и элементарной площадкой грунта в диссертации предложен численный метод, который предполагает разбиение поверхности факельной зоны на малые площадки АГф (рис. 20), вычисление элементарных угловых коэффициентов и их суммирование для определения общего углового коэффициента с факельной зоны. Для вертикальных факельных установок учитывается отклонение факела от вертикального положения за счет воздействия ветра. Угловой коэффициент с факельной зоны на площадку с1Рм рассчитывается по формуле

где соБфд/г и соэфл/ - косинусы углов между линией г, соединяющей центры площадок, и нормалями к площадке факела Д^, и элементарной площадке поверхности грунта с!Рм.

Получены выражения для расчета совсрдр , соэфд/ и расстояния г, для чего осуществлен перевод определяющих геометрических параметров конической поверхности факельной зоны из локальной системы координат {о'\ х', /, г'} в глобальную {о\х,у,г} , связанную с поверхностью грунта (рис. 20).

Предложенная методика и алгоритм расчета факельных установок переданы для внедрения в институт «ВНИПИГаздобыча». В сотрудничестве с институтом создана программа расчета теплообмена в факельных установках различного типа. С ее использованием проведено математическое моделирование и анализ теплообмена в факельных установках газовой промышленности вертикального и горизонтального типов, которые предназначены для сжигания продувочного природного газа на газовых промыслах.

Полученные результаты расчета в виде распределения локальной плотности потока падающего излучения на поверхности грунта для двух типов факельных установок приведены на рис. 21, 22.

Как показывают результаты моделирования, в зоне действия вертикальной факельной установки тепловое воздействие на поверхность грунта относительно невелико и распределено по большой площади.

Тепловое воздействие горизонтальной факельной установки является более мощным и компактным.

Рис. 20. К расчету угловых коэффициентов с поверхности факельной зоны

Рис. 21. Распределение локальной плотности тепловых потоков д, кВт/м2 для вертикальной факельной установки (изолинии): ® - ствол; I - направление ветра

Рис. 22. Распределение локальной плотности тепловых потоков д, кВт/м2 для горизонтальной факельной установки (изолинии и значения в узлах сетки): => - горизонтальный факельный ствол

Результаты расчетного исследования позволили также дать рекомендации по учету воздействия на вечномерзлый грунт работающих факельных установок в районах Крайнего Севера и Сибири.

В восьмой главе изложены результаты технико-экономического анализа разработанных рекомендаций и предложенных технических решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей.

Анализ проводился для условий конкретных производств, в которых модернизуемые печи используются, в соответствии с действующими методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов. Расчеты экономических показателей предложенных решений подтвердили безусловную эффективность их реализации.

1. Наиболее перспективным способом повышения эффективности и надежности, снижения материале- и энергоемкости, улучшения технико-экономических показателей промышленных печей является интенсификация теплообмена с повышением плотности результирующих тепловых потоков, проводимая на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена.

2. Предложена зональная математическая модель сложного внешнего теплообмена в камерных печах, а также методология деления печей на расчетные зоны.

3. Разработан универсальный метод расчета взаимного радиационного обмена в топочных камерах (в том числе экранированных), позволяющий учитывать сложную геометрию объемных и поверхностных зон для печей коробчатого и цилиндрического типов.

4. Предложен усовершенствованный зональный подход к расчету радиационной составляющей теплообмена в печах, основанный на методе коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов, который позволяет разделить оптико-геометрическую и тепловую задачи и, тем самым, упростить ин-

Выводы по работе

женерное применение и повысить вычислительную эффективность зонального метода для исследования переменных тепловых режимов и решения сопряженных задач теплообмена в промышленных печах.

5. Предложен метод определения локальных оптико-геометрических характеристик в многозонных моделях экранированных камер, а также методика расчета распределения тепловых потоков по периметру экранных труб.

6. Для нагревательных трубчатых печей коробчатого и цилиндрического типов предложены многозонные геометрические модели и проведено математическое моделирование с определением детальных характеристик внешнего теплообмена. Подтверждена адекватность использованных математических моделей. Установлено, что поля температур газов и излучающих стен топки, а также результирующих зональных и локальных тепловых потоков зависят в основном от конструктивных особенностей и схем отопления печей, вида сжигаемого топлива, длины и светимости факела. С использованием результатов моделирования разработаны рекомендации по совершенствованию режимов работы, схем отопления и повышению мощности ряда технологических печей нефтеперерабатывающей и газовой промышленности.

7. Разработана зональная математическая модель сопряженного теплообмена в реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов. Для процесса пиролиза предложена двухзонная модель трубчатого реактора. Созданы многозонные геометрические модели реакционных печей с различными системами отопления. Проведенное математическое моделирование и сравнение его результатов с опытными данными показали их хорошее согласование. Полученные результаты позволили провести анализ влияния основных изменяемых параметров реакционных печей на выход целевых продуктов, жесткость термических условий работы труб змеевика, а также разработать рекомендации по оптимизации и повышению надежности работы энерготехнологических установок.

8. Предложена зональная математическая модель сопряженного теплообмена в пекарной камере конвейерных хлебопекарных печей, включающая в виде внутренней задачи дифференциальное описание двухфазного переноса тепла и влаги в скелете и порах хлебного изделия. С использованием математического моделирования получены новые данные об изменении температур греющих каналов, газовой среды пекарной камеры, поверхности выпекаемых изделий, а также плотности теплового потока и его составляющих по длине печного конвейера. Проведен анализ влияния высоты пекарной камеры на составляющие зональных результирующих тепловых потоков и даны рекомендации по оптимизации конструкций печей.

9. Разработаны математическая модель, метод и алгоритм расчета зонально-локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для сжигания сбросных газов. Модель протестирована применительно к сжиганию продувочного природного газа на газовом промысле в условиях Крайнего Севера. Результаты математического моделирования показывают, что предложенная модель достаточно корректно учитывает основные процессы, происходящие при формировании, выгорании и теплообмене свободных газовых факелов, и может быть рекомендована для

расчета распределения локальных лучистых потоков на поверхности грунта в зоне действия таких факелов.

10. Технико-экономический анализ разработанных рекомендаций и предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей подтвердил их реализуемость и значительную эффективность.

Основные положения и результаты диссертации изложены в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК Минобрнаукч РФ

1. Кулешов, О.Ю. Зональная математическая модель и методика расчета сложного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2010. - № 3(46). -С. 136-143.

2. Кулешов, О.Ю. Исследование режимов работы трубчатых печей с настильными факелами на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. - 2011. - №4. - С. 33-36.

3. Кулешов, О.Ю. Зональная математическая модель и методика расчета сопряженного теплообмена в радиантной секции трубчатых печей / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011- №1 (48). -С. 181-187.

4. Кулешов, О.Ю. Методика расчета сопряженного теплообмена в технологических трубчатых печах в рамках зонального подхода / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2011.- №5-6. - С. 47-54.

5. Кулешов, О.Ю. Метод расчета теплообмена в рабочей зоне открытых факельных установок / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. -2011,-№9.-С. 12-14.

6. Кулешов, О.Ю. Исследование локального результирующего теплообмена в экранированных топках трубчатых печей на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. - 2011. -№11. - С. 34-37.

7. Кулешов, О.Ю. Коррекционный зональный метод расчета радиационного и сложного теплообмена в высокотемпературных установках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - №4 (60). -С. 157-161.

8. Кулешов, О.Ю. Анализ характеристик сложного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах в зависимости от конструктивных и режимных параметров / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - №4 (60). - С. 161-165.

9. Кулешов, О.Ю. Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в экранированных топках в рамках зонального подхода / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Труды Академэнерго. - 2012. - №1. - С. 32-43.

10. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование локального результирующего теплообмена в экранированных топках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепловые процессы в технике. - 2012. - Т.4, №3. - С. 118-124.

11. Кулешов, О.Ю. Анализ эффективности применения различных систем сжигания газообразного топлива в реакционных трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2012. - №4. - С. 9-12.

12. Кулешов, О.Ю. Расчетный анализ локальной теплонапряженности экранных труб в реакционных трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2012. - №5. - С. 15-18.

13. Кулешов, О.Ю. Уточнение зонального метода расчета сложного теплообмена в ог-нетехнических установках в части учета радиационных свойств продуктов сгорания / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Известия вузов. Проблемы энергетики. - 2012. - №3-4. - С. 20-27.

14. Кулешов, О.Ю. Новый подход к анализу тепловых режимов промышленных печей с использованием метода коррекции зональных оптико-геометрических характеристик излучения / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. - 2012. - №6. - С. 39-43.

15. Кулешов, 0.10. Математическое моделирование процессов горения и теплообмена в открытых факельных установках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Технические науки. - 2012. - №1 (33).-С. 196-202.

16. Кулешов, О.Ю. Исследование режимов радиационно-конвективного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. - 2012. - №7. - С. 39-42.

17. Кулешов, О.Ю. Сравнительный анализ результирующего теплообмена в реакционных трубчатых печах при различных схемах отопления / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. - 2012. - №8. - С. 23-27.

Публикации в зарубежных научных периодических изданиях

18. Методика расчета теплового излучения в зоне действия открытых факелов / В.М. Седелкин, A.B. Паимов, O.A. Толоконникова, О.Ю. Кулешов // Инженерно-физический журнал. - 1993. - Т.64, №3. - С. 297-299. (Беларусь)

19. Kuleshov, O.Yu. The Zone-Element Method in Application to the Combined Heat Transfer Problems / O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin // Heat transfer research. - 2002. - Vol. 33, №7, 8. - C. 496-501. (ISSN 1064-2285 Print)

Публикации в других изданиях

20. Математические модели и пакет программ для расчетов сложного теплообмена в огнетехнических установках / В.М. Седелкин, A.B. Паимов, М.С. Угольников, О.Ю. Кулешов, О.П. Полонская // Седьмая Всесоюз. конф. по радиационному теплообмену: материалы конф., Ташкент, 21-23 окт. 1991.-Ташкент, 1991.-С. 109-110.

21. Кулешов, О.Ю. Разработка математического обеспечения САПР огнетехнических установок / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов, A.B. Паимов // Теплофиз. проблемы пром. производства: материалы Междунар. совещания-семинара. - Тамбов: ТТИ, 1992. - С. 102.

22. Определение локальных характеристик радиационного теплообмена в факельных системах / A.B. Паимов, В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов, М.С. Угольников // Тепломассообмен - ММФ-92. Радиационный и комбинированный теплообмен. Т.2. - Минск: ИТМО, 1992.-С. 43-45.

23. Кулешов, О.Ю. Методика расчета на ПЭВМ радиационного теплообмена в открытых факельных системах / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов // Радиационный и сложный теплообмен: Тр. 1-й Рос. нац. конф. по теплообмену. - М.: Изд-во МЭИ, 1994. - Т.9. - С. 196199.

24. Кулешов, О.Ю. Математическая модель и методика расчета сопряженного теплообмена в трубчатых реакторах / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов // Радиационный и сложный теплообмен: Тр. 1-й Рос. нац. конф. по теплообмену. - М.: Изд-во МЭИ, 1994. - Т.9. - С. 190-195.

25. Кулешов, О.Ю. Разработка математической модели сопряженного теплообмена в трубчатых реакторах / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов // Материалы 1-й науч.-техн. конф. (апрель 1993 г.): сб. / Сарат. гос. техн. ун-т. Технол. ин-т. - Энгельс, 1995. - С. 226-243. -Деп. в ВИНИТИ 10.03.95, № 660-В 95.

26. Kuleshov, O.Yu. Mathematical support CAD/CAM of process of gasous waste open jet-combustion / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // 12lh Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHISA'96: Summaries topics 8. (Praha, august 25-30 1996). - Praha, 1996. - P. 120.

27. Kuleshov, O.Yu. Mathematical support CAD/CAM of process of gasous waste open jet-combustion / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // 12lh Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHISA'96: Full text of the paper, Praha, Czech Republic, 25-30 August, 1996. - Praha, 1996. -№ P.9.64. - 4 p.

28. Kuleshov, O.Yu. Mathematical Model of Conjugated heat transfer in Tubular reactors with outside heating by combustion products / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // 12,h Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHISA'96: Summaries topics 5. (Praha, august 25-30 1996). -Praha, 1996.-P. 61.

29. Kuleshov, O.Yu. Mathematical Model of Conjugated heat transfer in Tubular reactors with outside heating by combustion products / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // 12-th Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHISA'96: Full text of the paper, Praha, Czech Republic, 2530 August, 1996. - Praha, 1996. - № P. 1.18. - 4 p.

30. Kuleshov, O.Yu. The mathematical modeling of processes into tubular pyrolysis reactor with account of inner radiative heat transfer effect / O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin // The First European Congress on Chemical Engineering - ECCE-1: Proceedings. - Milano, 1997. - Vol. 3. -P. 1815-1817.

31. Kuleshov, O.Yu. Method for numerical investigation of complex problem of burning and outer heat radiating of open gasous jets / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // The First European Congress on Chemical Engineering - ECCE-1: Proceedings. - Milano, 1997. - Vol. 3. - P. 18191821.

32. Kuleshov, O.Yu. New zone-node method and technique for numerical solving of conjugate heat exchange problem in tubular furnace / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov // The First European Congress on Chemical Engineering - ECCE-1: Proceedings. - Milano, 1997. - Vol. 3. -P. 1897-1899.

33. Кулешов, О.Ю. Современные математические модели и методы расчета теплообмена в трубчатых печах / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов // Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных топлив в промышленности: Материалы Между-нар. конф., Саратов, 24-25 сент. 1998. - Саратов: СГТУ, 1998. - С. 40-44.

34. Кулешов, О.Ю. Математическая модель и методика расчета газодинамики и теплообмена в хлебопекарных печах / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов, Т.В. Кузьмичева // Тр. 2-й Рос. нац. конф. по теплообмену, Москва, 26-30 октября 1998 г. - Т.6. - М., 1998. -С. 204-206.

35. Кулешов, О.Ю. Численное моделирование радиационно-конвективного теплообмена в потоке термически разлагающихся углеводородов / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тр. 2-й Рос. нац. конф. по теплообмену, Москва, 26-30 октября 1998 г. - Т. 6. - М., 1998. -С. 308-311.

36. Kuleshov, O.Yu. Modem zoning analysis of applied problems of complex heat transfer / O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin, T.V. Kuzmicheva // 13"' International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98: Summaries 8. Heat transfer processes and equipment, general topics, Czech Republic, Praha, 23-28 August 1998. - Praha, 1998..- P.23.

37. Kuleshov, O.Yu. Mathematical model and calculation technique of conjugate heat-mass transfer in technolgical furnaces / V.M. Sedelkin, O.Yu. Kuleshov, T.V. Kuzmicheva // 13-th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98: Summaries 8. Heat transfer processes and equipment, general topics, Czech Republic, Praha, 23-28 August 1998. - Praha, 1998.-P.21.

38. Kuleshov, O.Yu. Mathematical model of tube-side carbon deposit dynamics in pyrolysis furnace / O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin // 13-th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98: Summaries 8. Heat transfer processes and equipment, general topics, Czech Republic, Praha, 23-28 August 1998. - Praha, 1998. - P.22.

39. Кулешов, О.Ю. Современное состояние и перспективы развития методов теплового расчета трубчатых печей газовой и нефтехимической промышленности / О.Ю. Кулешов. -Технол. ин-т Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 1999. - 16 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.06.99, № 2085-В 99 // Б.у. Деп. науч. работы. - 1999. - № 8 (331). - б/о 366.

40. Кулешов, O.JO. Математическое моделирование процессов в трубчатом реакторе пиролиза углеводородов с учетом радиационной составляющей внутреннего теплообмена / О.Ю. Кулешов. - Технол. ин-т Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 1999. - 11 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.06.99, №2084-В 99 // Б.у. Деп. науч. работы. - 1999. - № 8 (331). - б/о 358.

41. Кулешов, О.Ю. Разработка физико-математической модели сопряженного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов. - Технол. ин-т Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 1999. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.06.99, № 2086-В 99 // Б.у. Деп. науч. работы. - 1999.-№ 8 (331).-б/о 384.

42. Кулешов, О.Ю. Методы математического моделирования сложного и сопряженного теплообмена в аппаратах нефтехимической технологии / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин, Ю.Я. Печенегов // Повышение эффективности тепломассообменных процессов и систем: материалы 2-й Междунар. науч. конф., Вологда, 19-22 апреля 2000 г. - Вологда, 2000. -4.2.-С. 174-176.

43. Кулешов, О.Ю. Зонально-элементный метод решения прикладных задач сложного теплообмена / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепломассообмен ММФ-2000: тр. 4-го Мннского Междунар. форума, Минск, 22-26 мая 2000 г. - Минск, 2000. - Т.2. - С. 36-40.

44. Кулешов, О.Ю. Математическая модель и методика расчета сопряженного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин, Т.В. Кузьмичева, В.А. Шныпко // Тепломассообмен ММФ-2000: тр. 4-го Минского Междунар. форума, Минск, 22-26 мая 2000 г. - Минск, 2000. - Т.11. - С. 125-129.

45. Kuleshov, O.Yu. Combined zone-elements method for solving complex heat transfer problems in highly irregular calculation areas/ O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin // 14,h International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2000, Czech Republic, Praha, 2731 August 2000. - Praha, 2000. - P.44.

46. Кулешов, О.Ю. Двухфазная математическая модель теплопереноса в трубчатом реакторе каталитической конверсии углеводородов / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепло-и массообмен в химической технологии: материалы Всерос. науч. конф., Казань, 19-20 декабря 2000 г. - Казань, 2000. - С.124-125.

47. Кулешов, О.Ю. К расчету теплоотдачи излучающего газового потока / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепло- и массообмен в химической технологии: материалы Всерос. науч. конф., Казань, 19-20 декабря 2000 г. - Казань, 2000. - С. 126-127.

48. Кулешов, О.Ю. Методы расчета сопряженного теплообмена в высокотемпературных трубчатых реакторах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепло- и массообмен в химической технологии: материалы Всерос. науч. конф., Казань, 19-20 декабря 2000 г. - Казань, 2000.-С. 128-129.

49. Кулешов, О.Ю. Оптимальное управление теплообменом в печах с дифференцированным подводом теплоты / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: материалы 2-й Всерос. науч.-техн. конф. -Череповец: ЧГУ, 2001. - С. 33-35.

50. Кулешов, О.Ю. Повышение эффективности факельного сжигания углеводородных топлив в печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Энергосбережение в теплоэнергетических системах: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Вологда, 24-26 апреля 2001 г. -Вологда, 2001. - С.21-24.

51. Кулешов, О.Ю. Рациональное энергоиспользование в технологических печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Энергосбережение в теплоэнергетических системах: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Вологда, 24-26 апреля 2001 г. - Вологда, 2001. -С.156-158.

52. Кулешов, О.Ю. Разработка метода контроля температуры экранной поверхности нагрева в трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин //Теплофизические измерения в начале XXI века: материалы 4-й Междунар. теплофиз. школы, Тамбов, 24-28 сентября 2001 г. Ч. 1,-Тамбов, 2001.-С. 58-59.

53. Кулешов, О.Ю. Математическое обеспечение САПР технологических печей / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Теплофизические измерения в начале XXI века: материа-

лы 4-й Междунар. теплофиз. школы, Тамбов, 24-28 сентября 2001 г. Ч. 2. - Тамбов, 2001. -С. 135.

54. Кулешов, О.Ю. Разработка численного метода расчета тешюМассопереноса в хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Пищевые продукты XXI века: сб. докл. Юбилейной Междунар. науч.-практ. конф. - М.: МГУГТП, 2001. - Т. 2 - С.61.

55. Кулешов, О.Ю. Математический аппарат анализа режимных характеристик технологических печёй / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: материалы. Междунар. науч.-техн. конф., Вологда, 29-31 октября 2001 г.-Вологда, 2001.-С. 27-28.

56. Кулешов, О.Ю. Математическая модель и методика расчета локального теплообмена в экранированных топках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин, Ю.Я. Печенегов // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: материалы 3-й Междунар. науч,-техн. конф., Вологда, 20-23 мая 2002 г. - Вологда: ВГТУ, 2002. - С.27-30.

57. Кулешов, О.Ю. Разработка зонального метода расчета характеристик тепломассообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Современные научные и информационные технологии: Матер, науч.-метод, конф., поев. 25-летию мех.-маш. ф-та ТИ СГТУ, г. Энгельс, 21 октября 2003. - Саратов, 2003. - С. 33-36.

58. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование сложного и сопряженного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Материалы науч.-техн. конф., поев. 50-летию ЭТИ СГТУ, г. Энгельс, 20-21 ноября 2006 г. - Саратов: СГТУ, 2006. - С. 85-87.

59. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование сложного и сопряженного теплообмена в технологических камерах промышленных хлебопекарных печей / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин; Энг. технол. ин-т. Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 2007. - 17 с.: ил. -Библиогр.: 11 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 03.04.07, № 366-В2007.

60. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование сложного и сопряженного теплообмена в трубчатых печах газовой и нефтехимической промышленности / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин; Энг. технол. ин-т Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 2007. - 17 с.: ил. -Библиогр.: 18 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 03.04.07, № 367-В2007.

61. Кулешов, О.Ю. К расчету локальных характеристик радиационного и сложного теплообмена в рамках зонального метода / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством: материалы Шестой Междунар. теплофизической школы, г. Тамбов, 1-6 октября 2007 г. Ч. 1. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2007. - С. 133-134.

62. Кулешов, О.Ю. Двухфазная математическая модель тепло-и влагопереноса в выпекаемом тестовом изделии / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин //Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством. Часть 1: материалы Шестой Международной теплофизической школы, г. Тамбов, 1-6 октября 2007 г. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2007. - С. 135-137.

63. Кулешов, О.Ю. Разработка метода численного расчета локальных характеристик сложного теплообмена в трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21: сб. трудов XXI Междунар. науч. конф..- Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. - Т. 5. - С. 96-98.

64. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование открытого факельного сжигания сбросных газов нефтегазовой промышленности / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21: сб. тр. XXI Междунар. науч. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. - Т. 5. -С. 185-187.

65. Кулешов, О.Ю. Математическая модель процесса выпечки хлеба в промышленных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-21: сб. тр. XXI Междунар. науч. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. -Т. 5.-С. 192-195.

66. Кулешов, О.Ю. Математические модели и методы расчета сопряженного теплообмена в промышленных огнетехнических установках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Синтез инноваций: направления и перспективы: материалы науч.-практ. конф. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - С. 52-53.

67. Кулешов, О.Ю. Совершенствование тепловых р^ж^об* п;2мИ@ннб< 2^ей на базе высокоэффективной зональной методики расчета сложного теплообмена / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Проблемы энерго- и ресурсосбережения: сб. науч. тр. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 197-205.

68. Кулешов О.Ю. Повышение вычислительной эффективности зонального метода расчета сложного теплообмена на основе методики коррекции базовых оптико-геометрических характеристик излучения / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Труды пятой Российской национальной конференции по теплообмену. — М.: Изд. дом МЭИ, 2010. -Т. 6. - С. 227-230.

69. Кулешов, О.Ю. Коррекционный зональный метод расчета радиационного и сложного теплообмена в энергетических установках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепломассообмен ММФ-ХГУ: тр. 14-го Минского Междунар. форума. - Минск, 2012. - Т.2. - С. 40-44.

70. Кулешов, О.Ю. Математическая модель и методика численного расчета сопряженного теплообмена в трубчатых печах-реакторах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-25: сб. тр. XXV Междунар. науч. конф., Волгоград, 2012 г. - Волгоград: ВГТУ, 2012; Харьков: «ХПИ», 2012. - Т. 2. - С. 68-71.

2012340363

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 2,0 Бесплатно

Подписано в печать 04.09.12

Бум. офсет. Усл. печ. л. 2,0

Тираж 100 экз. Заказ 145

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Тел.: 24-95-70; 99-87-39, e-mail: ¡zdat@sstu.ru

2012340363

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ.

1.1. Методы расчета и моделирования сложного теплообмена в печах и топках.

1.1.1. Интегральные методы.

1.1.2. Дифференциальные методы.

1.1.3. Зональные методы.

1.2. Модели оптико-радиационных свойств продуктов сгорания.

1.3. Методы расчета факелов и факельных систем.

1.3.1. Методы расчета факельного горения газообразного топлива.

1.3.2. Методы расчета радиационных свойств светящихся факелов.

1.3.3. Методы расчета радиационной теплоотдачи факела.

1.4. Способы интенсификации теплообмена в печах и технологические требования к подводу тепла.

1.5. Выводы по главе.

2. РАЗРАБОТКА ЗОНАЛЬНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СЛОЖНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ.

2.1. Формулировка задачи.

2.2. Математическая модель сложного теплообмена в промышленных печах.

2.3. Выводы главе.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМНОГО РАДИАЦИОННОГО ОБМЕНА В РЕАЛЬНЫХ ТОПОЧНЫХ КАМЕРАХ.

3.1. Формулировка задачи.

3.2. Разработка модели и метода расчета оптико-геометрических характеристик излучения в сложных многозонных системах.

3.2.1. Геометрические и оптические особенности модели расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения.

3.2.2. Разработка метода численного расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения.

3.2.3. Метод расчета разрешающих обобщенных угловых коэффициентов.

3.3. Метод коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов при изменении оптических свойств среды.

3.4. Разработка модели корректного учета оптико-радиационных свойств продуктов сгорания в зональных расчетах лучистого теплообмена.

3.6. Выводы по главе.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ЛОКАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОЖНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ПЕЧАХ И ЭКРАНИРОВАННЫХ ТОПКАХ.

4.1. Формулировка задачи.

4.2. Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в многозонных излучающе-поглощающих системах.

4.2.1. Основные расчетные выражения.

4.2.2. Вывод соотношений взаимности для обобщенных угловых коэффициентов.

4.2.3. Модификация метода Монте-Карло для расчета местных обобщенных угловых коэффициентов.

4.3. Методика и алгоритм расчета локальных удельных тепловых потоков по периметру труб в экранированных топках.

4.4. Выводы главе.

5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБЧАТЫХ ПЕЧАХ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ, НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

5.1. Формулировка задачи.

5.2. Разработка математической модели и методики расчета сопряженного теплообмена в радиантных камерах трубчатых печей.

5.2.1. Граничные условия сопряжения на поверхности экранных труб.

5.2.2. Математическая модель внутренних физико-химических процессов в реакционных трубах.

5.2.3. Реализация метода решения задачи.

5.3. Численное исследование теплообмена в радиантных камерах промышленных трубчатых печей.

5.3.1. Исследование сопряженного теплообмена в трубчатой печи пиролиза бензина типа SRT-II.

5.3.2 Исследование теплообмена в трубчатых печах при различных схемах отопления на примере печи ЗР-2.

5.3.3 Исследование сопряженного теплообмена в трубчатой печи ППР-600 каталитической паровой конверсии природного газа.

5.3.4. Исследование внешнего теплообмена в трубчатой печи ББгазовой промышленности.168 ч

5.2.5. Исследование внешнего теплообмена в трубчатой печи ЦД-4 нефтеперерабатывающей промышленности.

5.3. Выводы по главе.

6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В КОНВЕЙЕРНЫХ ПЕЧАХ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

6.1. Формулировка задачи.

6.2. Разработка математической модели и метода расчета сопряженного теплообмена в технологической камере печей.

6.2.1. Математическая модель сопряженного теплообмена.

6.2.2. Реализация метода решения задачи.

6.3. Численное исследование и параметрический анализ теплообмена в технологических камерах хлебопекарных печей.

6.3.1. Исследование сопряженного теплообмена в хлебопекарной печи с канальным обогревом.

6.3.2. Исследование влияния относительной высоты технологической камеры на характеристики теплообмена.

6.3. Выводы по главе.

7. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ОТКРЫТЫХ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ

ДЛЯ СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ ГАЗОВ.

7.1. Формулировка задачи.

7.2. Разработка математической модели и методов расчета процессов горения и теплообмена в открытых факельных установках.

7.2.1. Метод расчета характеристик факела.

7.2.2. Метод расчета тепловых нагрузок на грунт в зоне действия вертикальной факельной установки.

7.2.3. Метод расчета тепловых нагрузок на грунт в зоне действия горизонтальной факельной установки.

7.2.4. Методика расчета температуры поверхности грунта.

7.2.5. Реализация методов расчета.

7.3. Математическое моделирование и исследование теплообмена в открытых факельных системах.

7.3.1. Выбор объектов исследования.

7.3.2. Исследование теплообмена в зоне действия вертикального факела.

7.2.3. Исследование теплообмена в зоне действия горизонтального факела.

7.4. Выводы по главе.

8. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ И КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ.

8.1. Формулировка задачи.

8.2. Методика оценки экономической эффективности.

8.3. Обоснование и анализ проекта модернизации трубчатой печи пиролиза бензина типа БЮТ-П установки производства этилена.

8.3. Обоснование и анализ проекта модернизации трубчатой печи каталитической конверсии природного газа ППР-600 установки производства аммиака.

8.5. Обоснование и анализ проекта модернизации нагревательной трубчатой печи ЦД-4 установки первичной перегонки нефти.

8.5. Обоснование и анализ проекта реконструкции отделения нагревательных трубчатых печей ББ-1 Норильской ГРС.

8.6. Выводы по главе.

Актуальность темы. Основной тенденцией развития современных тепло-технологий является снижение их материало- и энергоемкости, удельных затрат на производство продукции за счет повышения эффективности работы технологических установок. Промышленные печи входят в состав многих технологических установок и в значительной степени влияют на их технико-экономические показатели [1,2].

Наиболее перспективным способом повышения эффективности и улучшения технико-экономических показателей как новых, так и реконструируемых печей является интенсификация процессов сложного теплообмена, увеличение плотности тепловых потоков к тепловоспринимающей поверхности [3,4]. Однако для реализации этого способа, без снижения надежности работы и качества получаемого продукта, необходимо знать характер распределения по поверхности нагрева фактических результирующих зональных и локальных тепловых потоков (теплонапряжений) и степень их соответствия технологически допускаемых теплонапряжениям. Неудовлетворительное соответствие фактических и допускаемых теплонапряжений может вызвать локальные перегревы отдельных участков тепловоспринимающей поверхности, что приводит к аварийным остановкам и ремонтным простоям технологических установок, снижению их надежности и значительному экономическому ущербу.

Вышеизложенное свидетельствует о том, что совершенствование тепловых режимов и конструкций промышленных печей неразрывно связано с разработкой методов расчета детальных характеристик сложного теплообмена в рабочих камерах.

Анализ современного состояния научной проблемы показал, что для исследования и расчета сложного теплообмена в промышленных печах наиболее перспективным является зональный метод. Однако разработанные к настоящему времени варианты зонального метода не удовлетворяют возросшие требования к точности и детальности расчета тепловых характеристик.

Поэтому развитие и совершенствование зонального метода в направлении создания математических моделей, методов и алгоритмов расчета сопряженного теплообмена в технологических печах различных производств, локальных тепловых характеристик в объеме и на поверхностях нагрева, корректного учета оптических свойств факелов и продуктов сгорания, эффективного определения зональных оптико-геометрических характеристик излучения, в том числе при изменении оптических свойств рабочего пространства печей на переменных режимах их работы, с формированием нового методологического подхода к математическому моделированию и исследованию тепловой работы промышленных печей является актуальной научной проблемой, требующей решения.

Объектами исследования являются промышленные печи радиацион-но-конвективного типа с выраженным зонным подводом теплоты, такие как трубчатые печи нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой отраслей промышленности, конвейерные печи хлебопекарной промышленности, а также открытые факельные установки для сжигания сбросных газов.

Предметом исследований является сложный, сопряженный теплообмен в промышленных печах.

Цель работы: Повышение энергоэффективности теплотехнологий за счет совершенствования методов расчета, режимов работы и конструкций промышленных печей на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена.

Задачи исследования:

1. Разработка зональной математической модели сложного теплообмена с учетом всех видов переноса, источников и стоков теплоты.

2. Разработка универсального метода имитационного вероятностно-статистического моделирования взаимного радиационного теплообмена в многозонных системах с учетом сложной геометрии объемных и поверхностных зон, в том числе тепловоспринимающих поверхностей в виде трубных экранов.

3. Развитие зонального подхода к расчету радиационной составляющей теплообмена в печах на основе коррекции зональных оптико-геометрических характеристик при изменении оптических свойств геометрических моделей печей на переменных режимах их работы.

4. Разработка методического подхода к корректному учету оптико-радиационных свойств продуктов сгорания и других сред в рамках зонального метода.

5. Разработка метода расчета локальных характеристик сложного теплообмена в печах в рамках зонального подхода. Разработка методики и алгоритма расчета локальных удельных тепловых потоков по периметру труб в экранированных топках.

6. Разработка математических моделей и методов решения сопряженных задач сложного теплообмена в технологических трубчатых и хлебопекарных печах в рамках коррекционного зонального метода.

7. Создание зональных геометрических моделей топок трубчатых печей нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой промышленности, а также хлебопекарных печей. Проведение математического моделирования зонального и локального теплообмена в выбранных типах печей. Сравнение результатов расчетов с опытными данными.

8. Использование результатов моделирования теплообмена для разработки рекомендаций по совершенствованию тепловых режимов и конструкций технологических печей, повышению их эффективности.

9. Разработка математической модели, методики и алгоритма расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для утилизации сбросных газов.

10. Технико-экономический анализ эффективности предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей.

Научная новизна:

1. Предложена зональная математическая модель сложного внешнего теплообмена в камерных печах, учитывающая в явном виде все виды переноса тепла, его источники и стоки для различных видов зон, приведенная к каноническому виду системы нелинейных алгебраических уравнений, удобному для численного решения, а также методология деления рабочего пространства печей на расчетные зоны.

2. Разработан универсальный метод имитационного вероятностно-статистического моделирования взаимного радиационного обмена между зонами с целью вычисления обобщенных угловых коэффициентов в многозонных системах, позволяющий учитывать сложную геометрию факела, стен печи, тепловоспринимающей поверхности (в том числе трубного экрана), селективность излучательных свойств продуктов сгорания и несерость радиационных свойств футеровки и поверхностей теплообмена, переменность вдоль теплового луча коэффициентов поглощения топочной среды.

3. Предложен метод коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов излучения, который позволяет вычислять их однократно для определенных зональной геометрической модели печи и режима ее работы, а затем корректировать при изменении оптических свойств зон с использованием фундаментальных соотношений между оптико-геометрическими характеристиками лучистого переноса в зональных системах. Коррекционный зональный метод позволяет разделить задачу вероятностно-статистического расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения и собственно тепловую задачу расчета температур и тепловых потоков, при этом существенно упростив инженерное применение и повысив вычислительную эффективность зонального метода для исследования переменных тепловых режимов и решения сопряженных задач теплообмена в промышленных печах.

4. В рамках предложенного коррекционного зонального метода разработан подход к учету реальных оптико-радиационных свойств продуктов сгорания, позволяющий коррелировать их спектральные оптические параметры с более надежными данными по интегральной степени черноты, а также учесть излу-чательную способность объемных зон в соответствии с законом Бугера с сохранением традиционной формы записи выражений зонального метода, считающего объемные зоны оптически-тонкими.

5. Разработан метод определения локальных оптико-геометрических характеристик в многозонных моделях рабочих камер промышленных печей, основанный на имитационном моделировании излучения с элементарной площадки на все зоны и переходе от рассчитанных таким способом местных обобщенных угловых коэффициентов к локальным на основании соотношений взаимности. На базе разработанного общего метода предложена методика расчета распределения тепловых потоков по периметру экранных труб.

6. Предложены многозонные геометрические модели промышленных нагревательных трубчатых печей коробчатого и цилиндрического типов. В рамках зонального подхода на основе предложенных математических моделей и численных методов с использованием разработанного пакета прикладных программ проведено математическое моделирование и параметрическое исследование детальных характеристик внешнего теплообмена в печах выбранного типа. Получены новые данные о влиянии вида сжигаемого топлива, длины и светимости факела, схемы отопления, конструктивных особенностей печей на поля температур и результирующих зональных и локальных тепловых потоков. Путем сравнения расчетных и опытных данных подтверждена адекватность предложенных математических моделей.

7. Разработаны зональные математические модели сопряженного теплообмена в реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов. Зональное описание внешнего теплообмена включает формулировку граничных условий сопряжения на поверхности реакционных труб. Предложены модели внутреннего тепломассообмена, позволяющие учитывать сложные физико-химические процессы в продуктовых трубах-реакторах. Для процесса пиролиза разработана двухзонная модель трубчатого реактора, которая по сравнению с моделью реактора идеального вытеснения более корректно учитывает процессы, происходящие в ядре и в пристенном пограничном слое сырьевого потока. Разработаны многозонные геометрические модели реакционных печей, учитывающие позонный подвод тепла к трубной поверхности нагрева за счет изменения длины и выгорания настильных диффузионных факелов или изменения распределения топлива по рядам беспламенных излучающих горелок. Проведено математическое моделирование сопряженного теплообмена, отражающее конструктивные и режимные особенности печей. Получены новые данные по распределению температур факела и продуктов сгорания, тепловых потоков, падающих на отдельные участки поверхности нагрева, температур стенки реакционных труб, а также параметров внутреннего реагирующего потока. Сравнение результатов моделирования и экспериментальных данных показало их хорошее согласование.

8. Впервые разработана зональная математическая модель сопряженного теплообмена в энерготехнологической пекарной камере конвейерных хлебопекарных печей, включающая зональное описание внешнего сложного теплообмена в излучающе-поглощающей парогазовой среде, дифференциальное описание внутреннего тепломассообмена в выпекаемом изделии и граничные условия сопряжения на поверхности загруженного печного конвейера. Для внутренней задачи предложено дифференциальное описание двухфазного переноса тепла и влаги в скелете и порах хлеба, что более адекватно учитывает особенности процессов выпечки. С использованием математической модели сопряженного теплообмена в хлебопекарных печах получены данные об изменении температур греющих каналов, газовой среды пекарной камеры, верхней поверхности выпекаемых изделий, а также плотности теплового потока и его составляющих по длине печного конвейера.

9. Впервые предложены математическая модель, метод и алгоритм расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для сжигания сбросных газов. Модель учитывает процессы формирования газовых факелов и выгорание топлива по их длине. Метод расчета позволяет определять степень черноты и температуру факельных зон, а также распределение локальной плотности лучистых тепловых потоков на поверхности грунта в зоне действия факела.

Практическая значимость и реализация работы:

1. Разработанные математические модели, методы, алгоритмы и пакеты прикладных программ переданы для внедрения и используются при проектировании и изготовлении технологических и факельных установок нефтехимической, нефтеперерабатывающей и нефтегазовой промышленности в организациях: ОАО «ВНИПИГаздобыча» (г. Саратов), ОАО «ВНИИНефтемаш» (г. Москва), ОАО «ГИПРОНИИГаз» (г. Саратов), ОАО «ГИПРОВостокнефть» (г. Самара), ООО «Промышленная группа «Генерация» (г. Екатеринбург), ООО «Алитер-Акси» (г. Санкт-Петербург), ООО «Научно-производственная компания «Кедр-89» (г. Москва) и др.

2. Результаты математического моделирования и экспериментальных исследований зонального и локального теплообмена в нагревательных и реакционных трубчатых печах, а также разработанные на их основе рекомендации использованы при наладке и оптимизации режимов работы печи пиролиза бензина типа ЗЯТ-П этиленовой установки ЭП-450 ОАО «Нижнекамскнефтехим», при реконструкции печей типа ББ-1 Норильского ГРС с целью увеличения их тепловой мощности, при совершенствовании режимов работы трубчатой печи каталитической паровой конверсии метана ППР-600 установки производства аммиака ОАО «Воскресенские минеральные удобрения», при анализе схем отопления и режимов эксплуатации печи ЦД-4 установки первичной перегонки нефти АВТ-6 Новополоцкого НПЗ.

3. Полученные результаты используются в учебном процессе кафедр СГТУ имени Гагарина Ю.А. при подготовке инженеров по специальностям «Энергетика теплотехнологий», «Промышленная теплоэнергетика», «Машины и аппараты химических производств», «Машины и аппараты пищевых производств», а также при обучении бакалавров и магистров по направлениям «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Технологические машины и оборудование».

4. Предложенные методики расчета среднезональных и локальных характеристик теплообмена могут послужить базой для разработки ведомственных руководящих технических документов (ВРТО) и стандартов организаций (СТО) по проектированию трубчатых печей, подогревателей газа и нефти, хлебопекарных печей, факельных установок для сжигания сбросных газов.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечивается системным использованием фундаментальных положений математики, теплофизики, теоретических основ теплотехники, термодинамики. Разработанные математические модели и методы расчета прошли проверку на адекватность путем сравнения результатов моделирования с опытными данными, полученными путем прямых измерений на промышленных печных агрегатах. Различие между расчетными и экспериментальными результатами не превышает 14 % для локальных и 17 % для зональных тепловых потоков. Полученные результаты сопоставлялись также с данными других исследователей.

Положения, выносимые на защиту:

1. Зональная математическая модель сложного теплообмена в камерных печах, а также методология деления рабочего пространства на расчетные зоны.

2. Метод имитационного моделирования взаимного радиационного обмена между зонами геометрических моделей печей и топочных камер (в том числе экранированных) сложной геометрии и усовершенствованный зональный подход к расчету радиационной составляющей теплообмена на основе коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов излучения при изменении оптических свойств зональной системы.

3. Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в печах и факельных установках, а также методика расчета локальной теплонапряженно-сти по периметру труб в экранированных топках.

4. Математические модели и методы расчета сопряженного теплообмена в технологических печах различных производств: реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов; конвейерных хлебопекарных печах.

5. Математическая модель и метод расчета зонального и локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для утилизации сбросных газов.

6. Результаты численных исследований теплообмена в печах и факельных установках в зависимости от конструктивных и режимных параметров.

7. Результаты сравнительного анализа тепловых режимов технологических печей и рекомендации по совершенствованию их конструкций.

8. Результаты технико-экономического обоснования эффективности предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей.

Апробация работы. Основные научные и прикладные результаты диссертационной работы докладывались на: Седьмой Всесоюзной конференции по радиационному теплообмену (Ташкент, 1991); Международном совещании-семинаре «Теплофизические проблемы промышленного производства» (Тамбов, 1992); Минском международном форуме по тепломассообмену -ММФ-92 (Минск, 1992); 1-ой Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1994); 12-th Intern. Cong, of Chem. and Process Eng. CHIS A'96 (Praha, 1996); The First European Congress on Chemical Engineering- ECCE-1 (Milano, 1997); Международной конференции «Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных топлив в промышленности»

Саратов, 1998); 2-ой Российской национальной конференции по теплообмену

Москва, 1998); 13-th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98 (Praha, 1998); 2-ой Международной научной конференции «Повышение эффективности тепломассообменных процессов и систем» (Вологда, 2000); 4-ом Минском Международном форуме по тепломассообмену ММФ-2000 (Минск, 2000); 14-th International Congress of Cemical and Process Engineering CHISA'2000 (Praha, 2000); Всероссийской научной конференции «Тепло- и массообмен в химической технологии» (Казань, 2000); 2-ой Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2001); Международной научно-технической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетических системах» (Вологда, 2001); 4-ой Международной Теплофизической школе «Теплофизические измерения в начале XXI века» (Тамбов, 2001); Юбилейной Международной научно-практической конференции «Пищевые продукты XXI века» (Москва, 2001); Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем» (Вологда, 2001); 3-ей Международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2002); Научно-методической конференции «Современные научные и информационные технологии» (Энгельс, 2003); Научно-технической конференции, посвященной 50-летию ЭТИ СГТУ (Энгельс, 2006); Шестой Международной теплофизической школе «Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством» (Тамбов, 2007); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-21» (Саратов, 2008); Научно-практической конференции «Синтез инноваций: направления и перспективы» (Саратов, 2009); Пятой Российской национальной конференции по теплообмену (Москва,2010); XXV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-25» (Волгоград, 2012); XIV Минском международном форуме по тепломассообмену - ММФ- XIV (Минск, 2012).

Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 70 печатных работах, в том числе в 17 изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов по работе, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации - 370 страниц, включая 70 рисунков, 20 таблиц, 327 литературных источников и 4 приложения.

8.7. Выводы по главе

1. Проведен технико-экономический анализ разработанных рекомендаций и предложенных технических решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных трубчатых печей.

2. Анализ проводился для условий конкретных производств, в которых модернизуемые печи используются, в соответствии с действующими методическими рекомендациями по оценке эффективности инвестиционных проектов.

3. Все рассмотренные проекты являются инновационными и характеризуются относительно небольшими дополнительными капитальными вложениями при значительном росте чистого дохода. Полученные экономические показатели предложенных проектов модернизации печей свидетельствуют о безусловной эффективности их реализации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулированы основные выводы по работе:

1. Наиболее перспективным способом повышения эффективности и надежности, снижения материало- и энергоемкости, улучшения технико-экономических показателей промышленных печей является интенсификация теплообмена с повышением плотности результирующих тепловых потоков, проводимая на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена.

2. Предложена зональная математическая модель сложного внешнего теплообмена в камерных печах, а также методология деления печей на расчетные зоны.

3. Разработан универсальный метод расчета взаимного радиационного обмена в топочных камерах (в том числе экранированных), позволяющий учитывать сложную геометрию объемных и поверхностных зон для печей коробчатого и цилиндрического типов.

4. Предложен усовершенствованный зональный подход к расчету радиационной составляющей теплообмена в печах, основанный на методе коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов, который позволяет разделить оптико-геометрическую и тепловую задачи и, тем самым, упростить инженерное применение и повысить вычислительную эффективность зонального метода для исследования переменных тепловых режимов и решения сопряженных задач теплообмена в промышленных печах.

5. Предложен метод определения локальных оптико-геометрических характеристик в многозонных моделях экранированных камер, а также методика расчета распределения тепловых потоков по периметру экранных труб.

6. Для нагревательных трубчатых печей коробчатого и цилиндрического типов предложены многозонные геометрические модели и проведено математическое моделирование с определением детальных характеристик внешнего теплообмена. Подтверждена адекватность использованных математических моделей. Установлено, что поля температур газов и излучающих стен топки, а также результирующих зональных и локальных тепловых потоков зависят, в основном, от конструктивных особенностей и схем отопления печей, вида сжигаемого топлива, длины и светимости факела. С использованием результатов моделирования разработаны рекомендации по совершенствованию режимов работы, схем отопления и повышению мощности ряда технологических печей нефтеперерабатывающей и газовой промышленности.

7. Разработана зональная математическая модель сопряженного теплообмена в реакционных трубчатых печах пиролиза и каталитической паровой конверсии углеводородов. Для процесса пиролиза предложена двухзонная модель трубчатого реактора. Созданы многозонные геометрические модели реакционных печей с различными системами отопления. Проведенное математическое моделирование и сравнение его результатов с опытными данными показало их хорошее согласование. Полученные результаты позволили провести анализ влияния основных изменяемых параметров реакционных печей на выход целевых продуктов, жесткость термических условий работу труб змеевика, а также разработать рекомендации по оптимизации и повышению надежности работы энерготехнологических установок.

8. Предложена зональная математическая модель сопряженного теплообмена в пекарной камере конвейерных хлебопекарных печей, включающая в виде внутренней задачи дифференциальное описание двухфазного переноса тепла и влаги в скелете и порах хлебного изделия. С использованием математического моделирования получены новые данные об изменение температур греющих каналов, газовой среды пекарной камеры, поверхности выпекаемых изделий, а также плотности теплового потока и его составляющих по длине печного конвейера. Проведен анализ влияния высоты пекарной камеры на составляющие зональных результирующих тепловых потоков и даны рекомендации по оптимизации конструкций печей.

9. Разработаны математическая модель, методика и алгоритм расчета зонально-локального теплообмена в рабочей зоне вертикальных и горизонтальных открытых факельных установок для сжигания сбросных газов. Модель протестирована применительно к сжиганию продувочного природного газа на газовом промысле в условиях Крайнего Севера. Результаты математического моделирования показывают, что предложенная модель достаточно корректно учитывает основные процессы, происходящие при формировании, выгорании и теплообмене свободных газовых факелов, и может быть рекомендована для расчета распределения локальных лучистых потоков на поверхности грунта в зоне действия таких факелов.

10. Технико-экономический анализ разработанных рекомендаций и предложенных решений по совершенствованию тепловых режимов и конструкций промышленных печей подтвердил их реализуемость и значительную эффективность.

1. Ключников, А.Д. Энергетика теплотехнологии и вопросы энергосбережения / А.Д Ключников. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 128 с.

2. Ключников, А.Д. Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах / А.Д. Ключников, В.Н. Кузьмин, С.К. Попов. М.: Энергоиздат, 1990. - 176 с.

3. Сорока, Б.С. Интенсификация тепловых процессов в топливных печах / Б.С. Сорока. Киев: Наукова думка, 1993. - 413 с.

4. Лисиенко, В.Г. Улучшение топливоиспользования и управление теплообменом в металлургических печах / В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, Ю.К. Маликов. М.: Металлургия, 1988. - 231 с.

5. Адрианов, В.Н. Основы радиационного и сложного теплообмена / В.Н. Адрианов. М.: Энергия, 1972. - 464 с.

6. Оцисик, М.Н. Сложный теплообмен / М.Н. Оцисик. М.: Мир, 1976. -616 с.

7. Рубцов, H.A. Теплообмен излучением в сплошных средах / H.A. Рубцов. -Новосибирск: Наука, 1984. 278 с.

8. Гурвич, A.M. Теплообмен в топках паровых котлов / A.M. Гурвич. М.: Госэнергоиздат, 1950. - 176 с.

9. Шорин, С.Н. Теплопередача / С.Н. Шорин. М.: Госстройиздат, 1952. -339 с.

10. Коновалова, Н.М. К расчету теплопередачи в камерах сгорания трубчатых печей / Н.М. Коновалова, С.Н. Шорин // Материалы III Всесоюз. совещания по лучистому теплообмену. Краснодар, 1975. - С. 199-209.

11. Рамзин, Л.К. Лучеиспускание в котельных установках / Л.К. Рамзин // Известия ВТИ. 1930. - Вып. 4., №57. - С. 3-12.

12. Hörtel, Н.С. Radiative transfer / Н.С. Hottel, A.F. Sarofim. N.Y.: McGraw-Hill Publising Company, 1967. - 519 p.

13. Поляк, Г.Л. Лучистый теплообмен тел с произвольными индикаторами отражения поверхностей / Г.Л. Поляк // Конвективный и лучистый теплообмен. -М.: Изд. ЭНИН АН СССР, 1960. 123 с.

14. Филимонов, С.С. Расчет теплообмена в топочных устройствах / С.С. Филимонов, В.Н. Адрианов, Б.А. Хрусталев // Теплообмен 1974. Советские исследования. М.: Наука, 1975. - С. 5-11.

15. Белоконь, Н.И. Аналитические основы теплового расчета трубчатых печей / Н.И. Белоконь // Нефт. пром. СССР. 1941.- № 2, 3. - С. 92-99, 104-112.

16. Бахшиян, Ц.А. Трубчатые печи с излучающими стенами топки / Ц.А. Бахшиян . М.: ГОСИНТИ, 1960. - 140 с.

17. Трубчатые печи // Сб. трудов под ред. Ц.А. Бахшияна. М.: Химия, 1969. -312 с.

18. Бахшиян, Ц.А. Тепловой расчет топок трубчатых печей / Ц.А. Бахшиян, С.Н. Кугелева, Б.В. Ягнетинский // Хим. и нефт. машиностроение. 1975. - №10. -С. 21-23.

19. Долотовский, В.В. Совершенствование методов расчета в трубчатых печах /В.В. Долотовский, Ю.К. Молоканов, В.М. Седелкин // Газовая промышленность. 1984. - №11. - С. 39-40.

20. Волков, Н.Ф. Расчет суммарной теплопередачи в топочной камере трубчатой печи / Н.Ф. Волков, P.A. Хаматвалеев // Химия и технол. топлив и масел. -1985.-№ 12.-С. 9-10.

21. Бахшиян, Ц.А. О расчете теплообмена в радиантных камерах трубчатых печей / Ц.А. Бахшиян, Н.Ф. Волков, Л.Г. Шахова // Химия и технол. топлив и масел. 1977. - №6. - С. 26-29.

22. РТМ 26-02-40-77. Нормативная методика теплового расчета трубчатых печей / Введ. 01.01.78. М.: ВНИИНЕФТЕМАШ, 1978. - 360 с.

23. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. М.: Энергия, 1973.-295 с.

24. Парамонов, A.M. Повышение эффективности сжигания топлива в печных агрегатах с радиационными трубами / A.M. Парамонов, Е.М. Резанов // Матер, междунар. науч.-практ. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2010 - С. 139-142.

25. К вопросу повышения эффективности работы печных агрегатов с радиационными трубами / Е.М. Резанов, A.M. Парамонов и др. // Матер. Всерос.науч.-техн. конф. / Южно-Уральский гос. ун-т. Челябинск, 2010. С. 62-65.

26. Маклюков, И.И. Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства / И.И. Маклюков, В.И. Маклюков. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 272 с.

27. Jeans, J.H. The equations of radiative transfer of energy / J.H. Jeans // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 1917, Vol.78. - P. 28-36.

28. Kourqanoff, V. Basic methods in transfer problems / V. Kourqanoff. New York: Dower Publications, 1963. - 282 p.

29. Чандрасекар, С. Перенос лучистой энергии / С. Чандрасекар. М.: ИЛ, 1953.-431 с.

30. Krook, М. On the solution of equation of transfer / M. Krook // Astrophys. J. -1955.,Vol. 122.-P. 488-497.

31. Ши, Д. Численные методы в задачах теплообмена / Д. Ши. М.: Мир. -1988.-544 с.

32. Рубцов, Н.А. Некоторые вопросы комбинированного теплообмена // Н.А. Рубцов // Теплообмен излучением. Новосибирск: Наука, 1977. - С. 8-23.

33. Четверушкин, Б.Н. Математическое моделирование задач динамики излучающего газа / Б.Н. Четверушкин. М.: Наука, 1985. - 304 с.

34. Домбровский, Л.А. Решение двумерной задачи переноса излучения в анизотропно рассеивающей среде с помощью метода конечных элементов / Л.А. Домбровский, Л.Г. Баркова // ТВТ. 1986. - Т.24, №4. - С. 782-789.

35. Хауэлл, Дж. Метод конечных элементов для решения задачи радиационного переноса тепла в двумерной прямоугольной полости с серой средой / Дж. Хауэлл // Теплопередача. Тр. ам. об. инж.-мех. 1983. - №4. - С. 250-252.

36. Sidal, R.G. The flux method of furnace heat transfer analysis / R.G. Sidal //

37. Fourth symp. on flames and industry / Brit. Flame Res. Comm. and Inst. Fuel at Imperial College.-London, 1972.

38. Patancar, S.V. A computer model for three-dimensional flow in furnaces / S.V. Patancar, D.B. Spalding // Fourteenth Simp. (Int'l) on Comb./ The Comb. Inst. N.Y., 1972.-P. 605-614.

39. Gosman, A.D. Incorporation of a Flux Model for Radiation into a finite difference procedure for furnace calculations / A.D. Gosman, F.C. Lokwood // Fourteenth Symp. (Int'l) on Comb./ The comb. Inst. -N.Y., 1972.- P. 661-671.

40. Patankar, S.V. Simultaneous predictions of flow patterns and radiation for three-dimensional flames / S.V. Patankar, D.B. Spalding // Heat Transfer in Flames. -Washington: Hemisphere, 1974. P. 73-94.

41. Selcuk, N. Two-flux spherical harmonic modeling of two-demensional radiative transfer in furnaces /N. Selcuk, R.G. Siddall // Int.J. Heat Mass Transfer. 1976. -Vol. 19.-P. 313-321.

42. Shih, T.M. Discretized-intensity method proposed for two-dimensional systems enclosing radiative and conductive media / T.M. Shih, Y.N. Chen // Numer. Heat Transfer. 1983. - Vol.6. - P. 117-134.

43. Menguc, M.P. Radiative transfer in axisymmetric, finite cylindrical enclosures / M.P. Menguc, R. Viskanta // Fundam. Phase Chanqe, Boiling- and Condens: Winter Ann. Meet. ASME, New Orlean, 1984. New York, 1984. - P. 21-28.

44. Ratgell, A.C. Two dimensional radiation in absorbingl-emitting scattering media using Pm approximation / A.C. Ratgell, J.R. Howell // ASME Paper. - 1982. -N82-HT-19.

45. Pai, B.R. Prediction of furnace heat transfer with a three-dimensional mathematical model / B.R. Pai, S. Michelfelder, D.B. Spalding // Int. J. Heat Mass Transfer. 1978, Vol.21, N5. - P. 571- 580.

46. Khali 1, E.E. Numerical computations of heat transfer characteristics in combustion chambers and furnaces / E.E. Khali 1 // ASME Rev. 1984,Vol.1, N1. -P. 1-20.-1984.-N1495.-Р. 1-10.

47. Файленд, Д. О решениях уравнения переноса излучения в прямоугольных полостях методом дискретных ординат / Д. Файленд // Теплопередача. Тр. ам. об. инж.-мех. 1984. - N4. - С. 16-24.

48. Математическое и информационное обеспечение программного комплекса расчета переноса энергии излучения / А.Б. Шигапов, A.B. Шашкин, Д.А. Усков, Р.В. Бускин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2005. - № 1-2. - С. 81-86.

49. Шигапов, А.Б. Численный анализ решений уравнения переноса энергии излучения в дифференциально-разностном приближении / А.Б. Шигапов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2001. - № 1. - С. 51-53.

50. Шигапов, А.Б. Параметрическое исследование радиационного теплообмена в топках энергетических котлов методом характеристик / А.Б. Шигапов, A.B. Шашкин, Д.А. Усков // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2006. - № 5-6. - С. 11-19.

51. Шигапов, А.Б. Граничные условия Р5-приближения метода сферических гармоник для объемов сложной геометрии / А.Б. Шигапов, A.A. Якупов, М.В. Ширманов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. -2005.-№2.-С. 48-51.

52. Шигапов, А.Б. Диффузные граничные условия уравнения переноса энергии излучения / А.Б. Шигапов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2006. - № 2. - С. 67-69.

53. Шигапов, А.Б. Результаты вариантных расчетов теплового излучения в топочной камере энергетического котла / А.Б. Шигапов, A.B. Калимуллин, Р.Н. Шайдуллин, Р.Р. Танеев // Известия высших учебных заведений. Проблемыэнергетики. 2009. - № 7-8. - С. 3-8.

54. Шигапов, А.Б. Роль радиационного переноса в формировании температурного поля газов в топках котлов / А.Б. Шигапов, Д. А. У сков // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2010. - № 1-2. - С. 36-45.

55. Радиационный теплообмен в камере сгорания парогазовой установки (ПТУ) замкнутого цикла при использовании пылеугольного топлива / A.A. Гирфанов, Р.Н. Шайдуллин, P.P. Танеев, А.Б. Шигапов // Энергетика Татарстана. -2009.-№4.-С. 43-51.

56. Шигапов, А.Б. Радиационный перенос в топках энергетических котлов / А.Б. Шигапов, A.A. Гирфанов, A.B. Калимуллин // Тепловые процессы в технике. 2010. - № 9. - С. 406-410.

57. Кузнецов, В.А. Теплообмен излучением в теплотехнологических установках / В.А. Кузнецов. М.: Изд. МИСИ и БТИСМ, 1986. - 106 с.

58. Кузнецов, В.А. Математическое моделирование тепловой работы цементной вращающейся печи / В.А. Кузнецов. Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1994.-80 с.

59. Кузнецов, В.А. К расчету теплообмена излучением в поглощающей среде /В.А. Кузнецов//Инж.-физ. журнал. 1980.-Т.38, №1.-С. 134-139.

60. Кузнецов, В.А. Теплообмен излучением в неизотермической среде / В.А. Кузнецов // Теплоэнергетика. 1989. - №1. - С. 19-20.

61. Кузнецов, В.А. Математическое моделирование комбинированного теплообмена в технологических установках / В.А. Кузнецов, М.В. Грачев // Тепломассообмен ММФ-96. Вычислительный эксперимент в задачах тепломассообмена и теплопередачи - Т.9. - Минск, 1996.

62. Кузнецов, В.А. Математическая модель тепломассообмена в топке со-дорегенерационного котлоагрегата / В.А. Кузнецов, Е.А. Кинзерская // Региональный межвузовский семинар «Процессы теплообмена в энергомашиностроении»: Докл. Воронеж,1995. - С. 32.

63. Кузнецов, В.А. Численное моделирование горения и теплообмена в цементной вращающейся печи / В.А. Кузнецов, O.A. Рязанцев, A.B. Трулев //

64. Вестник Белгородского гос. техн. ун-та. 2011. - № 4. - С. 161-164.

65. Кузнецов, В.А. О дифференциальных методах расчета радиационного теплообмена/ В.А. Кузнецов, O.A. Рязанцев // Изв. вузов. Проблемы энергетики. -2012. -№1-2. С. 3-12.

66. Кузнецов, В.А. Уточнение дифференциальной модели теплообмена излучением в топках / В.А. Кузнецов, O.A. Рязанцев // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21: Сб. тр. XXI Междунар. науч. конф., Т.5. -Саратов: СГТУ, 2008. С. 103-105.

67. Вафин, Д.Б. Анализ эффективности работы технологических трубчатых печей при различных режимах сжигания топлива / Д.Б. Вафин, A.M. Абдулин // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2009. - №3-4. - С. 57-66.

68. Вафин, Д.Б. Тепловой расчет топок с многоярусным расположением настилающих горелок / Д.Б. Вафин // Известия вузов. Проблемы Энергетики. -2009.-№1-2.-С. 56-63.

69. Вафин, Д.Б. Численное моделирование локального теплообмена в топках трубчатых печей на основе дифференциальных приближений для лучистого переноса тепла / A.M. Абдулин, Д.Б. Вафин // ИФЖ. 1991. - Т.60., №2. - С. 291-297.

70. Вафин, Д.Б. Численное исследование влияния радиационных свойств трубного экрана и продуктов сгорания на теплообмен в топках трубчатых печей / A.M. Абдулин, Д.Б. Вафин // ИФЖ. 1993. - Т.65, №2. - С. 171-177.

71. Вафин, Д.Б. Сложный теплообмен в технологических печах нефтехимической промышленности / Д.Б. Вафин, A.M. Абдулин // Вестник Казан, технол. универс. 2009. - №1. - С. 73-81.

72. Вафин, Д.Б. Численное решение задачи сложного теплообмена и горения газообразного топлива в топках трубчатых печей / Д.Б. Вафин, A.B. Садыков, М.А. Харичко // Реакционные трубчатые печи. Исследование и конструирование. М.: Химия, 1990. - С. 37-46.

73. Вафин, Д.Б. Влияние особенностей выгорания газообразного топлива на радиационно-конвективный теплообмен в цилиндрических печах / Д.Б. Вафин, A.B. Садыков // Межвуз.сб.: Тепло- и массообмен в химической технологии. -Казань: КХТИ, 1989. С. 21-25.

74. Вафин, Д.Б. Расчет турбулентных течений с химическими реакциями в задачах сложного теплообмена/ Д.Б. Вафин, A.B. Садыков // Межвуз. сб.: Тепло-и массообмен в химической технологии. Казань: КХТИ, 1988. - С. 16-20.

75. Поляк, Г.Л. Алгебра однородных потоков / T.JI. Поляк // Изв. ЭНИН АН СССР. Л., 1935. - Т.З., Вып. 1-2. - С 53-75.

76. Поляк, Г.Л. Анализ теплообмена излучением между диффузными поверхностями методом сальдо / Г.Л. Поляк // ЖТФ. 1935. - Т.5, вып.З. - С. 436-466.

77. Поляк, Г.Л. Алгебра резольвентных потоков лучистого обмена / Г.Л. Поляк, В.Н. Адрианов // ИФЖ. 1962. - Т.5, №7. - С. 70-77.

78. Суринов, Ю.А. О методе зонального расчета лучистого теплообмена втопочной камере / Ю.А. Суринов // Изв. АН СССР, ОТН. 1953. - №7. - С. 992-1021.

79. Суринов, Ю.А. Об основных методах теории лучистого теплообмена / Ю.А. Суринов // Проблемы энергетики. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 423-469.

80. Суринов, Ю.А. Лучистый теплообмен при наличии поглощающей и рассеивающей среды / Ю.А. Суринов // Изв. АН СССР. ОТН. 1952. - №9-10. -С.1331-1352, 1455-1471.

81. Невский, А.С. Теплообмен излучением в металлургических печах и топках котлов / А.С. Невский. Свердловск: ГНТИЛ по черной и цветной метал., 1958.-368 с.

82. Невский, А.С. Применение зонального метода к расчету лучистого теплообмена в печах и топках / А.С. Невский // Тепло- и массоперенос. Минск: ИТМО АН БССР, 1966. - Т.6. - С.379-389.

83. Адрианов, В.Н. Зональные методы расчета лучистого теплообмена / В.Н. Адрианов // Теплообмен в элементах энергетических установок. М.: Наука, 1966.-С. 114-134.

84. Hottel, Н.С. Radiant heat transfer in a gas-filled enclosure: allowance for non-uniformity of gas temperature / H.C. Hottel,.E.C. Cohen // AIChE J. 1958. -Vol.4.-P. 3-14.

85. Hottel, H.C. The effect of gas flow patterns on radiative transfer in cylindrical furnaces / H.C. Hottel, A.F. Sarofim // Int. J. Heat Mass Transfer. 1965. - Vol.8. - P. 1153-1169.

86. Hottel, H.C. Fist Estimates of industrial furnace performance- the one-gas-zone model reexamined / H.C. Hottel // Heat Transfer in Flafes. Wahington: Hemisphere, 1974.-P. 5-28.

87. Bueters, K.A. Performance predictions of tangentially fired utility furnases by computer model / K.A. Bueters, J.G. Logoli, W.W. Habelt // Fifteenth Symp. (Int'l) on Comb. / Comb. Inst. -N.Y.,1974. P. 1245-1260.

88. Lowe, A. A zone heat transfer model of lage tangentially fired pulverized coal boiler / A. Lowe, T.F. Wall, J.M. Steward // Fifteenth Symp. (Int'l) on Comb. / Comb. Inst. -N.Y., 1974.-P. 1261-1270.

89. Selcuk, N. A comparison of mathematical model of radiative behavior of f lage-scale experimental furnace/N. Selcuk, R.G. Siddall, J.M. Beer// Sixteenth Symp. (Int'l) on Comb. / Comb. Inst. N.Y., 1974. - P. 53-62.

90. Steward, F.R. The calculation of radiative heat flux in a cylindrical furnace usingl the Monte Carlo method / F.R. Steward, P. Cannon // Int.J. Heat Mass Trasfer. -1981. Vol.14, N2. - P. 245-262.

91. Детков, С.П. Зональный расчет лучистого теплообмена с применением электронно-цифровых машин / С.П. Детков // ТВТ. 1964. - №1. - С. 82-89.

92. Невский, А.С. Лучистый теплообмен в печах и топках / А.С. Невский. -М.: Металлургия, 1978. 439 с.

93. Суринов, Ю.А. Применение зонального метода к расчету лучистого теплообмена в промышленных печах / Ю.А. Суринов // Изв. вузов. Черная металлургия. 1966. -№3. - С. 179-185.

94. Суринов, Ю.А. Обобщенный зональный метод исследования и расчета лучистого теплообмена в поглощающей и рассеивающей среде / Ю.А. Суринов // Известия академии наук СССР. Энергетика и транспорт. 1975. - №4. - С. 112-137.

95. Клекль, А.З. Математическая модель внешнего теплообмена в рабочем пространстве пламенной печи и некоторые ее свойства / А.З. Клекль // Тр. ВНИПИЧерметэнергоочистка. М.: Металлургия, 1968. - Вып.11-12. - С. 293-299.

96. Лисиенко, В.Г. Математическое моделирование теплообмена в печах иагрегатах / В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, А.Л. Гончаров Киев: Наук, думка, 1984. -232 с.

97. Седелкин, В.М. Исследование и разработка методов расчета теплообмена в трубчатых печах газовой и нефтехимической промышленности: Дис. . д-ра техн. наук / В.М. Седелкин. Саратов, 1982. - 577 с.

98. Журавлев, Ю.А. Радиационный теплообмен в огнетехнических установках / Ю.А. Журавлев. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та, 1983. - 256 с.

99. Бухмиров, В.В. Модификации зонального метода для решения задач радиационного теплообмена: основные положения / В.В. Бухмиров, С.А. Кру-пенников, Ю.С. Солнышкова // Вестник Ивановского гос. энерг. ун-та. 2009. -№2.-С. 61-63.

100. Крупенников, С. А. Зональный метод расчета радиационного и сложного теплообмена: основные положения и способы численной реализации / С.А. Крупенников // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. -2006.-№3.-С. 59-62.

101. Дрейзин-Дудченко, С.Д. Определение коэффициентов радиационного обмена методом статистических испытаний / С.Д. Дрейзин-Дудченко, А.Э. Клекль // Тр. ВНИПИЧерметэнергоочистка. М.: Металлургия, 1968. - Вып. 11-12.-С. 285-293.

102. Зигель, Р. Теплообмен излучением / Р. Зигель, Дж. Хауэлл.— М.: Мир, 1975.-936 с.

103. Лисиенко, В.Г. Численный метод расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения в двумерных системах / В.Г. Лисиенко, Ю.К. Маликов // ИФЖ. 1984. - №2,Т.46. - 294-298.

104. Маликов, Ю.К. Расчет угловых коэффициентов излучения методом параллельных плоскостей / Ю.К. Маликов // Теплофизика высоких температур. -1986.-№6, Т.24.-С. 1149-1155.

105. Лисиенко, В.Г. Развитие математического моделирования, показатели и методы интенсификации теплотехнических агрегатов и печей / В.Г. Лисиенко // Изв. вузов. Энергетика. 1986. - № 11. - С. 49-56.

106. Лисиенко, В.Г. Методы расчета теплообмена в металлургических печах и модели управления / В.Г. Лисиенко // Матер. Седьмой Всесоюзной конференции по радиационному теплообмену, Ташкент, 1991. Ташкент, 1991. - С. 18-19.

107. Зонально-узловой метод совместного решения уравнений гидродинамики и теплообмена излучением / Г.К. Маликов, В.Г. Лисиенко, Ю.К. Маликов, A.B. Двинятинов // Теплофизика высоких температур. 1985 - №5, Т.23. - С. 1103-1111.

108. Маликов, Г.К. Расчет теплообмена в каналах с использованием зонального метода / Г.К. Маликов, В.Г. Лисиенко, Ф.Р. Шкляр и др. // Материалы VII Всесоюзной конференции по топломассообмену, Минск, 1984. —Т.2. -Минск, 1984.-С. 105-109.

109. Маликов, Ю.К. Численный метод решения сопряженной задачи радиа-ционно-конвективного и кондуктивного теплообмена / Ю.К. Маликов, В.Г. Лисиенко, В.В. Волков. // ИФЖ. 1982. - Т.43, №3, С. 467-474.

110. Каширский, В.Г. Зональная математическая модель внешнего теплообмена в топках трубчатых печей / В.Г. Каширский, В.М. Седелкин, A.B. Паимов // Изв. вузов. Энергетика. 1977. - №4. - С. 91-96.

111. Исследование и методика расчета оптико-геометрических характеристик радиационного теплообмена в экранированных топках сложной конфигурации / В.М. Седелкин, A.B. Паимов, Е.Е. Ковалев, Ю.А. Васильев // Материалы

112. Всесоюз. конф. по радиационному теплообмену, Киев, 1978. Киев, 1978. -С. 100-101.

113. Седелкин, В.М. Исследлвание сложного теплообмена в трубчатых печах газовой промышленности с использованием зонального метода / В.М. Седелкин,

114. A.B. Паимов // Теория и практика сжигания газа. Л: Недра, 1975. - Вып. VI -С. 244-252.

115. Седелкин, В.М. Исследование сложного теплообмена в трубчатых печах с использованием зонального метода / В.М. Седелкин, A.B. Паимов // Материалы III Всесорюз совещания по лучистому теплообмену. / КПИ Краснодар, 1975.-С. 74-84.

116. Седелкин, В.М. Зональные характеристики теплообмена в топках трубчатых печей при сжигании газового и жидкого топлива / В.М. Седелкин,

117. B.Г. Лисиенко, A.B. Паимов // Теория и практика сжигания газа. Л., 1981. - №7. -С. 285-290.

118. Седелкин, В.М. Математическое моделирование теплообмена в экранированных топочных камерах радиально-цилиндрического и коробчатого типов / В.М. Седелкин, А.В. Паимов // ИФЖ. 1984. - №2. - С. 288-294.

119. Журавлев, Ю.А. Разработка зональной математической модели теплообмена в топках котельных агрегатов и исследование ее свойств / Ю.А. Журавлев // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1979. - №6. - С. 133-139.

120. Журавлев, Ю.А. Зональный анализ теплообмена в топке парогенератора с учетом реального спектра излучения / Ю.А. Журавлев, А.Г. Блох // Тепло-массоообмен^1: Материалы VI Всесоюзной конф. по тепломассообмену. -Минск, 1980. Т.8. - С. 3-10.

121. Журавлев, Ю.А. Расчет угловых коэффициентов излучения в многозонных осесимметричных системах методом статистических испытаний / Ю.А. Журавлев, Н.В. Медюк, С.А. Гамеров и др. // Теплофизика высоких температур. -1979.-№6, Т.П.-С. 1278-1285.

122. Журавлев, Ю.А. Анализ трехмерного поля селективного излучения втопочной камере методом математического моделирования / Ю.А. Журавлев, А.Г. Блох, И.В. Спичак // Инженерно-физический журнал. 1981. - №1. -С. 120-128.

123. Журавлев, Ю.А. Совместный учет селективности излучения сред и поверхностей в расчетах радиационного теплообмена / Ю.А. Журавлев // Теплофизика высоких температур 1983-№4, Т.21- С. 716-724.

124. Приближенный расчет угловых коэффициентов излучения методом Монте-Карло / Ж.К. Матисаков, Ы. Ташполотов // Естественные и технические науки. 2007. - № 5. - С. 239-241.

125. Матисаков, Ж.К. Моделирование расчета обобщенных угловых коэффициентов излучения / Ж.К. Матисаков // Естественные и технические науки. -2008.-№1.-С. 76-78.

126. Суринов, Ю.А. Методы определения и численного расчета локальных характеристик поля излучения / Ю.А. Суринов // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт 1965.-№5.- С. 131-142.

127. Суринов, Ю.А. Об итерационном зональном методе исследования и расчета локальных характеристик лучистого теплообмена / Ю.А. Суринов // Известия СО АН СССР. Серия технических наук. 1971- №13, вып.З.- С. 28-36.

128. Мешков, Е.И. О расчете угловых коэффициентов излучения систем поверхностей сложной конфигурации / Е.И. Мешков // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2006, № 4. - С. 71-74.

129. Фролов, С.В. Численное моделирование высокотемпературных тепловых процессов в цилиндрических печах / С.В. Фролов // Инженерно-физический журнал. 2008. - Т. 81, № 3. - С. 548-558.

130. Усов, С.М. Методика расчета теплообмена в зоне обжига объемной печи / С.М. Усов // Строительные материалы. 2010. - № 12. - С. 41-43.

131. Брязун, В.А. Повышение эффективности выпечки в современных хлебопекарных печах: Дис. . .докт. техн. наук / В.А. Брязун. М.,1994. - 359 с.

132. Handbook of infrared radiation from combustion gases / Edit. R. Goulard, J.A.L. Tompson. Washington: Information Office MAS A, 1973. - 488 p.

133. Севастьяненко, В.Г. Перенос излучения в реальном спектре. Интегрирование по частоте / В.Г. Севастьяненко // ИФЖ. 1979. - Т.36, №2. - С. 218-230.

134. Тавари, С. Точное спектральное моделирование инфракрасного излучения / С. Тавари, М. Гупта // Теплопередача. Тр. ам. об. инж.-мех. 1978. - №2.-С. 74-82.

135. Taine, J.A. Line-by line calculation of low-resolution radiative properties of C02-C0 transparent nonisothermal gases mixtures up to 3000 К / J. A. Taine // JQSRT. 1983. - Vol.3, N4. -P.371-379.

136. Головнев, И.Ф. Математическое моделирование оптических характеристик углекислого газа / И.Ф. Головнев, В.Г. Севастьяненко, Р.И. Солоухин // ИФЖ. 1979. - Т.36, №2. - С. 197-203.

137. Тьен, K.JI. Радиационные свойства газов / К.Л. Тьен // Успехи теплопередачи -М.: Мир, 1971.-С.280-380.

138. Гуди, Р. Атмосферная радиация / Р. Гуди. М.: Мир, 1988. - 522 с.

139. Plass, G.N. Models for spectral band absorption / G.N. Plass //J. Opt. Soc. Am. 1958. - Vol.48, N10. - P. 690-703.

140. Stull, V.A. Quasi-random model of band absorption / V.A. Stull, P.J. Wyatt, G.N. Plass // J.Opt.Soc.Am. 1962. - Vol.52, N11. - P. 1209-1217.

141. Пеннер, C.C. Количественная молекулярная спектроскопия и излуча-тельная способность газов / С.С. Пеннер. М.: ИЛ, 1963 - 493 с.

142. Шак, А. Промышленная теплопередача / А. Шак. М.: Металлургиздат,1961.-524 с.

143. Edwards, D.K. Comparison of models for correlation of total band absorption / D.K. Edwards, W.A. Menard // Appl.Optics.-1964.-Vol.3.- P.621-625.

144. Edwards, D.K. Molekular gas band radiation / D.K. Edwards // Advances in Heat Transfer.-New York, 1976.-Vol. 12.-P. 115-193.

145. Tien, C.L. A correlation for total band absorptance of radiating gases / C.L. Tien, J.E. Lowder // Int.J.Heat Mass Transfer. 1966. - Vol.9, N7. - P. 698-701.

146. Радиационный теплоперенос в высокотемпературных газах: Справочник / Под ред. Р.И. Солоухина. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 256 с.

147. Мультиполосная модель для аппроксимации реального спектра излучения топочных газов / В.К. Шиков, Ю.К. Маликов, А.Е. Востротин, И.Г. Зильцман // ТВТ. 1992. - Т.ЗО, №6. - С. 1225-1229.

148. Осредненные коэффициенты полос поглощения газов / А.Б. Шигапов, Д.А. Усков, A.B. Шашкин, Р.В. Бускин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2005. - № 3-4. - С. 3-13.

149. Шигапов, А.Б. Сравнение спектральных и интегральных радиационных свойств водяного пара и углекислого газа / А.Б. Шигапов, Д.А. Усков, A.A. Гирфанов // Энергетика Татарстана. 2009. - № 2. - С. 31-35

150. Блох, А.Г. Теплообмен излучением / А.Г. Блох, Ю.А. Журавлев, JI.H. Рыжков. -М.: Энеогоатомиздат, 1991. 432 с.

151. Гидродинамика и теория горения потока топлива / Б.В. Канторович, В.И. Миткалинный, Г.Н. Делягин, В.М. Иванов. М.: Металлургия, 1971. -486 с.

152. Арсеев, A.B. Сжигание природного газа / A.B. Арсеев. М.: Метал-лургиздат, 1963. - 407 с.

153. Арсеев, A.B. К расчету факела прямоточных горелок в цилиндрической камере / A.B. Арсеев, В.И. Маслов, A.A. Винтовкин // Теория и практика сжигания газа. JL: Недра, 1975. - VI. - С.283-289.

154. Спейшер, В.А. Сжигание газа на электростанциях и в промышленности / В.А. Спейшер. М.: Энергия, 1967. - 251 с.

155. Вулис, Л.А. Основы теории газового факела / Л.А. Вулис, Ш.А. Ершин, Л.П. Ярин. Л.: Энергия, 1968. - 204 с.

156. Еринов, А.Е. Рациональные методы сжигания газообразного топлива в нагревательных печах / А.Е. Еринов, Б.С. Сорока. Киев: Техника, 1970. - 182 с.

157. Аверин, С.И. Расчет длины турбулентного газового факела / С.И. Аверин, И.Д. Семикин // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1965, №4. - С. 202-211.

158. Ершин, Ш.А. Аэродинамика турбулентного диффузионного факела, развивающегося в спутных коаксиальных струях / Ш.А. Ершин, В.Н. Войчак // Теория и практика сжигания газа. Л.: Недра, 1968. - IV. - С. 73-87.

159. Сорока, Б.С. Экспериментальное исследование диффузионного турбулентного факела в топочной камере / Б.С. Сорока, А.Е. Еринов, H.A. Кочергин. // Газовая промышленность. 1973. -№ 5. - С.34-39.

160. Лисиенко, В.Г. О применении закономерностей аэродинамики свободных струй для расчета длины горящего факела / В.Г. Лисиенко, Н.И. Кокарев // Изв. Вузов. Черная металлургиря. 1961. - №8. - С. 17-22.

161. Арсеев, A.B. Влияние соотношения скоростей и места подачи газа и воздуха на строение газового факела / A.B. Арсеев, Т.В. Шарова // Науч. тр. ВНИИМТ. Свердловск: Металлургиздат, 1962. - Вып.7. - С.17-23.

162. Вертлиб, И.Л. Экспериментальное исследование и расчет турбулентного диффузионного факела / И.Л. Вертлиб, В.А. Арутюнов // Вопросы теории горения. М.: Наука, 1970. - С. 51-70.

163. Сорока, Б.С. Длина турбулентного диффузионного коаксиального факела в топочной камере / Б.С. Сорока, А.Е. Ереноав // Теория и практика сжигания газа. Л: Недра, 1972. - V. - С. 191-211.

164. Глинков, М.А. Общая теория печей / М.А. Глинков, Г.М. Глинков. М.: Металлургия, 1978. - 264 с.

165. Лисиенко, В.Г. Усовыершенствование методов сжигания природного газа в сталеплавильных печах / В.Г. Лисиенко, Б.И. Китаев, Н.И. Кокарев. — М.: Металлургия, 1977. 280 с.

166. Брюханов, О.Н. Аэродинамика, горение и теплообмен при сжигании топлива: Справочное пособие / О.Н. Брюханов, Б.С. Мастрюков. СПб.: Недра, 1994.-317 с.

167. Лисиенко, В.Г. Аэродинамические характеристики факела в условиях действия подъемных сил / В.Г. Лисиенко // Изв. Вузов. Черная металлургия. -1969.-N4.-С. 143-149.

168. Седелкин, В.М. К расчету длины и выгорания турбулентного диффузионного факела / В.М. Седелкин, Л.И. Шибаева // Распределение и сжигание газа. Саратов: СПИ, 1975. - Вып.1. - С.74-84.

169. Schwanecke, R.//Verfahrenstechnik. 1974. - Bd.8, N6. - S.171-178.

170. Теория турбулентных струй / Г.Н. Абрамович, Т.А. Гришович, С.Ю. Крашенинников, А.Н. Секундов, И.П. Смирнова. М.: Наука, 1984. - 716 с.

171. Миткалинный, В.И. Струйное движение в печах / В.И. Миткалинный-М.: Металлургиздат, 1961. 184 с.

172. Канторович, Б.В. Газодинамика и теория горения потока топлива / Б.В. Канторович. М.: Металлургия, 1971. - 488 с.

173. Семикин, И.Д. Закономерности факельного процесса сжигания газа /

174. И.Д. Семикин // Труды ДМЕТИ. Днепропетровск, 1965. - 391 с.

175. Михеев, В.П. Газовое топливо и его сжигание. / В.П. Михеев. Л.: Недра, 1966.-327 с.

176. Лисиенко, В.Г. Усовершенствование методов сжигания мазута в мартеновских печах / В.Г. Лисиенко М.: Металлургия, 1967.-246 с.

177. Блох, А.Г. Излучение светящегося сажистого пламени / А.Г. Блох. // Теплоэнергетика. 1964, №4. - С. 26-31.

178. Блох, А.Г. Излучение частиц углерода в пламени / А.Г. Блох. // Теплоэнергетика. -1964, №7.

179. Сторожук, Я.П. Исследование свойств пламени в однорегистровой камере сгорания ГТУ / Я.П. Сторожук Я.П., В.И. Антоновский. // Теплоэнергетика. -1964,№2.-С. 34-42.

180. Блох, А.Г. Спектральная поглощательная способность потока частиц углерода в пламенах / А.Г. Блох, М.Л. Модзалевская. // Теплоэнергетика, 1970. -№10.-С. 46-50.

181. Модзалевская, М.Л. О влиянии спектра размеров частиц сажистого углерода на излучение светящегося пламени / М.Л. Модзалевская, А.Г. Блох. // Теплоэнергетика. 1971, №3. - С. 63-66.

182. Блох, А.Г. Тепловое излучение в котельных установках / А.Г. Блох. Л.: Энергия, 1967.-326 с.

183. Блох, А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов / А.Г. Блох. М.: Энергоатомиздат. -1984.

184. Кривандин, В.А. Светящееся пламя природного газа / В.А. Кривандин. -М.: Металлургия, 1973. 135 с.

185. Лисиенко, В.Г. Процессы теплообмена в пламенных печах / В.Г. Лисиенко // Материалы науч.-техн. конф. «Проблемы факела в металлургических печах» / МИСиС. М., 1973. - С. 112.

186. Лисиеико, В.Г. Исследование светящегося пламени и процессов теплообмена в высокотемпературных металлургических печах: Дис. док. техн. наук / В.Г. Лисиенко. Свердловск, 1972. - 284 с.

187. Дарзелл, В.Х. Оптические постоянные сажи и их применение при расчете тепловых потоков / В.Х. Дарзелл, А.Ф. Сарофим // Теплопередача: Тр. Амер. общ. инж.-механ., сер. С. 1969, №1. - С. 96-104.

188. Рыжков, Л.Н. К вопросу об измерении радиационных характеристик светящегося пламени / Л.Н. Рыжков, В.А. Кривандин. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 1965, №11. -С. 170-175.

189. Щапов, Г.А. Исследование тепловой работы трубчатых печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий: Дис. . канд. техн. наук / Г.А. Щапов. Саратов, 1965 - 161 с.

190. Либеров, Б.И. Исследование работы трубчатой печи с объемно-настильным пламенем / Б.И. Либеров, Ц.А. Бахшиян, A.C. Миланчев // Трубчатые печи: сб. науч. тр. / Гипронефтемаш. М.: Химия, 1969. - вып. 5. - С. 185-205.

191. Седелкин, В.М. Современные конструкции и показатели работы трубчатых печей газовой промышленности: науч.-технич. обзор. Сер. Использ. газа в народ, хоз-ве / В.М. Седелкин, В.Г. Лисиенко. -М.: ВНИИЭгазпром, 1978. 64 с.

192. Седелкин, В.М. Исследование горения в трубчатых печах с настильным факелом / В.М. Седелкин // Техника и технология добычи газа и эксплуатации подземных газовых хранилищ: Hay. тр. ВНИИЭгазпром М., 1976, вып. 1-4- С 103-109.

193. Макаров, А.Н. Моделирование факела излучающими цилиндрами прирасчете теплообмена в печах и топках котлов / А.Н. Макаров // Промышленная энергетика. 2003. - №4. - С. 33-39.

194. Макаров, А.Н. Определение угловых коэффициентов излучения линейного источника на произвольно расположенные плоскости / А.Н. Макаров // Теплоэнергетика. 2000. - №12. - С. 58-62.

195. Макаров, А.Н. Применение модели линейного источника для определения падающих потоков излучений в топке парового котла / А.Н. Макаров // Теплоэнергетика. 2001. - №7. - С. 39-43.

196. Макаров, А.Н. Расчет теплообмена в камере сгорания стационарной газотурбинной установки / А.Н. Макаров, Д.В. Чернышев, В.В. Воропаев // Промышленная энергетика. -2006. -№1. С. 31-36.

197. Макаров, А.Н. Расчет теплообмена в рекуперативном нагревательном колодце / А.Н. Макаров, А.Ю. Дунаев // Промышленная энергетика. 2005. -№8. С.27-31.

198. Макаров, А.Н. Расчет теплообмена в регенеративном нагревательном колодце / А.Н. Макаров, А.Ю. Дунаев // Промышленная энергетика. 2004. -№10.-С. 49-53.

199. Сотникова, O.A. Графоаналитический метод расчета угловых коэффициентов излучения линейного источника в вихревых топках / O.A. Сотникова, Д.Б. Кладов // Инженерные системы и сооружения. 2010. - № 2. - С. 163-168.

200. Сотникова, O.A. Тепловой расчет котлоагрегатов с вихревыми топками /

201. O.A. Сотникова, Д.Б. Кладов // Инженерные системы и сооружения. — 2010. — №2.-С. 156-162.

202. Сотникова, O.A. Расчет лучистого теплообмена в энергетических установках с вихревыми топочными устройствами / O.A. Сотникова, Д.Б. Кладов // Науч. вестник Воронежского гос. архитект.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. 2011. - № 1. - С. 22-28.

203. Стрижевский, И.И. Факельные установки / И.И. Стрижевский, А.И. Эльтанов. М.: Химия, 1979. - 184 с.

204. Оуэн, JI.A. Дженни-Хай-Хуанг. К расчету теплового излучения открытого факела / JI.A. Оуэн // Инженер-нефтяник. 1975. - №9. - С. 16-19.

205. Иванов, С.Д. Угловые коэффициенты теплового облучения факела элепсоидной формы / С.Д. Иванов // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: Матер, регион, конф., Иркутск, 1990. Иркутск: ИЛИ, 1990. - С. 48-49.

206. Ключников, А.Д. Теплотехническая оптимизация топливных печей / А.Д. Ключников. М.: Энергия, 1974. - 344 с.

207. Лисиенко, В.Г. Интенсификация теплообмена в пламенных печах / В.Г. Лисиенко. М.: Металлургия, 1979.-224 с.

208. Голидфарб, Э.М. Теория печей (логические основы функционирования печей) / Э.М. Голидфарб. Днепропетровск: ДМетИ, 1972. - 28с.

209. Валь, Л.И. Сравнение режимов сложного теплообмена в неизотермическом слое газа / Л.И. Валь, Б.С. Сорока // Процессы переноса теплоты и вещества. Киев: Наукова думка, 1985.-С. 121-131.

210. Интенсификация теплообмена в пламенных печах путем увеличения степени черноты обмуровки / B.C. Пикашев, А.Е. Еринов, В.А. Великодный, Я.Б. Полетаев // Пром. теплотехника. 1980. - Т.2, №4. - С. 117-121.

211. Пикашев, B.C. Влияние радиационных параметров кладки и пламенного пространства на теплообмен в печах / B.C. Пикашев, А.Е. Еринов, В.А. Вели-кодный // Пром. теплотехника. 1986. - Т.8, №2. - С. 104-109.

212. Мастрюков, Б.С. Влияние футеровки на радиационный теплообмен в пламенных печах / Б.С. Мастрюков, Н.П. Кузнецова, А.П. Шутов // Теория и практика сжигания газа. JL, 1981. - №7. - С. 138-146.

213. Детков, С.П. Участие футеровки в теплообмене на противоположной поверхности / С.П. Детков, О.А. Брюховских // Тепломассообмен VII. Материалы VII Всесоюз. конф. по тепломассообмену. Минск: ИТМО, 1991. - Т.2. -С. 115-119.

214. Кулешов, О.Ю. Разработка математического обеспечения САПР огнетехнических установок / В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов, А.В. Паимов // Теп-лофиз. проблемы пром. производства: Материалы Междунар. совещания семинара. Тамбов: ТТИ, 1992. - С. 102.

215. Кулешов, О.Ю. Математическое обеспечение САПР технологическихпечей / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Теплофизические измерения в начале XXI века: Материалы 4-ой Междунар. Теплофиз. школы, Тамбов 24-28 сентября 2001 г.-Тамбов2001.-4.2.-С. 135.

216. Бахвалов, Н.С. Численные методы. / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. М.: Наука, 1987. - 598 с.

217. Марчук, Г.И. Методы вычислительной математики / Г.И. Марчук. М.: Наука, 1977. - 456 с.

218. Кулешов, О.Ю. Коррекционный зональный метод расчета радиационного и сложного теплообмена в высокотемпературных установках /О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. - №4 (60). - С. 157-161.

219. Кулешов, О.Ю. Уточнение зонального метода расчета сложного теплообмена в огнетехнических установках в части учета радиационных свойств продуктов сгорания / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2012. - №3-4. - С. 20-27.

220. Кулешов, О.Ю. Новый подход к анализу тепловых режимов промышленных печей с использованием метода коррекции зональных оптико-геометрических характеристик излучения / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин И Промышленная энергетика. 2012. - №6. - С. 39-43.

221. Кулешов, О.Ю. Коррекционный зональный метод расчета радиационного и сложного теплообмена в энергетических установках / О.Ю. Кулешов,

222. B.М. Седелкин // Тепломассообмен ММФ-XIV: Тр. 14-го Минского междунар. форума по тепло- и массообмену / ИТМО HAH Беларуси. Минск, 2012. - Т. 1. 4.1.-С. 151-155.

223. Кулешов, О.Ю. Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в экранированных топках в рамках зонального подхода / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Научный журнал Труды Академэнерго. 2012. - №1.1. C. 32-43.

224. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование локального результирующего теплообмена в экранированных топках / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепловые процессы в технике. 2012. - Т.4, №3. - С. 118-124.

225. Kuleshov, O.Yu. The Zone-Element Method in Application to the Combined Heat Transfer Problems/ O.Yu. Kuleshov, V.M. Sedelkin // Heat transfer research. -2002. vol.33, №7,8. - C. 496-501. (ISSN: 1064-2285 Print)

226. Определение локальных характеристик радиационного теплообмена в факельных системах / A.B. Паимов, В.М. Седелкин, О.Ю. Кулешов, М.С. Угольников // Тепломассообмен- ММФ-92. Радиационный и комбинированный теплообмен. Т.2. Минск: ИТМО, 1992. - С. 43-45.

227. Кулешов, О.Ю. Зонально-элементный метод решения прикладных задач сложного теплообмена / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепломассообмен

228. ММФ-2000: Тр. 4-го Минского Междунар. форума, Минск, 22-26 мая 2000 г. -Минск, 2000. Т.2. - С. 36-40.

229. Беклемишев, Д.В. Курс аналитической и линейной алгебры / Д.В. Беклемишев. М.: Наука, 1984. - 320 с.

230. Кулешов, О.Ю. Исследование режимов работы трубчатых печей с настильными факелами на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. 2011. - №4. - С. 33-36.

231. Кулешов, О.Ю. Зональная математическая модель и методика расчета сопряженного теплообмена в радиантной секции трубчатых печей / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета.-2011.-№1 (48).-С. 181-187.

232. Кулешов, О.Ю. Методика расчета сопряженного теплообмена в технологических трубчатых печах в рамках зонального подхода /О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2011.- №5-6. - С. 47-54.

233. Кулешов, О.Ю. Исследование локального результирующего теплообмена в экранированных топках трубчатых печей на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. -2011.-№11.-С. 34-37.

234. Кулешов, О.Ю. Анализ эффективности применения различных систем сжигания газообразного топлива в реакционных трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2012. — №4.-С. 9-12.

235. Кулешов, О.Ю. Расчетный анализ локальной теплонапряженности экранных труб в реакционных трубчатых печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2012. - №5. - С. 15-18.

236. Кулешов, О.Ю. Сравнительный анализ результирующего теплообмена в реакционных трубчатых печах при различных схемах отопления / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. 2012. - №8. - С. 26-31.

237. Кулешов, О.Ю. Двухфазная математическая модель теплопереноса в трубчатом реакторе каталитической конверсии углеводородов / О.Ю. Кулешов,

238. B.М. Седелкин // Тепло- и массообмен в химической технологии: Материалы Всеросс. науч. конф., Казань, 19-20 декабря 2000 г. Казань, 2000. - С. 124-125.

239. Кулешов, О.Ю. К расчету теплоотдачи излучающего газового потока / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Тепло- и массообмен в химической технологии: Материалы Всеросс. науч. конф., Казань, 19-20 декабря 2000 г. Казань, 2000.1. C.126-127.

240. Кулешов, О.Ю. Рациональное энергоиспользование в технологических печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Энергосбережение в теплоэнергетических системах: Материалы Междунар. науч. техн. конф., Вологда, 24-26 апреля 2001 г.-Вологда, 2001. С.156-158.

241. Бесков, B.C. Моделирование каталитических процессов и реакторов / B.C. Бесков, В. Флок. М.: Химия, 1991. - 256 с.

242. Жоров, Ю.М. Моделирование физико-химических процессов нефтепереработки и нефтехимии / Ю.М. Жоров. М.: Химия, 1978. - 376 с.

243. Жоров, Ю.М. Кинетика промышленных органических реакций / Ю.М. Жоров. М.Химия, 1989. - 384 с.

244. Степанов, A.B. Научные основы эффективного использования энергетических ресурсов при переработке углеводородоав : Дис. . докт. техн. наук /

245. A.B. Степанов. Киев, 1987. - 397 с.

246. Ахунов, Н.Х. Радиационные свойства углеводородов. Дис— докт. техн. наук. / Н.Х. Ахунов Казань, 1991. - 389 с.

247. Тухватуллин, С.Г. Радиационные свойства газообразных углеводородов и внутренний теплообмен в печах пиролиза. Дис. . канд. техн. наук. / С.Г. Тухватуллин Казань, 1982. - 96 с.

248. Жоров, Ю.М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа / Ю.М. Жоров. М.: Химия, 1985.-464 с.

249. Методы расчета теплофизических свойств газов и жидкостей / ВНИПИНефть, Термодинамический центр В/О «Нефтехим». М.: Химия, 1974. -248 с.

250. Fernandez-Baujin, J.N. // Oil and Gas J.- 1976. V.74, N31. - P. 94-95.

251. Пиролиз углеводородного сырья / Т.Н. Мухина, H.JI. Бабаш, В.А. Меньшиков, Г.Л. Аврех. М.: Химия, 1987. - 240 с.

252. Шарихин, В.В. Трубчатые печи / В.В. Шарихин, A.A. Коновалов, A.A. Скороход. Самара: Офорт, 2005. - 444 с.

253. Кинетика гетерогенно-каталитических процессов под давлением / Под ред. В.И. Антрошенко. Харьков: Вища школа, 1974. - 168 с.

254. Катализаторы и кинетика конверсии метана с водяным паром / В.И. Анохин, В.И. Дерюжкина, В.А. Перегудов, В.Н. Меньшиков // Научные основы каталитической конверсии углеводородов. Киев: Наук, думка, 1977. - С. 63-83.

255. Горелки для трубчатых печей: Каталог / ВНИИнефтемаш. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1972. - 22 с.

256. Сигал, М.Н. Конвейерные хлебопекарные печи / М.Н. Сигал, A.B. Володарский. М.: Пищевая промышленность. - 1981. - 160 с.

257. Кулешов, О.Ю. Зональная математическая модель и методика расчета сложного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов,

258. B.М. Седелкин // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2010. - № 3(46). - С. 136-143.

259. Кулешов, О.Ю. Исследование режимов радиационно-конвективного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах на основе математического моделирования / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Промышленная энергетика. -2012.-№7.-С. 28-33.

260. Кулешов, О.Ю. Разработка численного метода расчета тепломассопе-реноса в хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Сборник докладов Юбилейной Междунар. науч.-практ. конф. «Пищевые продукты XXI века». М.: МГУПП, 2001. - Т.2.- С.61.

261. Кулешов, О.Ю. Математическое моделирование сложного и сопряженного теплообмена в промышленных хлебопекарных печах / О.Ю. Кулешов,

262. B.М. Седелкин // Материалы научно-техн. конф., посвященной 50-летию ЭТИ СГТУ: материалы, г. Энгельс, 20-21 ноября 2006 г. Саратов: СГТУ, 2006.1. C. 85-87.

263. Лыков, A.B. Тепломассообмен. / A.B. Лыков. М.: Энергия, 1971. -560 с.

264. Кулешов, О.Ю. Метод расчета теплообмена в рабочей зоне открытых факельных установок / О.Ю. Кулешов, В.М. Седелкин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2011. - №9. - С. 12-14.

265. Кулешов, О.Ю. Методика расчета теплового излучения в зоне действияtf^t >1. PI 2771. MfVi'iHл « Hr„,•ч'жоткрытых факелов / В.М. Седелкин, А.В. Паимов, О.А. Толоконникова, О.Ю. Кулешов //Инженерно-физический журнал. 1993. - Т.64, №3. - С. 297-299.

266. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция, утв. 21.06.99). М.: Экономика, 2000.

267. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (третья редакция, не утверждена). М., 2008.

268. Экономика энергетики / Н.Д. Рогалев, А.Г. Зубкова, И.В. Мастерова и др. М.: Издательство МЭИ, 2005. - 288 с.