автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование технологии производства керамического кирпича путем модернизации и управления процессом регенеративного теплообмена

На правах рукописи

Хавер Сергей Васильевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА ПУТЁМ МОДЕРНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (строительство)

Иваново 2009

□03471593

003471593

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшег профессионального образования «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Елин Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Блиничев Валерьян Николаевич доктор технических наук, профессор Жуков Владимир Павлович

Ведущая организация: ЗАО «Ивэнергосервис»

г. Иваново

Защита состоится «19» июня 2009г. в 10 часов на заседай диссертационного совета ДМ 212.060.01 в ГОУВПО «Ивановск государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 153037, г. Иваново, ул. 8 Марта, 20, главный корпус, конференц-зал, ауд. 204

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Ивановск государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан «17» мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ЮА. щепочкина

Общая характеристика работы

Актуальность темы диссертации. Одна из важнейших проблем при производстве керамического кирпича заключается в соблюдении заданного температурного режима на всех стадиях его обработки в туннельной обжиговой печи: в зонах предварительного подогрева, обжига и охлаждения готового продукта.

Для того чтобы избежать растрескивания керамического кирпича вследствие слишком большой разности температур между теплоносителем и изделием, а следовательно, увеличения выхода бракованной продукции, в тепловых схемах туннельных печей обычно предусматривается довольно сложная система рециркуляции, включающая подсос холодного воздуха и переброску горячих продуктов сгорания ниже по потоку. Это позволяет выровнять температуру горячего теплоносителя по длине зоны предварительного подогрева и сократить долю бракованных изделий, но приводит к удорожанию технологической установки и уменьшению глубины утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания.

В промышленности строительных материалов потери теплоты при обжиге керамических изделий иногда достигают 20...30% от подводимой теплоты, а общий потенциал вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) данной отрасли оценивается в несколько миллионов тонн условного топлива. При этом наиболее перспективным является использование теплоты уходящих продуктов сгорания топлива для подогрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Важнейшим недостатком традиционных систем утилизации теплоты дымовых газов, включающих регенеративный подогреватель воздуха, установленный «на выхлопе» печи, является нестабильность температур теплоносителей на выходе из подогревателя, которая не позволяет достичь большой глубины утилизации ВЭР. Поэтому весьма актуальной задачей совершенствования технологии производства керамического кирпича является организация заданного теплового режима его обработки путем рационального размещения теплообменника-утилизатора теплоты отходящих дымовых газов в тепловой схеме процесса и выбора оптимальных параметров его работы.

Для решения данной задачи необходимо разработать математическую модель процессов теплообмена как для всех стадий обработки материала в печи, так и для регенеративного теплообменника-утилизатора.

Важнейшей задачей при проектировании и эксплуатации регенеративных теплообменников является определение наивыгоднейших конструктивных и режимных параметров, при которых достигается максимальное теплоты, полученной единицей массы воздуха. Данные задачи не могут быть решены с помощью известных методов расчета, в которых вместо актуальных значений температур теплоносителей используются значения, осредненные по длине канала и времени цикла, а также ряд других допущений.

Процессы теплообмена между теплоносителем и кирпичной садкой или насадкой регенеративного теплообменника зависят от множества параметров и поэтому весьма сложны для экспериментального исследования. Адекватное ма-

тематическое описание нестационарных температурных полей и тепловых потоков в рассматриваемых процессах не только даст возможность поддерживать в них заданные технологические параметры путем управления процессами подачи теплоносителей в отдельные секции, что позволит уменьшить выход бракованной продукции, но и обеспечит общую экономию топлива.

Для решения этих актуальных технических и экономических вопросов необходима разработка математических моделей процессов нестационарного ра-диационно-конвективного теплообмена, которые могли бы прогнозировать температурный режим обтекаемых газом массивных тел в зависимости от конструктивных и режимных параметров процесса, а также оптимизировать его по различным целевым функциям, решающим для технико-экономических оценок. Это и определило цель настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1 - AI 18 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий), международного договора о научно-техническом сотрудничестве между ИГЭУ и Горным институтом г. Алби, (Франция), и планов НИР ИГАСУ.

Целью работы является повышение эффективности технологических установок производства керамического кирпича, включающих системы утилизации тепла с регенеративными теплообменниками, путем разработки математических моделей происходящих в них теплообменных процессов и оценки по ним рациональных режимов их эксплуатации и управления ими.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель для расчета нестационарных температурных полей в теплоносителях и массивной стенке (садке керамического кирпича и насадке регенеративного теплообменника) для случая радиационно-конвективного теплообмена.

2. Разработана математическая модель для расчета нестационарных тепловых потоков между теплоносителями и стенкой (насадкой), позволяющая рассчитывать оптимальное время цикла, соответствующее максимуму теплоты, полученному единицей массы воздуха, подаваемого в технологический процесс через регенератор за рассматриваемый цикл.

3. Достигнуто увеличение точности теплового расчета тепловых процессов в туннельной печи и в регенераторе путем учёта теплопроводности нагреваемого объекта в продольном и поперечном направлении.

4. По разработанным моделям выполнены численные эксперименты, позволившие выявить влияние конструктивных характеристик регенеративных теплообменников и параметров теплоносителей на оптимальное время цикла.

5. Выполнены экспериментальные исследования температурных полей в садке керамического кирпича, доказавшие адекватность разработанных моделей и методов расчета.

Практическая ценность результатов состоит в следующем: 1. Показано, что размещение регенеративного теплообменника-утилизатора между зонами обжига и предварительного подогрева сырца в туннельной обжиговой печи дает возможность обеспечить более стабильный тепловой режим обработки керамического кирпича, что повышает его предел прочности на сжа-

тие на 1,9%, и увеличить степень утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива до 25%.

2. Разработан компьютерный инженерный метод расчета процессов теплообмена в туннельной обжиговой печи в производстве керамического кирпича, включающей регенеративный теплообменник-утилизатор, и метод расчета оптимального времени цикла для регенеративных теплообменников.

3. Разработана методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха.

4. Разработанные математические модели, инженерные методы расчета и оптимизации, а также средства компьютерной поддержки моделирования и расчета нашли практическое применение в практике исследовательских и проектных работ в ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС», а рекомендации по реконструкции системы утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания приняты к внедрению на ООО «Ивсиликат».

Автор защищает:

1. Ячеечную математическую модель и метод расчета нестационарного конвективно-радиационного теплообмена термически толстой стенки с обтекающим ее потоком газа.

2. Результаты численных экспериментов по исследованию влияния конструктивных и режимных параметров процесса на прогрев/охлаждение стенки" и газа и циклы прогрева и охлаждения при ее работе в качестве утилизатора теплоты уходящих газов промышленных печей.

3. Инженерный компьютерный метод расчета процессов теплообмена в туннельной обжиговой печи при производстве керамического кирпича и методику оценки их тепловой эффективности.

4. Усовершенствованную тепловую схему туннельной обжиговой печи, позволяющую повысить качество керамического кирпича и тепловую эффективность обжига.

Апробация работы. Основные положения диссертации были обсуждены и получили одобрение на Международной научной конференции «Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием», Иваново, ИГХТУ, 2007; XIV Международной конференции «Информационная среда вуза», Иваново, ИГ АСУ, 2007, а также на научных семинарах кафедры прикладной математики ИГЭУ и кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения ИГАСУ (2006-2008гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 печатных работах, в том числе в 2-х изданиях, предусмотренных перечнем ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, библиографического списка и приложения.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, охарактеризована научная новизна и практическая ценность полученных результатов, сформулированы основные положения, выносимые автором на защиту.

В первой главе выполнен анализ основных направлений совершенствования технологии производства керамического кирпича путем управления системой технологической утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива, а также оценка потенциала вторичных энергетических ресурсов таких производств. Представлено описание основных типов регенеративных подогревателей, используемых для утилизации теплоты продуктов сгорания, а также проанализировано современное состояние проблемы математического моделирования происходящих в них теплообменных процессов и инженерных методов их расчета.

Физическая сущность рассматриваемых тепловых процессов состоит в теплообмене массивного протяженного тела с обтекающим его потоком газа. Известные интегральные методы его расчета, в которых вместо локальных распределенных значений температур теплоносителя и тела используются значения, осредненные по длине канала и его сечению, а также по времени цикла нагрева или охлаждения тела, не могут обеспечить требуемую точность расчетных прогнозов. Более точное решение задачи могло бы быть выполнено на основе дифференциальных уравнений процесса теплопереноса в газе и обтекаемом теле, но в этом случае модель сводится к двум сопряженным через граничные условия дифференциальным уравнениям, как минимум одно из которых является уравнением в частных производных. Это исключает возможность их аналитического решения, а численные методы трудно адаптируются к широкому спектру разнообразных условий процесса.

Большой вклад в исследование процессов термической обработки керамического кирпича внесли С.М. Ицкович, С.П. Онацкий, М.И. Роговой, МП. Элинзон. В последнее время в работах В.Е. Мизонова, C.B. Федосова и ряда других авторов для решения подобных задач были эффективно использованы ячеечные модели и связанный с ними математический аппарат теории цепей Маркова. Несомненным достоинством этого подхода является универсальность их алгоритмического обеспечения и инженерная ясность внесения изменений в модели и алгоритмы при изменении условий протекания процесса. Поэтому в качестве основного подхода для представленного исследования выбран системный подход, основанный на ячеечных моделях и связанным с ними математическим аппаратом теории цепей Маркова.

В заключение главы сформулированы детализированные задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке ячеечной модели прогрева насадки обтекающим ее потоком горячего газа - первой стадии процесса работы насадки в регенеративном цикле. Расчетная схема процесса и уровни ее декомпози-

ции показаны на рис.1. В дальнейшем будем называть обтекаемое газом тело насадкой регенератора, хотя те же процессы происходят и при обтекании газом кирпичной садки.

Объектом моделирования являются сопряженные половина канала для прохода газа и половина тела насадки (рис. 1а). Считается, что тепловой поток за пределы выделенной подсистемы перпендикулярно потоку газа равен нулю.

-- --- --

ОдаЧт- -- -08,18ои. ^^ 1 2 {=*> п ¿=>

.=$> 1 ¿=4 2 ¿=4 п ¡мЧг"1 Чг 1Г

АХ.

Н

ЕГШдх

|: 7 ^^пМ^гтп-Я

Т

I

В)

£ —-I? ... 4«—-г)

I

М.

Рис.1. Уровни декомпозиции моделируемого объекта: а) - расчетная схема; б) - нуль-мерная (интегральная) модель; в) - одномерная модель; г) - одномерная по газу и двухмерная по насадке модель.

В общем случае поток газа принят одномерным и представлен цепью п последовательных ячеек идеального перемешивания, а насадка - двухмерной сеткой тхп ячеек, между которыми возможна передача теплоты путем теплопроводности. При ш=п=1 модель превращается в нуль-мерную, которая и используется в современных расчетах (рис. 16). При ш=1 и п>1 поток газа и передача теплоты внутри насадки представлены одномерными процессами (только продольная теплопроводность в насадке, рисЛв). Наконец, при п>1 и ш>1 течение газа продолжает оставаться одномерным, а передача теплоты внутри насадки становится двухмерной, то есть осуществляется и продольная и поперечная теплопроводность (рис.1 г).

Рассмотрим построение модели процесса на примере декомпозиции (рис.1 в). Будем по-прежнему рассматривать процесс через дискретные промежутки времени Дт, где текущие дискретные моменты времени определяются как тк=(к-1)Дт, где к=1,2,3,... В к-й момент времени тепловое состояние газа во всей цепи может быть представлено векторами-столбцами

№ tk = w . p8k= r„i 1 pgl Pg2

Ql p"

, и т.д.

(1)

При переходе от одного состояния к другому с векторами состояния происходят следующие изменения:

передача теплоты от ячеек газа к соответствующим ячейкам насадки

юо ;

100

(2)

где первое слагаемое соответствует конвективному, а второе — радиационному теплообмену;

перенос массы газа вдоль ячеек и пополнение первой ячейки за счет внешней подачи газа (вектор источников массы т^)

mgk+I=Mgk *(mgk+ mgfk);

(3)

пополнение запаса теплоты в первой ячейке за счет внешней подачи газа (вектор источников теплоты Овгк), ее потеря в ячейках за счет передачи теплоты в насадке и перенос вдоль цепи ячеек (вектор стоков теплоты Д(2к)

Qgk+,=1U k*

MgK *(Qgk+ Qgfk - AQk),

(4)

где перенос массы и теплоты вдоль ячеек описывается переходной матрицей

0 0 0 "

Vs> 0 0

Mg = 0 V 0

0 0 0 V V Vg(n-1) Vgn_

(5)

в которой Vgl — доля массы газа в ячейке, переходящая в следующую по ходу движения ячейку за один временной переход (предполагается, что обратные переходы, вызванные, например, турбулентностью, отсутствуют или пренебрежимо малы). Эти величины могут быть рассчитаны по формуле

= V Ат - °*Дт Vt" "А)' та '

(6)

где Ур — размерная скорость газа в ячейке, рассчитываемая по уравнению неразрывности с учетом уравнения состояния, так как плотность газа меняется по

длине канала.

Распределение температуры газа по каналу после временного перехода рассчитывается по формуле

к+1_к+1

V =.0|

./(с8к.* ш„к+1),

(7)

где с„ - вектор теплоемкостеи газа в ячейках.

В приведенных выше формулах операторы .* и ./ означают поэлементное умножение и деление векторов.

Изменение теплоты и температуры в неподвижных ячейках насадки задается матричными равенствами

<2гк+1=Мг*(Огк+ Д<Зк), 1гк+'=С>гк+1./(сг.* тг),

(8) (9)

где

М,=

О О 0 (1 1-ё - матрица теплопроводности, в которой

1-<1 д 0 0

(1 1-2(1 А ... 0

0 <1 1-2с1 ... 0

(Ю)

, Хг Дт Дх

й = ТТ = агТ"Т' (")

сгРг Ду Ду

- доля теплоты, переносимая путем теплопроводности в соседние ячейки из данной за один временной переход (А^- коэффициент теплопроводности материала насадки, а^ коэффициент ее температуропроводности).

Равенства (2)-(13) вместе с уравнением состояния газа являются полной ячеечной моделью конвективно-радиационного теплообмена газа с насадкой по схеме (рис.1 в). Поскольку все переносимые за один переход запасы теплоты и массы прямо пропорциональны Дт, его величина должна быть настолько малой, чтобы переносимые запасы не превышали текущего запаса в ячейках. Из всех ограничений на Дт следует выбрать самое строгое.

Кинетика накопления теплоты насадкой определяется формулой

(12)

¡«1

В диссертации приведены результаты численных экспериментов, выявляющих связь кинетики изменения температур и накопления теплоты насадкой с конструктивными и режимными параметрами процесса. Один из примеров кинетики прогрева насадки и охлаждения газа показан на рис.2, где оба случая

соответствуют одномерной модели, но левый график соответствует теплоизолированным ячейкам насадки, а правый - довольно большой продольной теплопроводности.

Рис.2. Влияние продольной теплопроводности на эволюцию температур газа и насадки (1-мерная модель) (Ь=0,05м; Н=0,05м; 1=1м; Ь=5м; п=5; ас=50вт/м2гр; аг=1 вт/м2гр4; ^П=1000°С; 1Ю=20°С)

Эти численные эксперименты позволили сделать вывод о том, что переход от нуль-мерной (интегральной) модели к одномерной слабо влияет на кинетику накопления теплоты насадкой, так как погрешность, вносимая постоянной температурой в нуль-мерной модели имеет разный знак в начале и конце канала и в целом почти компенсируется.

Переход к наиболее адекватной реальному процессу декомпозиции, показанной на рис. 1 г, ничего не меняет в описании цепи ячеек для газа, но описанная выше модель насадки относится уже только к ячейкам, прилегающим к газовому каналу. Приобретенная этими ячейками теплота далее распространяется уже в двух направлениях.

Распределение температуры в насадке удобно представлять матрицей в соответствии с расположением ячеек tfm=[tfij], но для расчетов необходимо по-прежнему использовать вектор-столбец температур размером птх1, в котором столбцы матрицы расположены последовательно друг под другом

т У, (13)

где индекс Т означает транспонирование вектора (строками считаются секции продольного деления процесса, а столбцами - поперечного). С газом контактируют первые п ячеек двухмерной сетки, температуры которых определяются п первыми элементами вектора температур 1: п), который следует использовать при расчетах в уравнении (2).

Переходная матрица теплопроводности для насадки, моделируемой двухмерной цепью ячеек, это квадратная матрица размером (тп)х(тп), где каждая строка принадлежит к ячейке в соответствии с ее номером. В этой строке в столбце с номером ячейки, куда переходит теплота, следует разместить вели-

чину с! - долю переносимой туда теплоты (11), которая различна для разных направлений (ёх и ёу). Для сетки ячеек размером 3x3 эта матрица имеет вид

Мг =

М„ ¿V 0 а. 0 0 0 0 0

¿у м22 0 <1« 0 0 0 0

0 ¿у м'зз 0 0 ^ 0 0 0

<1, 0 0 М44 <1у 0 0 0

0 0 а. м55 ¿у 0 <1, 0

0 0 (Зх 0 ¿у М66 0 0

0 0 0 <1, 0 0 м77 <1, 0

0 0 0 0 <1, 0 ¿у М88 ¿у

0 0 0 0 0 0 ¿у м„

(14)

где диагональные элементы М,| рассчитываются как разность между единицей и суммой остальных элементов в строке. Все остальные операторы модели и

последователь-

Двухмерная мо-

Одномерная модель насадки

дель насадки

ность расчета остаются неизменными.

Пример расчета прогрева насадки, представленной сеткой 5x5 прямоугольных ячеек и сравнение с прогревом такой же насадки по одномерной модели, показан на рис.3. Переход к учету поперечной теплопроводности уже существенно меняет картину процесса. Слои ячейки, примыкающие к газу, прогреваются быстрее, в результате чего уменьшается тепловой поток от газа к насадке и накопление насадкой теплоты замедляется. Естественно, что асимпто-

Рис.З. Сравнение расчетной кинетика прогрева насадки по одномерной и двухмерной модели (Ь=0,05м; Н=0,05м; 1=1 м; Ь=5м; п=5; ш=5; а=0,5*10"4м2/с; Дт=0,05с; ас=50вт/м2гр; аг=1 вт/м V; ^.„НОООТ; 1ГО=20°С)

тически во всех случаях насадка прогревается до температуры газа, но из рис. 3 следует, что после 120 переходов в одномерной модели насадка прогрета полностью, а в двухмерной еще нет. Расчеты показывают, что увеличение числа поперечных разбиений насадки больше пяти практически не влияет на расчетную кинетику накопления теплоты насадкой.

В диссертации выполнены численные эксперименты по исследованию влияния конструктивных и режимных параметров процесса на кинетику накопления теплоты насадкой. Один из результатов показан на рис.4, для случая постоянной ширины канала газа и насадки вместе Н+Ь=соп51, то есть увеличение толщины насадки приводит к уменьшению ширины канала для газа. При этом рассмотрены два варианта: сохранение скорости в газовом канале (а) и сохранение расхода газа через него (б). Если принять за базовую толщину насадки 0,05м, то при уменьшении ширины канала по сравнению с базовой различие кинетики гораздо существеннее, чем при ее увеличении.

ОггхЮ6, 6

5

4

3

2

1

О

О 50 100 150 тс

Рис.4. Влияние толщины насадки и ширины канала газа на кинетику её прогрева при Н+Ь=сопз1 при различных условиях по газу (остальные параметры - см. рис.3)

Разработанная модель была обобщена на случай продольного движения насадки, которая входит с зону нагрева с некоторым начальным распределением температуры, движется сквозь нее с определенной постоянной скоростью и выходит прогретой. Этот случай соответствует прогреву последовательности кирпичных садок в туннельной обжиговой печи. Для описания этого процесса матрица теплопроводности в насадке должна быть дополнена матрицей продольного перемещения слоев насадки, аналогичной матрице (5), но включающей движение всех слоев. Правило построения матрицы подробно описано в диссертации. На рис.5 представлена иллюстрация моделирования этого процесса при различных уровнях декомпозиции насадки. Распределение температуры на выходе из зоны нагрева соответствует ¡=1. Если требуемая температура обжига составляет, например, 900°С, то расчет по нуль-мерной и одномерной мо-

.............- ......1 .................- ! ^ 36 — —

За- 'Г

.....1.......-1а,1

1 - Н=0,05м, Ь=0,05м 2 - Н=0,025м, Ь=0,075м 3-Н=0,075м, Ь=0,025м а - У^сопэ^Ом/с б — Се=соп51=0,28кг/с

—

у

Движение садки

• Л=1,

дели дает приемлемое протекание процесса, тогда как в реальном моделировании (внизу) очевиден перегрев примыкающих к газу слоев и явный недогрев (недожог) в центральной части.

Таким образом, разработанные в главе модели позволяют адекватно описывать тепловое взаимодействие потока газа с термически толстой стенкой, характерное для многих тепловых процессов строительной промышленности.

В третьей главе выполнено расчетное исследование циклов нагрева и охлаждения насадки (подогрева воздуха). В основу расчетов положена разработанная выше ячеечная модель. Цикл нагрева-охлаждения состоит из N переходов продолжительностью Дт. В течение N/2 первых переходов в газовый канал подается горячий газ, затем - холодный воздух, который может подаваться как в том же (прямоток), так и в противоположном направлении (противоток). Основная часть моделирования выполнена для противотока. Для смены направления движения в матрице (5) величины у8, должны быть перенесены из примыкающей главной нижней диагонали в верхнюю и рассчитаны по формуле (6) для воздуха. Кроме того, функции источников по второй половине цикла задаются не в первой, а в последней ячейке и соответствуют параметрам подводимого воздуха. Одним из показателей кинетики процесса является накапливаемая в насадке теплота Ое и ее наибольшее значение в конце цикла нагрева 0к<2.

Пример расчета цикла показан на рис.6. Рис.ба соответствует прогреву насадки из холодного состояния. При одинаковой продолжительности нагрева и охлаждения, распределение теплоты в насадке в начале и конце цикла разные. Для определения параметров установившегося цикла работы следует повторять расчеты для новых циклов, подставляя конечные распределения в начальные до их совпадения с заданной степенью точности. Распределения установившихся параметров показаны на рис.66. Справа показана кинетика накопления теплоты по модели с поперечной теплопроводностью и без нее. Ошибка в расчете полной запасенной теплоты при не учете поперечной теплопроводности в условиях расчетного примера составляет около 13%, что является значительным при расчете теплового баланса всей установки с регенератором. Расчеты показывают,

Рис.5. Влияние уровня декомпозиции на установившееся распределение температуры в подвижной насадке (У(=0,005, остальные параметры - см. рис.3)

что в зависимости от параметров задачи эта ошибка может достигать 20%.

к/80

1X0 12« 1400 1600 к

Рис.6. Кинетика изменения параметров процесса в первом (а) и установившемся (б) цикле нагрева-охлаждения (Ь=0,05м; Н=0,05м; 1=1 м; Ь=10м; п=10;

ш=5; N=1600)

Тепловая мощность регенератора в установившемся режиме может быть оценена величиной С^д^. Ее зависимость от продолжительности цикла N показана на рис.7 слева, из которого следует, что с точки зрения тепловой мощности рациональными являются короткие циклы нагрева-охлаждения. Справа на рис.7 показана зависимость средней за цикл подогрева воздуха его температуры от продолжительности цикла, которая также увеличивается с ее уменьшением.

Оы/2 /И, дж 1000

^аоиг*» С

Рис.7. Влияние продолжительности цикла на тепловую мощность насадки и среднюю температуру воздуха на выходе (Ь=0,05м; Н=0,05м; 1=1м; Ь=10м)

Численные эксперименты по сравнению эффективности регенерации в про-тивоточном и прямоточном режиме показали, что прямоток очень незначительно уступает противотоку. В значительной степени это обусловлено высокой теплоемкостью насадки и продольной теплопроводностью, вследствие которых температура насадки не очень значительно меняется по длине в установившемся цикле работы, и направление потока нагреваемого воздуха не сильно влияет на показатели процесса. Средняя температура нагретого воздуха при прямотоке несколько ниже в течение всего времени периода нагрева, но и здесь разница не очень существенна.

В четвертой главе сформулирован компьютерный инженерный метод расчета процессов теплообмена при производстве керамического кирпича в туннельной обжиговой печи, базирующийся на разработанных математических моделях процессов, которые позволяют описывать распределение всех локальных характеристик процессов, происходящих в туннельной обжиговой печи и рассчитывать их интегральные тепловые характеристики. В диссертации подробно описана последовательность расчета и процедуры расчета конвективного и радиационного теплообмена.

Представлены результаты экспериментальных исследований температурного поля в кирпичной садке туннельной обжиговой печи, доказавшие адекватность разработанных в диссертации математических моделей.

Разработаны рекомендации по рациональному размещению регенеративного подогревателя в тепловой схеме установки, обеспечивающие более стабильный тепловой режим обработки кирпича и более высокую степень утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива. Вместо традиционной схемы технологической установки обжига кирпича (рис. 8а) предложена схема (рис. 86), которая дает возможность обеспечить более стабильный тепловой режим обработки кирпича, а, следовательно, снизить выход некондиционной продукции, а также увеличить степень утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива.

Ulla

IVB

| *- |

1116!

1а

16

II u

а)

1 в

lila 16

la

IV6 и:

IVB?

Irmina

6)

4F

| jjVa

1а

III6

16

1 в

II

Ша

р,.....)

шф 16

Рис. 8. Схема утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива в туннельной печи для обжига керамического кирпича: а) - традиционная; б) - предлагаемая. 1 - обжиговая печь (а - зона подогрева, б - зона обжига, в - зона охлаждения); 2 - регенеративный теплообменник; I - обрабатываемый материал (а - вход, б - выход); II - топливо; III -воздух (а - исходный, б - подогретый); IV - дымовые газы (а - из печи, б - в зону подогрева

сырья, в - в атмосферу).

Рис. 9. а - распределение температуры кирпичной садки по длине печи: сплошная линия - для существующей схемы; пунктирные линии - для предлагаемой схемы (рис.9б): верхняя -окончание цикла охлаждения дымовых газов (нагрева насадки регенератора), нижняя - начало цикла; точки - экспериментальные данные.

б - Распределение влажности кирпичной садки по длине печи: сплошная линия - для существующей схемы, пунктирная линия - для предлагаемой схемы

Анализ результатов, представленных на рис.9а, показывает, что скорость нагрева изделий увеличивается по сравнению с традиционной схемой в диапазоне температур, не превышающих 700 °С, что является допустимым. Зато при больших температурах скорость нагрева и охлаждения несколько уменьшается, что дает основания предполагать более низкую долю бракованных изделий.

Влажность сырца (рис.9б) в начале зоны предварительного подогрева (при небольших температурах) уменьшается несколько быстрее, чем при традиционной схеме, а затем, при более высоких температурах - медленнее. Такой результат можно считать положительным с точки зрения технологии и объяснить его тем, что при традиционной схеме объемный расход теплоносителя больше, чем при предлагаемой схеме за счет добавления холодного воздуха.

Вывод о положительном влиянии изменения теплового режима обработки кирпича, обусловленного применением предлагаемой схемы технологической установки производства вместо традиционной, на его качество, проверен экспериментально. Для этого путем регулирования расходов воздуха в системе рециркуляции был искусственно создан режим работы обжиговой печи, при котором распределение температуры кирпичной садки по ее длине соответствовало результатам расчетов, представленным на рис. 9а. Величина расхода воздуха в системе рециркуляции подбиралась таким образом, чтобы изменение средней температуры садки соответствовало нижней пунктирной кривой рис.9а (при этом режиме скорость нагрева максимальная). Качество изделий оценивалось по величине предела прочности при сжатии, который определялся по методике ГОСТ 8462. Результаты измерений подтверждают, что повышение стабильности теплового режима обработки керамического кирпича, достигаемое за счет предлагаемой реконструкции тепловой схемы его обработки, позволяет повысить предел прочности на сжатие: средний для 5 образцов (по сравнению с существующей) - на 1,9%; наименьший для отдельного образца (по сравнению с существующей) - на 3%.

Выполнена оценка эффективности использования теплоты уходящих ды-

мовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку печи, с точки зрения экономии топлива и предотвращения экологического ущерба. Показано, что предложенная схема позволит увеличить степень утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива до 25%.

Разработанная математическая модель и ее программно-алгоритмическое обеспечение внедрены в ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС», где также приняты к внедрению рекомендации по расчету тепловой и экономической эффективности регенеративного подогрева направляемого на сгорание воздуха. Разработаны рекомендации по реконструкции системы утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания известеобжигательной печи производительностью 60 т/сут на ООО «Ивсшшкат», которые включены в план реконструкции.

Основные результаты диссертации

1. Показано, что размещение регенеративного теплообменника-утилизатора между зонами обжига и предварительного подогрева сырца в туннельной обжиговой печи дает возможность обеспечить более стабильный тепловой режим обработки кирпича а, следовательно, снизить выход некондиционной продукции, повысить предел прочности на сжатие на 1,9% и увеличить степень утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива до 25%.

2. Разработана ячеечная математическая модель, описывающая нестационарный конвективно-радиационный теплообмен газа с термически толстой плоской стенкой при различных уровнях ее декомпозиции, и показано, что расчет теплообмена по интегральным показателям может вносить ошибку в расчет аккумулируемой стенкой теплоты до 20% по сравнению с разработанным методом расчета теплообмена по локальным тепловым состояниям стенки и газа.

3. Выполнено моделирование теплового состояния стенки при ее прогреве и выявлено влияние конструктивных и режимных параметров процесса на аккумулируемую в ней теплоту и скорость ее накопления.

4. Разработанная модель обобщена на случай подвижной в продольном направлении стенки, соответствующий прогреву/охлаждению кирпичной садки в туннельной обжиговой печи.

5. Выполнено моделирование циклов нагрева/охлаждения насадки регенеративного подогревателя в установившемся цикле работы и выработаны рекомендации по выбору рационального с точки зрения тепловой эффективности времени цикла.

6. Разработан компьютерный инженерный метод расчета процесса теплообмена при производстве керамического кирпича в туннельной обжиговой печи, базирующийся на разработанной математической модели процесса, и предложена методика оценки его тепловой и экономической эффективности.

7. Разработанная математическая модель и ее программно-алгоритмическое обеспечение внедрены в ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС», рекомендации по реконструкции системы утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания известеобжигательной печи производительностью 60 т/сут на ООО «Ивсшшкат», которые включены в план реконструкции.

Основные публикации по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК

1. Федосов, C.B. Моделирование тепловых процессов в регенеративны? утилизаторах теплоты уходящих газов промышленных печей /C.B. Федо сов, В.Е. Мизонов, H.H. Елин, C.B. Хавер C.B. // Строительные материалы. 2007. №9. С.14-16.

Публикации в других изданиях

2. Хавер, C.B. Моделирование прогрева и охлаждения насадки регенеративного теплообменника /C.B. Хавер, H.H. Елин, В.Е. Мизонов // Извест-ник ВУЗов, Химия и химическая технология. 2007. №12. С. 105-108.

3. Хавер, C.B. Влияние параметров насадки регенеративного теплообменника на циклы её прогрева и охлаждения /C.B. Хавер, H.H. Елин, В.Е. Мизонов // Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием. Иваново: ИГХТУ, 2007. Т2. С.64-65

4. Хавер, C.B. Математическое моделирование циклического радиационно-конвективного теплообмена термически тонкой стенки с турбулентным потоком газа,/С.В. Хавер, H.H. Елин // Сб. ст. XIV Междунар. конф. «Информационная среда вуза». Иваново: ИГ АСУ, 2007. С.506-509.

5. Хавер, C.B. Радиационно-конвективный теплообмен при движении продуктов сгорания в вентиляционных шахтах /C.B. Хавер // Материалы III Международной научно-практической конференции «Пожарная и аварийная безопасность». Иваново: Тапка, 2007. С.140-143.

ХАВЕР Сергей Васильевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА ПУТЁМ МОДЕРНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Подписано в печать 15.05.2009г. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,16 Тираж 100 экз. Заказ № 26 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Ивановский институт государственной противопожарной службы МЧС России»

153040 г. Иваново, пр-т Строителей, 33 Отпечатано на полиграфическом оборудовании РИО Ивановского института ГПС

МЧС России

Условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Использование систем утилизации ВЭР при производстве строительных материалов.

1.1. Основные направления совершенствования технологии производства керамического кирпича путем управления системой утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива.

1.2. Оценка эффективности эксплуатации теплообменных аппаратов для утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива.

1.3. Основные типы регенеративных теплообменных аппаратов. Конструкции. Принцип действия.

1.4. Методы расчета регенеративных теплообменников.

1.5. Математическое моделирование взаимодействия газа с насадкой. Ячеечные модели прогрева одно- и двухмерных объектов.

1.6. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Математическая модель теплового взаимодействия потока газа с обтекаемой плоской стенкой.

2.1. Расчетная модель процесса и уровни ее декомпозиции.

2.2. Модель прогрева насадки как единого целого (0-мерная модель).

2.3. Модель прогрева насадки с учетом продольной неоднородности процесса (одномерная модель).

2.4. Модель прогрева насадки с учетом продольной и поперечной неоднородности процесса (двухмерная модель).

2.5. Двухмерная модель прогрева садки в туннельной обжиговой печи

2.6. Выводы по главе 2.

Глава 3. Математическое моделирование и расчетное исследование циклов нагрева и охлаждения насадки.

3.1. Расчетная модель процесса при периодическом нагреве и охлаждении насадки.

3.2. Влияние параметров регенератора на кинетику процесса и его тепловую эффективность.

3.3. Сравнение характеристик противоточного и прямоточного теплообмена.

3.4. Выводы по главе 3.

Глава 4. Применение разработанных моделей к описанию процессов теплообмена при производстве керамического кирпича в туннельных обжиговых печах.

4.1. Расчет теплообмена между потоком газа и твердой стенкой.

4.2. Расчет регенератора.

4.3. Описание туннельной печи для обжига кирпича.

4.4. Применение разработанных моделей к описанию процесса в печи.

4.4.1. Модель с однородным прогревом садки.

4.4.2. Экспериментальное исследование поля температур садки.

4.4.3. Исследование влияния системы утилизации ВЭР на тепловой режим обработки кирпича в туннельной обжиговой печи.

4.5. Оценка эффективности использования теплоты уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку промышленной печи.

4.6. Сведения о практическом использовании результатов работы.

4.7. Выводы по главе 4.

Основные результаты работы.

Актуальность темы диссертации. Одна из важнейших проблем при производстве кирпича заключается в соблюдении заданного температурного режима на всех стадиях его обработки в туннельной обжиговой печи: в зонах предварительного подогрева, обжига и охлаждения готового продукта. Для того чтобы избежать растрескивания кирпича вследствие слишком большой разности температур между теплоносителем и изделием а, следовательно, увеличения выхода бракованной продукции, в тепловых схемах туннельных печей обычно предусматривается довольно сложная система рециркуляции, включающая подсос холодного воздуха и переброску горячих продуктов сгорания ниже по потоку. Это позволяет выровнять температуру горячего теплоносителя по длине зоны предварительного подогрева и сократить долю бракованных изделий, но приводит к удорожанию технологической установки и уменьшению глубины утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания.

В промышленности строительных материалов потери теплоты при обжиге керамических изделий иногда достигают 20.30% от подводимой теплоты, а общий потенциал вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) данной отрасли оценивается в несколько миллионов тонн условного топлива. При этом наиболее перспективным является использование теплоты уходящих продуктов сгорания топлива для подогрева воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Важнейшим недостатком традиционных систем утилизации теплоты дымовых газов, включающих регенеративный подогреватель воздуха, установленный «на выхлопе» печи, является нестабильность температур теплоносителей на выходе из подогревателя, которая не позволяет достичь большой глубины утилизации ВЭР.

Поэтому весьма актуальной задачей совершенствования технологии производства керамического кирпича является организация заданного теплового режима его обработки путем рационального размещения теплообменника-утилизатора теплоты отходящих дымовых газов в тепловой схеме процесса и выбора оптимальных параметров его работы.

Для решения данной задачи необходимо разработать математическую модель процессов теплообмена как для всех стадий обработки материала в печи, так и для регенеративного теплообменника-утилизатора.

Важнейшей задачей при проектировании и эксплуатации регенеративных теплообменников является определение наивыгоднейших конструктивных и режимных параметров, при которых достигается максимальное теплоты, полученной единицей массы воздуха. Данные задачи не могут быть решены с помощью известных методов расчета, в которых вместо актуальных значений температур теплоносителей используются значения, осредненные по длине канала и времени цикла, а также ряд других допущений. Процессы теплообмена между теплоносителем и кирпичной садкой или насадкой регенеративного теплообменника зависят от множества параметров и поэтому весьма сложны для экспериментального исследования. Адекватное математическое описание нестационарных температурных полей и тепловых потоков в рассматриваемых процессах не только даст возможность поддерживать в них заданные технологические параметры путем управления процессами подачи теплоносителей в отдельные секции, что позволит уменьшить выход бракованной продукции, но и обеспечит общую экономию топлива.

Для решения этих актуальных технических и экономических вопросов необходима разработка математических моделей процессов нестационарного ра-диационно-конвективного теплообмена, которые могли бы прогнозировать температурный режим обтекаемых газом массивных тел в зависимости от конструктивных и режимных параметров процесса, а также оптимизировать его по различным целевым функциям, решающим для технико-экономических оценок. Это и определило цель настоящей работы, которая выполнялась в рамках ФЦП «Интеграция» (2.1 - АН 8 Математическое моделирование ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий), международного договора о научно-техническом сотрудничестве между

ИГЭУ и Горным институтом г. Алби, Франция, и планов НИР ИГ АСУ. Целью работы является повышение эффективности технологических установок производства керамического кирпича, включающих системы утилизации тепла с регенеративными теплообменниками, путем разработки математических моделей происходящих в них теплообменных процессов и оценки по ним рациональных режимов их эксплуатации и управления ими. Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель для расчета нестационарных температурных полей в теплоносителях и массивной стенке (садке кирпича и насадке регенеративного теплообменника) для случая радиационно-конвективного теплообмена.

2. Разработана математическая модель для расчета нестационарных тепловых потоков между теплоносителями и стенкой (насадкой), позволяющая рассчитывать оптимальное время цикла, соответствующее максимуму теплоты, полученному единицей массы воздуха, подаваемого в технологический процесс через регенератор за рассматриваемый цикл.

3. Достигнуто увеличение точности теплового расчета тепловых процессов в туннельной печи и в регенераторе путем учёта теплопроводности нагреваемого объекта в продольном и поперечном направлении.

4. По разработанным моделям выполнены численные эксперименты, позволившие выявить влияние конструктивных характеристик регенеративных теплообменников и параметров теплоносителей на оптимальное время цикла.

5. Выполнены экспериментальные исследования температурных полей в садке кирпича, доказавшие адекватность разработанных моделей и методов расчета.

Практическая ценность результатов состоит в следующем: 1. Показано, что размещение регенеративного теплообменника-утилизатора между зонами обжига и предварительного подогрева сырца в туннельной обжиговой печи дает возможность обеспечить более стабильный тепловой режим обработки керамического кирпича, что повышает его предел прочности на сжатие на 1,9%, и увеличить степень утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива до 25%.

2. Разработан компьютерный инженерный метод расчета процессов теплообмена в туннельной обжиговой печи в производстве керамического кирпича, включающей регенеративный теплообменник-утилизатор, и метод расчета оптимального времени цикла для регенеративных теплообменников.

3. Разработана методика оценки эффективности использования теплоты уходящих продуктов сгорания промышленных печей для подогрева подаваемого в них воздуха.

4. Разработанные математические модели, инженерные методы расчета и оптимизации, а также средства компьютерной поддержки моделирования и расчета нашли практическое применение в практике исследовательских и проектных работ в ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС. Разработаны рекомендации по реконструкции системы утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания известеобжигательной печи на ООО «Ивсиликат», которые включены в план реконструкции.

Автор защищает:

1. Ячеечную математическую модель и метод расчета нестационарного конвективно-радиационного теплообмена термически толстой стенки с обтекающим ее потоком газа.

2. Результаты численных экспериментов по исследованию влияния конструктивных и режимных параметров процесса на прогрев/охлаждение стенки и газа и циклы прогрева и охлаждения при ее работе в качестве утилизатора теплоты уходящих газов промышленных печей.

3. Инженерный компьютерный метод расчета процессов теплообмена в туннельной обжиговой печи при производстве керамического кирпича и методику оценки их тепловой эффективности.

4. Усовершенствованную тепловую схему туннельной обжиговой печи, позволяющую повысить качество керамического кирпича и тепловую эффективность обжига.

Апробация работы.

Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и получили одобрение на Международной научной конференции «Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием», Иваново, ИГХТУ, 2007; XIV Международной конференции «Информационная среда вуза», Иваново, ИГ АСУ, 2007, а также на научных семинарах кафедры прикладной математики ИГЭУ и кафедры гидравлики, водоснабжения и водоотведения ИГ АСУ (2006-2008гг.).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 5 печатных работах, в том числе в 2-х изданиях, предусмотренных перечнем ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка использованных источников и приложения.

Основные результаты диссертации

1. Показано, что размещение регенеративного теплообменника-утилизатора между зонами обжига и предварительного подогрева сырца в туннельной обжиговой печи дает возможность обеспечить более стабильный тепловой режим обработки кирпича а, следовательно, снизить выход некондиционной продукции, повысить передел прочности на сжатие на 1,9% и увеличить степень утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания топлива до 25%.

2. Разработана ячеечная математическая модель, описывающая нестационарный конвективно-радиационный теплообмен газа с термически толстой плоской стенкой при различных уровнях ее декомпозиции, и показано, что расчет теплообмена по интегральным показателям может вносить ошибку в расчет аккумулируемой стенкой теплоты до 20% по сравнению с разработанным методом расчета теплообмена по локальным тепловым состояниям стенки и газа.

3. Выполнено моделирование теплового состояния стенки при ее прогреве и выявлено влияние конструктивных и режимных параметров процесса на аккумулируемую в ней теплоту и скорость ее накопления.

4. Разработанная модель обобщена на случай подвижной в продольном направлении стенки, соответствующий прогреву/охлаждению кирпичной садки в туннельной обжиговой печи.

5. Выполнено моделирование циклов нагрева/охлаждения насадки регенеративного подогревателя в установившемся цикле работы и выработаны рекомендации по выбору рационального с точки зрения тепловой эффективности времени цикла.

6. Разработан компьютерный инженерный метод расчета процесса теплообмена при производстве керамического кирпича в туннельной обжиговой печи, базирующийся на разработанной математической модели процесса, и предложена методика оценки его тепловой и экономической эффективности.

7. Разработанная математическая модель и ее программно-алгоритмическое обеспечение внедрены в ЗАО «ИВЭНЕРГОСЕРВИС», где также приняты к внедрению рекомендации по расчету тепловой и экономической эффективности. Разработаны рекомендации по реконструкции системы утилизации теплоты уходящих продуктов сгорания известеобжигательной печи производительностью 60 т/сут на ООО «Ивсиликат», которые включены в план реконструкции.

1. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам/П.И. Ба-жан, Г.Е. Каневец, В.М. Селиверстов. М.: Машиностроение, 1989. - 366 с.

2. Бакластов, A.M. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепло-массообменных установок/А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, П.Г. Удыма М.: Энергоиздат, 1981.-336с.

3. Басьяс, И.П. Регенераторы мартеновских печей/ И.П. Басьяс, А.И. Черноголов Свердловск: Металлургиздат. Свердловское отд-ние, 1961.-516 с.

4. Берман, С.С. Расчет теплообменных аппаратов турбоустановок/ С.С. Берман- M.-JL: Госэнергоиздат, 1962. 240 с.

5. Боткачик, И.А. Регенеративные водухоподогреватели парогенен-раторов/И.А. Боткачик М.: Машиностроение, 1978. - 362 с.

6. Варгафтик, Н.Б. Теплофизические свойства веществ (справочник)/ Н.Б. Варгафтик М.: Машиностроение, 1972,- 720 с.

7. Высокотемпературные теплотехнические процессы и установки / И.И. Перелетов, JI.A. Бровкин, Ю.И. Розенгарт и др., Под ред. А.Д. Ключникова. М.: Энергоатомиздат, 1989,- 336 с.

8. Гольдфарб, Э. М. Расчеты нагревательных печей/Э.М. Гольдфарб M.-JL: Гостехиздат, 1958. 322 с.

9. Дацковский, В.М. О расчете вращающегося регенератора/В.М. Дацковский // Теплоэнергетика. 1965. - №8. - с. 93-95.

10. Деверо, Д. Проблемы металлургической термодинамики / Деверо Д, Оуэн Ф// Перевод с англ. М. В. Глазова; Под ред. В.М. Глазова. М.: Металлургия, 1986. - 423 с.

11. Елин, Н.Н. Математическое моделирование циклического радиа-ционно-конвективного теплообмена термически тонкой стенки с турбулентным потоком газа/Н.Н. Елин Н.Н., С.В. Хавер С.В. В кн. «Информационная среда вуза». - Иваново, ИГ АСУ, 2007. с. 263-265.

12. Жукаускас, А.А. Конвективный перенос в теплообменниках/А.А. Жукаускас М.: Наука, 1982. - 472 с.

13. Зуева, Г.А. Моделирование совмещенных процессов термообработки гетерогенных систем, интенсифицированных комбинированным подводом энергии/Г.А. Зуева// Диссертация на соискание учёной степени д. ф.-м. н., — Иваново: ИГХТУ, 2002. 300с.

14. Иванов, А.Б. Моделирование и расчет нагрева твердых тел перемещающимися источниками теплоты/ А.Б. Иванов, В.А. Зайцев, В.Е. Мизо-нов, С.В. Федосов С.В.// Монография Иваново: ГОУВПО «ИГХТУ», 2005. - 64 с.

15. Иодко, Э.А. Моделирование тепловых процессов в металлургии/ Э.А. Иодко, B.C. Шкляр М.: Металлургия, 1967. - 167 с.

16. Исаченко, В.П. Теплопередача: Учебник для вузов. 4 изд./В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел - М.: Энергоиздат, 1981. - 416 с.

17. Калафати, Д.Д. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена/ Д.Д. Калафати, В.В. Попалов М.: Энергоатомиздат, 1986. -152 с.

18. Кейс, В.М. Компактные теплообменники/В.М. Кейс, A.JI. Лондон -М.: Энерия, 1967.-472 с.

19. Кириллов, П.Л. Справочник по теплогидравлическим расче-там/П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В.П. Бобков М.: Энергоатомиздат, 1984. -296 с.

20. Кирсанов, Ю.А. Двухмерная теплопроводность в твердом теле при циклических четырехпериодных граничных условиях третьего рода/ Ю.А. Кирсанов // Известия АН СССР Энергетика, 1966,- №2,- с. 69-74.

21. Кирсанов, Ю.А. Математическое моделирование тепловых процессов в регенеративном воздухоподогревателе/Ю.А. Кирсанов//Теплоэнер-гетика. 1999.-№ 1. с. 51-54.

22. Кирсанов, Ю.А. Выбор уравнения для замыкания сопряженной задачи циклического теплообмена твердого тела с холодным и горячим теплоносителями/ Ю.А. Кирсанов //Изв. Вузов. Проблемы энергетики. 2003. -№1-2.

23. Кирсанов, Ю.А. Тепловой расчет регенеративного воздухоподогревателя/ Ю.А. Кирсанов // Изв. Вузов. Авиац. Техника. 1999. - №1. - с.32-35.

24. Кирсанов, Ю.А. Влияние нестационарности на теплоотдачу в регенеративном воздухоподогревателе/ Ю.А. Кирсанов//Изв. Вузов. Авиац. Техника. 2003. - №1. - с.22-25.

25. Кирсанов, Ю.А. Циклический сопряженный теплообмен потоков теплоносителей с твердым телом/ Ю.А. Кирсанов// Известия АН СССР -Энергетика, 1998.-№5.-с. 113-119.

26. Китайцев, В.А. Технология теплоизоляционных материалов/ В.А. Китайцев М.: Стройиздат. - 1970. - 384 с.

27. Ключников, А.Д. Энергетика теплотехнологии и вопросы энерго-сбережения/А.Д. Ключников М.: Энергоатомиздат, 1986. -126 с.

28. Колобов, П.С. Использование тепловых вторичных энергоресурсов в теплоснабжении/П.С. Колобов Харьков: Основа, 1991.- 222 с.

29. Кулинченко, В.Р. Справочник по теплообменным расчетам/В.Р. Кулинченко Киев: Техника, 1990. - 165 с.

30. Кустарев, Ю.С. Исследование роторного теплообменника малоразмерного регенеративного ГТД /Ю.С. Кустарев, А.В. Костюков, С.Ю. Елисеев, М.Е. Плыкин // Полет 2005, № 1 - с. 17-19.

31. Кутателадзе, С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие/С.С. Кутателадзе -М.: Энергоатомиздат, 1990. -367 с.

32. Лебедев, П.Д. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий/П.Д. Лебедев, Л.Л. Щукин М.: Энергия, 1970. - 408 с.

33. Лемлех, И.М. Высокотемпературный нагрев воздуха в черной ме-таллургии/И.М. Лемлех, В.А. Гордин М.: Металлургиздат, 1963. - 322 с.

34. Лыков, А.В. Теория теплопроводности/А.В. Лыков М.: Высш. школа, 1967. - 600 с.

35. Лыков, А.В. Теплообмен: Справочник/А.В. Лыков М.: Энергия, 1978. -479 с.

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

37. Макаров, Б.Н. Состояние вопроса и перспективы математического моделирования термической обработки керамических изделий в обжиговых печах/Б.Н. Макаров, В.Ю. Волынский, В.А. Зайцев Иваново: ГОУ ВПО «ИГХТУ», 2005. - 56с.

38. Малкин, В.М. Методика расчета регенераторов промышленных печей/В.М. Малкин// Сборник научных трудов №8. Регенеративный теплообмен. Гос. научно-техн. изд-во литературы по черной и цветной металлургии. Свердл. отд-ние. - Свердловск, 1962. - с. 197-229.

39. Нестационарный теплообмен/ В.К. Кошкин, Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, С.А. Ярхо. М.: Машиностроение. - 1973. - 328 с.

40. Новожилов, Ю.Н. Схема рециркуляции дымовых газов в котлах с вращающимися регенеративными воздухоподогревателями/Ю.Н. Новожилов // Промышленная энергетика, 2002. - № 7. - с. 26-30.

41. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991.

42. Падохин, В.А. Стохастическое моделирование диспергирования и механоактивации гетерогенных систем. Описание и расчет совмещенных процессов/В.А. Падохин//Диссертация на соискание учёной степени д. т. н., -Иваново: ИГ АСА, 2000. 388с.

43. Пономарев, Д.А. Нелинейная математическая модель транспорта сыпучего материала в лопастном смесителе/Д.А. Пономарев, В.Е. Мизонов, Н. Berthiaux, Е.А. Баранцева // Изв. вузов: Химия и хим. технология, т.46, вып.5, 2003, с.157-159.

44. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменых ус-тановок./А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, П.Г. Удыма; Под общ. Ред. A.M. Бакластова. М.: Энергоиздат, 1981.-336с.

45. Промышленная энергетика и теплотехника: Справочник /Под общ. ред. В.А. Григорьева, 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 588 с: ил.

46. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для вузов. / Под ред. A.M. Бакластова. М.: Энергоатомиздат, 1986.

47. Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели / В.К. Мигай, B.C. Назаренко, И.Ф. Новожилов, Т.С. Добряков. JI.: Энергия, 1971. - 286 с.

48. Розен, A.M. Масштабный переход в химической технологии. Разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделиро-вания/А.М. Розен М.: Химия, 1980. - 320 с.

49. Семененко, Н.А. Вторичные энергоресурсы промышленности и энерготехнологическое комбинирование/Н.А. Семененко -М.: Энергия, 1968. -296 с.

50. Семикин, И.Д. Топливо и топливное хозяйство металлургических заводов/И.Д. Семикин М.: Металлургия, 1965. - 512 с.

51. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. т.1 / Пер. с англ. под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова.- М.: Энергоатом из дат, 1987. 560 с.

52. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. т.2 / Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко и др.:- М.: Энергоатомиздат, 1987. 352 с.

53. Строительные машины. Справочник в 2-х томах. Под ред. В.А. Баумана и Ф.А. Лапира. Т.2. Оборудование для производства строительных материалов и изделий. М.: Машиностроение. 1977. - 496 с.

54. Тальянов, Ю.Е. Состояние вопроса и перспективы математического моделирования термической обработки строительных дисперсных материалов в барабанных аппаратах/Ю.Е. Тальянов, В.Ю. Волынский. — Иваново: ГОУВПО «ИГХТУ», 2003. — 16 с.

55. Телегин, А.С. Теплотехника и нагревательные устройства/А.С. Телегин, В.Г. Авдеева М.: Машиностроение, 1985. - 247 с.

56. Телегин, А.С. Конструкции и расчет нагревательных уст-ройств/А.С. Телегин, Н.С. Лебедев М.: Машиностроение, 1975. - 280 с.

57. Теория тепломассообмена/ С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кофа-нов и др.; Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. - 495 с.

58. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий/Под ред. О.Т. Ильченко. Харьков.: Вища шк., 1985,- 384 с.

59. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий: Учебник для техникумов / Голубков Б.Н., Данилов О.Н.,

60. Зосимовский JI.B. и др.; Под ред. Б.Н. Голубкова. 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1979.-554 с.

61. Теплообмен и тепловые режимы в промышленных печах./А.Д. Ключников, В.Н. Кузьмин, С. К. Попов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 174 с.

62. Троянкин, Ю.В. Реконструкция регенераторов промышленных печей с целью экономии топлива/Ю.В. Троянкин // Промышленная энергетика. 2004. -№ 5. - с. 22-23.

63. Уонг, X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Пер. с англ/Х. Уонг М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

64. Фалеев В.В., Бараков А.В. Исследование межфазного теплообмена в регенеративном теплообменнике с дисперсной насадкой/ В.В. Фалеев, А.В. Бараков // Промышленная энергетика, 2003, №6, с. 35

65. Федосов, С.В. Моделирование прогрева стеновых панелей при их термической обработке/ С.В.Федосов, В.Е. Мизонов, Е.А. Баранцева, И.Г. Грабарь, И.В. Новинский, Д.Ю. Фоломеев // Строительные материалы. 2007, №2, с. 86-87.

66. Федосов, С.В. Моделирование прогрева тонкого слоя материала перемещающимся источником теплоты/ С.В. Федосов, В.Е. Мизонов, А.Б. Иванов, О.В. Тихонов // Строительные материалы. 2007, №3, с.28-29.

67. Федосов, С.В. Моделирование тепловых процессов в регенеративных утилизаторах теплоты уходящих газов промышленных печей/ С.В. Федосов, В.Е. Мизонов Н.Н. Елин, С.В. Хавер // Строительные материалы. 2007, №9, с. 14-18.

68. Фраас, А. Расчет и конструирование теплообменников. Пер. с англ/ А. Фраас, М. Оцисик М.: Атомиздат. 1971. - 326 с.

69. Хавер, С.В. Моделирование прогрева и охлаждения насадки регенеративного теплообменника/ С.В. Хавер, Н.Н. Елин, В.Е. Мизонов // Химия и химическая технология. 2007, №12, с. 105-108

70. Хаузен, X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе/Х. Хаузен М.: Энергоиздат, 1981.-384 с.

71. Хейлигенштедт, В. Теплотехнические расчеты/В. Хейлигенштедт М.: ОНТИ, 1937.-432 с.

72. Хоблер, Т. Теплопередача и теплообменники: Пер. с польск/Т. Хоблер Л.: Госхимиздат, 1961. - 820 с.

73. Хоблер, Т. Теплопередача и теплообменники. Пер. с польского А.В. Плиса. Под ред. П.Г.Романкова/ Т. Хоблер, М. Тадеуш Л.: Госхимиздат, , 1961. - 820 с.

74. Шак, А. Промышленная теплопередача/А. Шак М.: Металлург-издат, 1961.-528с.

75. Яблонский, П.А. Проектирование тепло- и массообменной аппаратуры химической промышленности/П.А. Яблонский Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1978. - 85 с.

76. Berthiaux, H. Applications of Markov Chains in Particulate Process Engineering: A Review/ H. Berthiaux, V. Mizonov // The Canadian Journal of Chemical Engineering. V.85,No.6, 2004, pp.1143-1168.

77. Berthiaux, H. Application of the theory of Markov chains to model different processes in particle technology/ H. Berthiaux, V. Mizonov, V. Zhukov //. Powder Technology 157 (2005) 128-137.

78. Djerroud, D. A non-linear cell model of the drying process in a paddle dryer/D. Djerroud, V. Mizonov, P. Arlabosse, H. Berthiaux // Proc. of Int. Conf. "Science and Technology of Particles", May 23-25 2007, Albi, France. CD edition, Paper 137.

79. Hewitt, G.F. Hemispere handbook of heat exchanger design/ G.F. Hewitt, E.U. Schluender NY: Hemispere Publ. Corp., 1990.

80. Marikh, K. Flow Analysis and Markov Chain Modelling to Quantify the Agitation Effect in a Continuous Mixer/K. Marikh, H. Berthiaux, V. Mizonov, E. Barantseva, D. Ponomarev //. Chemical Engineering Research and Design. 2006, 84(A11), pp.1059-1074.

81. Marikh, K. Algorithme de construction de modeles markoviens mul-tidimensionnels pour le melange des poudre / K. Marikh, V. Mizonov, H. Berthiaux, E. Barantzeva, V. Zhukov // Congms Francophone de Gimie des Pro-cedes GP 2001-Nancy 17-19 october 2001.

82. Mizonov, V. Application of the Theory of Markovian Chains to Processes Analysis and Simulation/ V. Mizonov, H. Berthiaux, K. Marikh, V. Zhukov // Ecole des Mines d'Albi, 2000, 61p.

83. Mizonov, V. Application of the Theory of Markov Chains to Simulation and Analysis of Processes with Granular Materials/ V. Mizonov, H. Berthiaux., V. Zhukov // Ecole des Mines d'Albi, 2002, 64p.

84. Mizonov, V. Application of Multi-Dimensional Markov Chains to Model kinetics of Grinding with Internal Classification / V. E. Mizonov, et al Proc. of the 10-th symposium on Comminution Heidelberg, 2002, 14 p.

85. Tamir, A. Applications of Markov chains in Chemical Engineering/ Tamir A. Elsevier publishers, Amsterdam, 1998, - 604 p.