автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Термическое состояние газоплотных поверхностей нагрева котлов-утилизаторов

На правах рукописи

^ Стёпин Сергей Максимович

ТЕРМ ИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГАЗОПЛОТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ

Специальность: 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2007

003161212

Работа выполнена на кафедре промышленной теплоэнергетики теплоэнергетического факультета ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мунц Владимир Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, старший н.с.

Боковиков Борис Александрович

кандидат технических наук, старший н.с. Захарченко Геннадий Яковлевич

Ведущая организация: ООО «Уралмаш

оборудование»

Метаялур гическое

Защита состоится 14 ноября 2007 г. в 15.30 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет — УПИ» по адресу: г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5, 8-й учебный корпус УГТУ - УПИ, ауд. Т - 703.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, учёному секретарю. Телефон (343) 3754574, факс (343)3759570, е-таП: lta_ugtu@mail.ru, stepinsm@yandex.ru, dpe@mail.ustu.ru.

Автореферат разослан « октября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На сегодняшний день в металлургической промышленности имеется существенный потенциал для проведения энергосберегающих мероприятий Различные энергоемкие производства осуществляют выброс тепловой энергии, которую необходимо использовать

ОАО «Уралэнергоцветмет» разработана конструкция котла-утилизатора для утилизации теплоты отходящих газов за печами с плавкой в жидкой ванне Одним из основных элементов данной конструкции является огневой лист (Рис 1а). Наравне с использованием огневого листа для обеспечения герметичности топки котла-утилизатора при условии отсутствия в составе дымовых газов Б О?, используют газоплотную панель (Рис 16).

Исследуемые в работе конструкции (Рис 1) позволяют добиться существенного упрощения процесса чистки и увеличить срок службы котла-утилизатора дымовых газов после печей цветной металлургии Первым шагом в проектировании стенки топки котла-утилизатора является определение ее минимального, с точки зрения металлоемкости, профиля Основное влияние на результат в данном случае оказывают предельная температура окалинообразования, температурные напряжения и в некоторых случаях температура конденсации водяных паров при повышенном содержании в газе диоксида серы Для проектирования поверхностей нагрева необходима разработка инженерной методики расчета температур поверхности и максимальных напряжений

Цель работы. Разработка методик расчета температурных полей и методов оценки максимальных напряжений поверхностей нагрева для топок котлов-утилизаторов (Рис 1)

В ходе выполнения работы поставлены и решены следующие задачи.

1 Разработана пригодная для инженерного использования методика расчета температурного поля газогоютной панели В том числе

• , Проведено сравнение результатов расчета по предложенной инженерной методики с данными, имеющимися в литературе

• Проведено сопоставление результатов расчета по предложенной инженерной методике с полученными экспериментальными данными

2 Разработана пригодная для инженерного использования методика расчета температурного поля огневого листа В том числе.

а

Рис. 1 Конструкции исследуемых в работе газоплотных поверхностей нагрева а — огневой лист, б — газоплотаая панель

• Проведено сравнение результатов расчета по предложенной методике с результатами расчета с использованием численного метода

• Проведено сопоставление результатов расчета по предложенной методике с полученными экспериментальными данными

• Проведен анализ влияния геометрических параметров огневого листа на величину и характер температурного поля.

• Рассмотрен вопрос влияния тепловой асимметрии на характер температурного поля

3 Проведена оценка максимальных температурных напряжений в конструкции огневого листа В том числе

• Проведено выявление критических точек огневого листа с помощью определения поля напряжений численным методом

• Проведен анализ влияния геометрических параметров огневого листа на величину и характер напряжений в критических точках

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается соответствующей точностью и тарировкой измерительных систем, применением современных численных методов решения, удовлетворительным согласованием полученных результатов с экспериментальными данными; соответствием полученных результатов современным физическим представлениям, применением сертифицированного, лицензионного программного комплекса АШУБ (лиц согл № 00106919) для расчетных исследований

Научная новизна:

1 Разработана аналитическая методика расчета температурного поля огневого листа Проведено сравнение результатов расчета по предложенной методике с результатами расчета численным методом и с полученными экспериментальными данными

2 Проведено исследование поля напряжений огневого листа с использованием численного метода Впервые разработана аналитическая методика оценки напряжений в критических точках огневого листа для анализа влияния его геометрических параметров на величину напряжений

Практическая ценность:

1 Выбор геометрических размеров элементов газогоготной панели на основе расчетов по предлагаемой методике позволит избежать интенсивного окалинообразования и увеличить тем самым срок службы котла

2 Выбор геометрических размеров элементов огневого листа на основе расчетов по предлагаемой методике позволит избежать конденсации паров серной кислоты на поверхности листа и увеличить тем самым срок службы котла

3 Выбор геометрических размеров элементов огневого листа по предлагаемой методике позволит избежать разрушения сварного шва и повысить тем самым надежность конструкции

Автор защищает:

1 Аналитическую методику расчета температурного поля газоплотной панели

2. Аналитическую методику расчета температурного поля огневого листа.

3 Результаты экспериментальных исследований температурного поля газоплотной панели и огневого листа.

4 Методику оценки максимальных температурных напряжений огневого листа

Апуобаиия работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на. IV отчетной конференции молоды ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2003), Всероссийской студенческой олимпиаде, научно-практической конференции и выставке студентов, аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, 2003), VII Всероссийском совещании-выставке по энергосбережению (Екатеринбург, 2006), XI отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург 2007), XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии" (Томск, 2007); XVI Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А И. Леонтьева (Санкт-Петербург, 2007)

Публикации По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 2 статьи в реферируемых изданиях по списку ВАК

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения общим объемом 125 страниц, в том числе 53 рисунка, 11 таблиц Список литературы включает 43 наименования

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована целесообразность использования газоплотных поверхностей нагрева, определен круг основных задач исследования, показана актуальность и практическая значимость решаемых проблем

В первой главе проведен анализ литературных данных, посвященных температурному режиму и полю напряжений для газоплотных поверхностей нагрева Из литературного обзора следует задача расчета температурного поля и поля напряжений для газоплотной панели изучена достаточно полно, но отсутствует аналитическая методика расчета температурного поля, адаптированная для инженерных расчетов, существующие методики для расчета температурного поля огневого листа имеют существенные недостатки, а методика расчета поля напряжений огневого листа отсутствует

В результате сформулированы следующие задачи исследования

1. Разработать пригодную для инженерных расчетов аналитическую методику расчета температурного поля газоплотной панели в условиях преобладания лучистой составляющей теплообмена. Сравнить результаты расчета по предложенной методике с результатами расчетов по методикам, имеющимся в литературе, и с экспериментальными данными

2 Разработать пригодную для инженерных расчетов аналитическую методику расчета температурного поля огневого листа в условиях преобладания лучистой составляющей теплообмена Сравнить результаты расчетов по предлагаемой методике с результатами расчетов по методикам, имеющимся в литературе, с результатами расчетов численным методом и с данными эксперимента Проанализировать влияние геометрических параметров огневого листа на величину и характер изменения температур.

3 Определить области концентраций напряжений в огневом листе (критические точки) Разработать пригодную для инженерной практики методику оценки напряжений в критических точках Сравнить результаты расчета напряжений в критических точках с результатами расчета поля напряжений численным методом Провести анализ влияния геометрических параметров огневого листа на величину и характер напряжений в критических точках

Во второй главе приведены описание и результаты эксперимента. Эксперимент

проводился на экспериментальной установке (Рис. 2) Газоплотная панель (огневой лист) помещалась в нагревательную печь круглого сечения диаметром 280 мм Тыльная сторона и часть лицевой сотроны газоплотной панели (огневого листа), а также подводящие трубы и коллектора были изолированы каолиновой ватой Изолирование лицевой части газрплотной панели (огневого листа) связано с неравномерностью прогрева печи по высоте неизолированной оставалась только область панели (листа) высотой Н„ (Рис 2) напротив поверхности печи с постоянной температурой

Вода из прямого трубопровода отопления поступала в газоплотную панель (огневой лист), а затем

Примечание Термопара 1 вмонтирована в лицевую часть установки, а 5, в тыльную „ д

' 77

Огневой лист (газоплотная панель)

---

В теплосеть

Электрическая-печь

Из теплосети

Рис 2 Схема экспериментальной установки 1 -7 — термопары, 8-9 - ртутные термометры, 10 - счетчик расхода воды, 11 - насос

насосом (поз 11 на Рис 2) подавалась в обратный трубопровод отопительной сети Для измерения температуры воды на входе ('с и выходе ("с из газошготной панели (огневого листа) использовались ртутные стеклянные лабораторные термометры ТЛ-4, (поз 8 и 9 на Рис 2). Счетчик горячей воды СГВ (поз 10 на Рис 2) предназначен для измерения объема воды, протекающей по трубопроводу V

Для измерения температур поверхности газоплотной панели (огневого листа) (поз 1-7 на Рис 2) использовались два типа термопар термопары хромель-копель (ТХК) и кабельные термопары хромель-алюмель типа КТХА 02 01-Т600-И-1,5-2500/500 Термопары были вмонтированы в поверхность газоплотной панели и огневого листа

Сигнал, полученный с термопар, поступал в восьмиканальное устройство контроля температуры УКТ38-Щ4 ТП, затем сигнал со всех каналов объединялся и отправлялся на адаптер интерфейса АС-2, после чего фиксировался на ПК в виде значений температур

При проведении эксперимента осуществлялись следующие действия:

• разогрев печи до выхода на стационарный режим, что контролировалось по температуре реторты печи термопарой КТХА (поз 7 на Рис 2)

• в стационарном режиме в течении 2-3 минут проводились замеры температур поверхности газоплотной панели или огневого листа прибором УКТ38-Щ4 с отправкой данных на ПК

• Одновременно проводилась запись температур теплоносителя на входе /' и выходе /"из установки по термометрам ТЛ-4 (поз 8 и 9 на Рис 2)

Тепловой поток, воспринятый панелью, рассчитывался по формуле

в _У Ре Се (У-У) Г 3 5 Я г

пая л пп 1У

где величины V, /'с 1"с и ту получены экспериментально Н„=586 мм -высота неизолированной части установки (Рис 2)

Коэффициент теплопередачи от стенки трубы к воде рассчитывался по формуле

(1,82 1ЕЯе-1,64ГрНке1()00)

_8_

а_-- _

I.1'27 1

л/2 2 (1,82 ^ Ые-1,64)

Рг3-1

\

Расчетная схема газоплотной панели

Всего было проведено 16 экспериментов для газоплотной панели и 14 -для огневого листа

Общая погрешность эксперимента в определении температуры поверхности газоплотной панели и огневого листа состоит из погрешности прямых измерений, зависящих в основном только от инструментальной погрешности термопар, и погрешности косвенных измерений

Средние значения суммарной погрешности составили для газоплотной панели 5%, а для огневого листа - 6%

В третьей главе представлена аналитическая методика расчета температурного поля газоплотной панели

Рассматривается труба с прямоугольным ребром постоянной толщины общей шириной s/2 и д линой 1м (Рис. 3) Температура охлаждающей воды (с в трубах постоянна по их длине, следовательно, температура металла меняется только в плоскости чертежа Коэффициенты теплопроводности X металла труб и ребра считаем одинаковыми и не зависящими от температуры

Труба разделяется на три участка На участке 1 (Рис 3) с температурой -ti(y/) тепловой поток q подводится с внешней стороны трубы Величина воспринимаемого теплового потока зависит от угла у/. Данная зависимость выражается коэффициентом облученности <рт С внутренней стороны теплота отводится к воде при постоянном коэффициенте теплоотдачи а (граничные условия III рода)

На участке 2 (Рис. 3) труба имеет температуру t2=t2(w)- С внешней стороны

q qf? h

на участок поступает теплота q2 ---——, воспринятая ребром. С внутренней

b

стороны теплота отводится к воде при постоянном коэффициенте теплоотдачи а (граничные условия III рода).

На участке 3 (Рис 3) труба имеет температуру t3-t3(\ff) С внутренней стороны теплота отводится к воде с постоянным коэффициентом теплоотдачи а (граничные условия III рода) С внешней стороны на этом участке труба теплоизолирована

Участок газоплотной панели 4 (Рис. 3) рассматриваем как стержень, температура которого меняется только по его длине и постоянна по толщине в каждом сечении Температура огневого листа на этом участке t4 =t/x) От газов к металлу подводится тепловой поток q Величина теплового потока по координате х зависит от коэффициента облученности <рр С внутренней стороны

на этом участке стержень можно считать теплоизолированным ввиду значительных термических сопротивлений слоев воздуха и изоляции в межтрубном пространстве за газоплотной панелью

Дифференциальные уравнения с предложенными упрощениями, описывающие изменение температуры по длине четырех зон газоплотной панели при граничных условиях второго рода (постоянный тепловой поток с внешней стороны) имеют следующий вид:

!_ Л(у) | д-<рт{у) гн 0

г2 ¿цр- Л 8 гв Я 8

J_ АМ 11 < h г« 4Ф)-й_0

г2 dy/2 Я 8 b ге Я 8 J_ d\(y) а[ф)-гJ_Q г2 dy2 Л 8 d\{x) , Ч-9Р{х) й

(3)

dx2

Я ъ

Сложную зависимость коэффициента облученности трубы (рт от угла с точностью менее 1 % возможно аппроксимировать кубической параболой

= 2C0S

arcsm

í

s1 — 2s rn sin + r„2

+ у/ - arctan

rH eos у/

s-rK smy/

1

+ — = 2

(4)

= kx у/ + fcj у2 + k} y/ + k4

С точностью менее 3% для ребра возможна замена локального коэффициента облученности <рр на средний коэффициент облученности ребра

ср

<Рр

sm

s

2 s,'2rH-\ Ъ

—arccos--— arccos—

я s ги -1 2 г„

2 í. 2r — I —arccos--—

Ж S, г„ -1

(5)

2г„

■~1

Решение системы (3) с принятыми упрощениями имеет вид-

а к

k¡ у/ъ + к2 + i, +

у/+\ i4+2-

+ С. е-""" + Сл е™

(6)

t2(p) = CA е""// +С3 e'mv +

ч Кр h

a b

(7)

ф) = С2 етч,+Сх е-"1"*

+ Х + С•

Л ъ

(8) (9)

Постоянные интегрирования рассчитываются, исходя из граничных условий. Считаем, что торцевые поверхности полутрубы (Рис. 3) теплоизолированы (следствие симметрии), на границах контакта участков постулируется непрерывность полей температур.

Результаты расчетов и сопоставления с данными эксперимента для газоплотной панели представлены на Рис. 4. Необходимость выполнения каждого эксперимента на отдельном рисунке диктуется разными значениями падающих тепловых потоков и коэффициентов теплоотдачи к воде

5-. 120 |Ю0 -

I 80 -

60 -40 20 ;

Лобовая

образующая

трубы

д --- 24100 Вт м2 а = 600 Вт/м! К 1С - 71 "С

Тыльная образующая трубы_

^ 120 I 100

I 80 ' 1 60 40

5:

20 0

<7 = 29300 Вт'м2 а - 580 Вт м2 К ! ■= 73 "С

10

20

30

40

Координата по прямой от оси труоы, мм

120

100 -

80

60 -

6 40 -

5: 20 ;; 0 --

? = 35600 Вт'»2 а = 620 Bm.ii2 К 1Г=74°С

10 20 30 40 Координата по прямой от оси трубы, мм

Я = 5 ¡200 Вт'м2 • 760 Вт л,2 К

о 120

1 100

60 о

>5 40

20 -

0

0

0 10 20 30 40

Координата по прямой от оси трубы мм

? = 43000 Вт V2 а = 860 Вт м2 К 1с = 7б°С

10

20

30

40

Координата по прямой от оси трубы, м.м

Рис 4 Сравнение расчетных данных с экспериментом ♦ - эксперимент,

------ расчет по методике, описанной

в литературе, расчет по предлагаемой методике

о ю 20 30 40

Координата по прямой от оси трубы м м

В результате можно утверждать, что

• расхождение расчетов по предложенной аналитической методике с полученными экспериментальными данными не превышает ±9 % для

ребра и поверхности трубы, обращенных к тепловому потоку, и ±15 %, для тыльной части трубы;

• предложенная аналитическая методика пригодна для инженерных расчетов и имеет расхождение с точной методикой, описанной в литературе, менее чем на 1%

В четвертой главе:

• предложена методика расчета температурного поля огневого листа,

• рассмотрен случай тепловой асимметрии,

• выполнено сравнение результатов расчета по предложенной методике с результатами по методикам, имеющимися в литературе, с расчетами с использованием численного метода и экспериментом,

• выполнен анализ влияния основных параметров на величину температурного поля.

Считается, что трубы приварены к листу по всей их длине швом постоянной ширины Ь (Рис. 5) Температура охлаждающей воды в трубах практически постоянна по их длине, следовательно, температура металла меняется только в плоскости чертежа Коэффициенты теплопроводности Я. металла труб, огневого листа и сварного шва считаем одинаковыми и не зависящими от координаты. На поверхность огневого листа падает тепловой поток, не изменяющийся во времени и не зависящий от координаты листа (граничные условия II рода)

Для расчета температурного поля вся конструкция разбивается на три элемента труба, лист и сварной шов

Расчет температуры внутренней поверхности трубы (участки 4, 5, 6 на Рис

5) проводится при условии, что весь воспринятый тепловой поток на участках /, 2, 3 передавался через сварной шов Ь трубе на участке 4

Стенку трубы можно рассматривать как стержень, теплоизолированный с внешней стороны С внутренней стороны трубы теплота отводится к воде с температурой 1С с постоянным значением коэффициента теплоотдачи а (граничные условия III рода)

в /, .бнепр §

1 1 1 'о Мъ I

¿/2

I I--=-СЛ

Рис 5 Профиль огневого листа Расчетная схема приварки трубы к листу

Участок стенки трубы в месте соприкосновения со сварным швом рассматривается как стержень, температура которого меняется по углу у 14 = (Рис 5) Со стороны сварного шва к участку трубы подводится тепловой

поток д4 = ^ Д , а отвод тепловой энергии осуществляется к охлаждающей 2 гву/2

воде.

Участки стенки трубы 5 и б также рассматриваются как стержни, температуры которых, соответственно, равны г5 = 1(у) и = ((у). Изменение температуры обусловлено распространением теплоты теплопроводностью и отводом теплоты к охлаждающей воде

Дифференциальные уравнения, описывающие изменение температур по длине трех зон трубы, с предложенными упрощениями будут иметь следующий вид

А (У) а- , <? л 1 _0

г* е1ц/г X 5 2 г, цгг 1 8

1 ¿лф) ССЫу)-1с]__ц пт

г/ ¿у/2 Л ё У }

/•/ /I

С учетом того, что начало угловых координат принимается от отрезка ОА (Рис 5), решением системы (10) являются следующие уравнения:

С<,+е-т(ч'-щ) С, + , ^ -+ г

5+^-+ (И)

2 ц/г а

15 С4 С3+Гс (12)

С,+/с (13)

Для вычисления постоянных интегрирования используют граничные условия Считаем, что торцевые поверхности трубы теплоизолированы (следствие симметрии), а на границе контакта участков постулируется непрерывность полей температур

Для листа в области сварного шва предполагается, что температура на этом участке не зависит от координаты х и у и рассчитывается как средняя величина

( = ?2+г2 = (14)

2 2 2

Температура 1'2 (I' '?) - это такая температура, которую имел бы элемент огневого листа с координатой х=дтпр (х~Ь+ д,кпр)нг. глубине, равной Ь/2 (в середине листа) при изменении температуры только вдоль оси Оу Эти

температуры определяются из формулы, выведенной на основании закона Фурье

д = £-- [С2-фг)], (15)

ж у

где у - расстояние от середины листа до внутренней поверхности трубы вдоль оси Оу (Рис 5)

Температуры оставшихся двух участков огневого листа / и 3 определяются из решения следующих дифференциальных уравнений:

Решение (16) и (17) имеет вид

+ х + С8 О»)

1 2 ЛЬ 8

3 2 ЛЬ9 10

Постоянные интегрирования рассчитываются, исходя из граничных условий и при смещенных в точку В координатах (Рис 5) Считаем, что торцевые поверхности листа теплоизолированы (следствие симметрии), а на границе контакта участков 1 и 3 с участком 2 температура равна температуре участка 2

Сравнение расчетов по предложенной методике с расчетами по методикам, представленными в литературе, и с расчетом с использованием численного метода (Рис 6) показало практическое совпадение результатов расчета по предложенной методике с численным методом

Незначительные расхождения (в среднем до 6%) обусловлены двумя причинами

1 Использование одномерной задачи в аналитическом методе (распределение температуры только по длине)

2 Усреднение температуры участка листа 2 (Рис 5), для которого в действительности наблюдается наибольшее изменение температур по оси х

Сопоставление расчетов по предлагаемой методике с результатами расчетов с использованием численного метода и экспериментальными данными для огневого листа представлено на Рис 7

200 -175

I «

I |!5<и

§ S I 5 § 125 -г

Описанный в литературе "балансовый метод"

з б, «о s:

100

25

Предложенная

Численный У методика

метод Описанный в литературе "метод по граничным условиям III рода"

0

10

20

30 40

Координата от точки В, мм Рис 6 Распределение температур по длине огневого листа с/-43кВт/м2, а-10Н)Вт/м2К, Х=51,9Вт/мК, tc=75°C, s=82mm, ¿„епр=7,4мм, Ь=бмм, д3=0,75мм, 3=3,5мм, с1а=35мм, L=7

мм О 150

1

I" 125

q = 23900Втт2 а - 1004 Вт и2 К tc = 73 °С

I 125 -

100 -

50

q = 33500 Вт м2 а = 997 Вт. м2 К t=74°C

30 40

Координата ми

10

20

30 40

Координата мм

150

SS

S.

1- 125

<3

100

|

V© 75

§

50

q = 36700 Вт'и2 а = 1171 Вт и2 К tc = 75 бС

О 150

10

20

30 40

Координата ш/

О 150

1: 5Г 125

55

100

S

75

50

q = 42900 Вт w

а = 1165 Вт м2 К /, = 75 °С

30 40

Координата мм

Рис 7 Сравнение расчетного распределения температур в огневом листе с экспериментальными данными ♦ - эксперимент,

----расчет численным методом,

-расчет по предлагаемой методике

Ю

20

30 40

Координата мм

о зоо

I275

I" 250 §•225 -| | 200 <£> 175 -^ ,50 125 100

250

Ь = 2 мм

= 8 ич

= 4 мм ,Ь = 6 мм

Ь = 10 мм

30 40

Координата, мм

О 275

§ 250

К

1 200 8 175 ■2

^ 150 125 100

225

5 - 100 ЛШ _

^ 90мм

/ $ = 82 лт

уГ ^е******^ ~ ММ

............... 5 = 70 «м

04 06 0,8 1

Относительная координата х'з

10

30 40

Координата, мм ' Координата, мм

Рис 8 Влияние на температурный режим огневого листа а - толщины огневого листа 6,

б - шага 5, в- ширины сварного шва Ь, г- ширины непроваренного участка 8тпр 1 = 50кВт/м2 = 1 кВт/мК Ь = 6 мм 3 = 3,5 мм я = 82 мм

г?„ - 42 мм

275

Ь = 7 мм

, = 7,4 мм

= 50 Вт/мК

I 0 10 20 30 40 50 60 70 80

1 ^^шштшшттМ 4 —

Рис 9 Распределение температуры по длине огневого листа в случае тепловой асимметрии для значений эксперимента д=43кВт/м2; а=1010Вт/м2К, 1=51,9Вт/мК, /2)с=75°С, з=82мм, д,,епр=7,4мм, Ь=6мм, §3—0,75мм, 3=3,5мм, а!в~35мм, Ь=7 мм

3 =0,75 мм

Из проведенного анализа влияния основных параметров на величину и характер температурного поля огневого листа (Рис. 8) следует, что при проектировании

оптимальной конструкции огневого листа, взяв за критерий надежности температуру окалинообразования и температуру конденсации водяных паров, существенными будут как размеры составляющих конструкции бив, так и технология производства (сварки), непосредственно влияющая на параметры Ь и 6непр Изменяя данные геометрические параметры, возможно добиться оптимального, по критерию металлоемкости, профиля

На Рис 9 представлено распределение температур по длине огневого листа в условиях тепловой

асимметрии при значениях перепада температур между двумя соседними трубами А/

В пятой главе:

• рассмотрено напряженно-деформированное состояние огневого листа, определенное с помощью численного метода, выявлены критические точки,

• предложен расчет напряжений в сварном шве по средним температурам участков,

• выполнен анализ влияния основных параметров на величину

Под воздействием

теплового потока в огневом листе возникают термические напряжения и деформации Возникающие деформации и точки максимальных

напряжений схематично

представлены на Рис 10

При проектировании котла-утилизатора для

компенсации возникающих термических напряжений

поверхностей нагрева,

состоящих из нескольких огневых листов, предусматривается возможность свободного перемещения листа по оси х и вдоль оси трубы В связи с этим на участке 1 (Рис 10) возникают деформации без напряжений На участке 2, включающим в себя элемент листа и трубы, а также сварной шов, термических напряжений также не возникает, т к не существует ограничений свободного перемещения по оси у

На участках 3 и 4 за счет их различной температуры и ограничения их свободного перемещения участком 2 возникают термические напряжения и деформации При этом на участке 3 напряжения будут носить сжимающий характер, а на участке 2 - растягивающий Деформация (выпучивание) участка 3 будет незначительной, т к дайна участка сопоставима с его шириной В связи с этим часть возникших термических напряжений, которая не перешла в деформации, будет воздействовать на сварной шов в точке А (Рис 10), вызывая напряжения То же самое наблюдается для участка 4, где растягивающие напряжения вызывают напряжения в точке В (Рис 10)

Существование напряжений в трубе на участке 5 определяется наличием стока теплоты внутри трубы Но значения напряжений будут незначительны по сравнению с напряжениями в точках А и В за счет компенсации напряжений деформациями.

напряжений в критических точках.

Рис 10 Схема деформации огневого листа Точки А к В-точки максимальных напряжений

Провести расчет напряжений с учетом деформаций аналитическими методами сложно, и полученные результаты будут громоздки и неудобны для применения в инженерной практике. Для определения напряжений и деформаций с достаточной точностью возможно использовать численный метод

Для анализа влияния различных геометрических параметров огневого листа при проектировании котла-утилизатора рассмотрена методика расчета напряжений в сварном шве по средним температурам участков Расчет напряжений в области сварного шва по средним температурам участков основан на следующих предпосылках

• Температурное поле огневого листа одномерно для каждого элемента

• Напряжения в листе на участке 1 отсутствуют за счет возможности свободного перемещения листа вдоль оси х

• На участках 3 и 4 за счет их различных температур и ограничения перемещения относительно друг друга участком 2 в точках А и В возникают термические напряжения

• Напряжениями в трубе на участке 5 пренебрегаем, тк решение задачи численным методом показало, что эти напряжения несущественны.

На основании формулы расчета нормальных напряжений, возникающих в пластине в направлении градиента температур, напряжения в точках А и В

рассчитываются как

„• - Е ^

"а ~ - ~~ 1 -¡Л

<т - Е 4-0

в - :

Здесь 1- среднеинтегральная температура участков 3 и 4:

--?3+ Щ Г" Г4 (22)

$„епр+У\ Г„ $непр+Щ Гн

Среднеинтегральные температуры участков 3 и 4, исходя из (12) и (19) определяются как

(20) (21)

<7 8„епр (23)

8„гпр 3 Я. Ь

\tidy/

С4 (24)

С

Для того, чтобы сделать вывод о возможной остаточной деформации или разрушении сварного шва в точке А или В необходимо сравнить полученные напряжения с пределом упругости и пределом прочности данного материала с поправкой на коэффициент прочности сварного шва 0,6

На Рис 11 представлено влияние основных параметров на величину напряжений, а также сопоставление результатов расчетов по предложенному упрощенному методу с результатами расчетов при использовании численного метода

Рис 11 Влияние на напряжения огневого листа а - шага з, б- толщины листа Ь,, е- ширины непроваренного участка джпр; г - ширины

сварного шва I

-расчет по предлагаемой методике, - - расчет численным методом

д - 50кВт/м2 а=1кВт/м2К Ъ = 6мм 3 = 3,5мм 5 =82мм

й„ = 42 мм 1 = 7 мм = 7,4 мм =0,75 мм А = 50Вт/мК

Из проведенного анализа влияния основных параметров на величину напряжения в сварном шве огневого листа в точках А и В (Рис. 11) следует, что.

• Температурное напряжение огневого листа в первую очередь зависит от величины теплового потока с его ростом линейно растут разности температур листа и трубы и, соответственно, напряжения

• Влияние геометрических параметров трубы (8, 4,) в пределах их возможных значений на напряжения в сварном шве несущественно

• При проектировании оптимальной конструкции огневого листа, взяв за критерий надежности напряжения сварного шва, существенными будут как размеры составляющих конструкции Ь и 5, так и технология производства (сварки), непосредственно влияющая на параметры Ь и

Зиепр

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе:

1. Разработана и предложена инженерная методика расчета температурного поля для газоплотной панели взамен используемой точной методики. Расхождение методик не превышает 1%. Результаты расчета по предлагаемой методике имеют удовлетворительную сходимость с данными эксперимента.

2 Разработана и предложена аналитическая методика расчета температурного поля огневого листа. Результаты расчета по предлагаемой методике имеют /до в летв орите л ьную сходимость с результатами расчетов с использованием численного метода и с данными эксперимента.

3. Изучено влияние геометрических параметров огневого листа на его температурный режим. Определено, что наибольшее влияние на температуру поверхности листа оказывают толщина листа (Ъ), шаг экрана (я), ширины сварного шва (£) и не проваре иного участка (д,к„р).

4. Проведен расчет поля напряжений огневого листа численным методом. Определено, что наибольшие напряжения возникают в области сварного шва.

5. Разработана и предложена методика расчета напряжений в сварном шве огневого листа по средним температурам участков необходимая для анализа влияния геометрии огневого листа на величину температурных напряжений в сварном шве. Определено, что наибольшее влияние на напряжения в сварном шве оказывают толщина листа (Ь), шаг экрана (5), ширины сварного шва (¿) и непроваренного участка

Основное содержание работ опубликовано:

1. Стёпин СМ. Сравнение методов расчета температурных полей в газоплотных панелях современных котлов-утилизаторов,/ С.М.Стёпин, В.А.Мунц // Научные труды IV отчетной конференции молоды ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей. В 1 ч,- Екатеринбург, 2003. - Т. 2.- С. 396-397.

2. Стёпин СМ. Поверхности нагрева котлов-утилизаторов У С.М.Стёпин, В.А.Мунц // Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых. - Екатеринбург, 2003. - С. 146149.

3. Расчет температурных полей в мембранных поверхностях нагрева котлов-утилизаторов/ Л. Г.Гальперин, В.А.Мунц, С.М.Стёпин и др.// Вестник УГТУ-УПИ. Теплоэнергетика. - 2004. - №3 (33). - С. 40-46.

4. Стёпин С.М. Моделирование и оптимизация конструкций газоплотных панелей для котлов-утилизаторов ОАО "Уралэнергоцветмет"./ С.М.Стёпин, В.А.Мунц, В.В.Добрынин// Энергосбережение: состояние и перспективы. Труды VII Всероссийского совещания-выставки по энергосбережению, Екатеринбург 21-24 марта 2006. - Екатеринбург, 2006. - С. 56-57.

5. Стёпин С.М. Температурный режим огневого листа./ С.М, Стёпин,

B.А.Мунц Ц Научные труды X] отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей. В 3 ч. - Екатеринбург, 2007. - Т. 3. -

C. 90-93.

6, Степи» С.М. Тем игра турное поле огневого листа котлог-утилнзаторов. Методика расчета. Эксперимент./ С.М.СтЙпин, В./.Мунц //XIII Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии", 26- 30 марта 2007 г. Труды в 3-х т. - Томск, 2007. - Т. 3. - С. 259-261.

7. Стёпин С.М. Температурное поле газоплотной поверхности нагрева (огневого листа) котлов-утилизаторов./ С.М.Стёпин, В.А.Мунц // Труды XVI Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. - М., 2007. - Т. 2. - С. 182-185

8, Стёпин С.М., МунЦ В.А. Проектирование поверхностей нагрева оптимального профиля котлов-утилизаторов// Энергосбережение и водоиодготовка. - 2007. - №4 (48). - С. 47-48.

Список основных обозначений

Ь -толщина ребра для газоплотной панели и огневого листа, м; с„ -теплоемкость воды. кДж/кг К; Е — модуль упругости, Па; Ь - высота ребра, м;

/_ - ширина сварного шва. м; т = га^У^. $ - параметр, учитывающий условия

теплоотдачи от охлаждающей среды; д - тепловой поток со стороны газов топочной камеры, В г/м?; г - радиус, м; г„ - внутренний радиус трубы, м; г„ -наружный радиус грубы, м; 5 — шаг экрана, м; / - температура, С; Т-среднеинтегральная температура оребренной грубы или огневого листа, ЙС; ¡| - средняя температура охлаждаю цЩй среды в эру б ах, ЙС; V - объема воды протекающей по трубопроводу, м3; а - коэффициент теплоотдачи к б оде, Вт/м^К; — коэффициент линейного расширения, 1/"С; /? - отношение наружного радиуса (диаметра) к внутреннему; § - толщина трубы, м; З3 -величина зазора между листом и трубой, м; 5,„.„Р - ширина непронаренкого участка, м; ). - коэффициент теплопроводности металла трубы и листа, Вт/м К: коэффициент Пуассона; р, - плотность воды, м /кг; о - нормальные напряжения, МПа; т - касательные напряжения, МП а: Ту— время замера расхода воды, с; <р - коэффициент облученности; ц/ - расчетный угол, рад;

Индексы: к - корень; в - вершина; р - ребро; ср - среднее; ' - вход; " -выход; Я - лист; т - труба.

_ИД№ 06263 от 12.11.2001 г._

Подписано в печать 03.10.2007 Формат 60x84 1/16

Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. л.

Уч.-изд. л._Тираж 100_ Заказ 95 Бесплатно

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ.

1.1 Температурное поле газоплотной (цельносварной) панели. Постоянный тепловой поток.

1.2 Термические напряжения газоплотной цельносварной) панели.

1.3 Темпера турное поле огневого листа. Постоянный тепловой поток. Балансовый метод.

1.4 Температурное поле огневого листа. Постоянный коэффициент теплоотдачи на внешней поверхности.

1.5 Выводы и постановка зада чисследования.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Экспериментальная установка и методика проведения эксперимента.

2.2 Расчет погрешностей и результа ты эксперимента.

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ГАЗОПЛОТНОЙ ПАНЕЛИ.

3.1 Упрощенная методика расчета температурного поля газоплотной панели.

3.2 Сравнение результа тов расчетов по предлагаемой упрощенной методике с рез у ль та тами, имеющимися в литера туре и полученными экспериментальными данными.

3.3 Выводы.

4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ ОГНЕВОГО ЛИСТА.

4.1 Основная методика расчета темпера тур ною поля огневого листа.

4.2 Условие тепловой асимметрии.

4.3 Сравнение результатов расчета температурного поля по различным методикам.

4.4 Сравнение результатов расчета температурного поля с полученными экспериментальными данными.

4.5 Влияние основных параметров на темпера турное поле.

4.6 Выводы.

5 НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОГНЕВОГО ЛИСТА.

5.1 Напряжения и деформации огневого листа.

5.2 Расчет напряжений в сварном шве по средним температурам участков.

5.3 Влияние основных параметров на напряжения в сварном шве. Сравнение результатов расчета с использованием предложенного и численного методов.

5.4 Выводы.

На сегодняшний день в металлургической промышленности имеется существенный потенциал для проведения энергосберегающих мероприятий. Различные энергоемкие производства осуществляют выброс тепловой энергии, которую необходимо использовать.

ОАО «Уралэнергоцветмет» разработана конструкция котла-утилизатора для утилизации теплоты отходящих газов печей с плавкой в жидкой ванне [1]. Одним из основных элементов данной конструкции является огневой лист (Рис. 1а), представляющий собой стальную пластину с приваренными к ней охлаждающими испарительными трубами. Отходящие газы имеют температуру 1200 - 1450°С и высокую запыленность, кроме того, в них содержится значительное количество оксидов серы. Газы имеют примерно следующий состав: N2=81%, S02=11%, Н20=5%, СО/=2%, 02=0,5%. Данная конструкция облегчает очистку теплообменных поверхностей от загрязнений, надёжно защищает поверхности теплообмена от сернокислотной коррозии в период пуска и останова котла.

Первым шагом в проектировании стенки топки котла-утилизатора является расчет ее оптимального профиля по критерию металлоемкости, который диктуется температурой окалинообразования, температурными напряжениями и в некоторых случаях температурой конденсации водяных паров. При неправильном расчете температурного поля срок службы газоплотной поверхности из-за влияния сернокислотной коррозии снижается более чем в два раза по сравнению с расчетным. При неправильном расчете поля напряжений поверхность нагрева в местах концентрации напряжений выходит из строя практически мгновенно.

На сегодняшний день не существует методики расчета температурного поля и поля напряжений огневого листа. Вследствие этого толщина листа и стенки труб, шаг между трубами и другие конструктивные характеристики определяются на основе опыта эксплуатации, что приводит, как правило, к перерасходу металла на изготовление конструкции, реже - к авариям из-за перегрева и коробления огневого листа.

Наравне с использованием огневого листа, для обеспечения герметичности топки котла-утилизатора при условии отсутствия в составе дымовых газов SO;, используют газоплотную панель (Рис. 16).

Температурное поле и поле напряжений газоплотной панели достаточно подробно исследованы. Но ввиду того, что исследования проводились в середине 70-х годов прошлого столетия, полученные результаты были представлены в виде номограмм. На сегодняшний день использование номограмм существенно затрудняет выбор оптимального профиля, а использование полученного ранее аналитического решения неудобно ввиду представления его в виде ряда с большим количеством членов. В результате возникает необходимость разработки инженерной методики расчета температурного поля газоплотной панели адаптированной под использование в пакете Excel. б. а.

Рис. 1. Конструкции исследуемых в работе газоплотных поверхностей нагрева, а - огневой лист, б - газоплотная панель

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ а - трапецеидальность ребра, равная отношению толщины вершины ребра к толщине основания

Ъ -толщина ребра для газоплотной панели и огневого листа, м св - теплоемкость воды, Дж/кг °С

Е — модуль упругости, Па h - высота ребра, м

Ка - коэффициент трапецеидальное™ (1.10) L - ширина сварного шва, м т = г -— - параметр, учитывающий условия теплоотдачи от

V а-8 охлаждающей среды q - тепловой поток со стороны газов топочной камеры, Вт/м г - радиус, м гв - внутренний радиус трубы, м гн - наружный радиус трубы, м 5 - шаг экрана, м t - температура, °С t - среднеинтегральная температура оребренной трубы или огневого листа, С tc - средняя температура охлаждающей среды в трубах, °С а - коэффициент теплоотдачи к воде,

Вт/м2К аг - коэффициент теплоотдачи к дымовым газам, Вт/м К ат — коэффициент линейного расширения, Р - отношение наружного радиуса (диаметра) к внутреннему д - толщина трубы, м

3 - величина зазора между листом и трубой, м Знепр - ширина непроваренного участка, м

I - коэффициент теплопроводности металла трубы и листа, Вт/м К /л- коэффициент Пуассона s«> - коэффициент растечки рЕ - плотность воды, м3/кг ozz - осевые напряжения, МПа арр- радиальные напряжения, МПа (Tpip - касательные напряжения, МПа ап - окружные напряжения, МПа (р -коэффициент освещенности у/ - расчетный угол, рад

Индексы: к - корень; в - вершина; р - ребро; ср - среднее; ' - вход; " -выход; л - лист; т - труба; г - дымовые газы

5.4 Выводы

• Расчет поля напряжений огневого листа численным методом показал, что максимальные напряжения возникают в области сварного шва. Напряжения в любой другой части огневого листа на порядок меньше, чем в области сварного шва.

• Предложена методика расчета по средним температурам участков, позволяющая с достаточной для инженерной практики точностью оценить температурные напряжения огневого листа в области сварного шва для существующих конструкций огневых листов и провести анализ влияния различных параметров на величину напряжений.

• Температурное напряжение огневого листа в первую очередь зависит от величины теплового потока, с его ростом линейно растут разности температур листа и трубы и, соответственно, напряжения.

• Влияние геометрических параметров трубы (8, dH) в пределах их возможных значений на напряжения в сварном шве несущественно. При проектировании оптимальной конструкции огневого листа, взяв за критерий надежности напряжения в сварном шве, существенными будут как размеры составляющих конструкции bus, так и технология производства (сварки), непосредственно влияющая на параметры L и

Зцепр

120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана и предложена инженерная методика расчета температурного поля для газоплотной панели взамен используемой точной методики. Расхождение методик не превышает 1%. Результаты расчета по предлагаемой методике имеют удовлетворительную сходимость с данными эксперимента.

2. Разработана и предложена аналитическая методика расчета температурного поля огневого листа. Результаты расчета по предлагаемой методике имеют удовлетворительную сходимость с результатами расчетов с использованием численного метода и с данными эксперимента.

3. Изучено влияние геометрических параметров огневого листа на его температурный режим. Определено, что наибольшее влияние на температуру поверхности листа оказывают толщина листа (Ь), шаг экрана (s), ширины сварного шва (L) и непроваренного участка (SHenp).

4. Проведен расчет поля напряжений огневого листа численным методом. Определено, что наибольшие напряжения возникают в области сварного шва.

5. Разработана и предложена методика расчета напряжений в сварном шве огневого листа по средним температурам участков, необходимая для анализа влияния геометрии огневого листа на величину температурных напряжений в сварном шве. Определено, что наибольшее влияние на напряжение в сварном шве оказывают толщина листа (Ъ), шаг экрана (s), ширины сварного шва (L) и непроваренного участка (д„епр).

121

1. Добрынин, В. В., Григорьева, М. И. Котел-утилизатор для охлаждения и утилизации тепла отходящих газов в печи Ванюкова при производстве меди // Промышленная энергетика. - 2001. - №6. - С. 4-5.

2. Куцаев А.В. Аварии котлов в связи с разрывом экранных ребристых труб // Известия ВТИ. 1940. - №9.

3. Pich. R. Betrachtungen iiber die in strahlungabeheizten Rohrflossen auftretenden Warmespannungen // Energie (BRD). 1963. - №3.

4. Жолудов Я.С., Конаплев Е.И. Расчет температурного режима плавниковых экранных труб // Теплоэнергетика. 1965. - №5. - С. 71-74.

5. Жолудов Я.С., Коноплев Е.И. Влияние геометрических параметров плавниковой трубы на ее температурный режим // Энергомашиностроение. -1966.-№1.-С.10-12.

6. Корягин B.C. Расчет температурных полей и напряжений в трубах с наружными ребрами // Энергомашиностроение. 1966. - № 1. - С. 17-21.

7. Корягин B.C. Расчет оптимальных профилей труб с наружными ребрами // Энергомашиностроение. 1966. -№1. - С. 39-40.

8. Жолудов Я.С., Локшин В.А. Температурный режим плавниковых экранных труб // Электрические станции. 1966. - №3. - с. 7-12

9. Линейные уравнения математической физики / В.М.Бабич, М.Б.Капилевич, С.Г.Михлин и др.- М.: Наука, 1964 368 с.

10. Блох А.Г., Журавлев Ю.А., Рыжков JI.H. Теплообмен излучением: Справочник.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-432с.

11. И. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е, переработанное и дополненное. СПб.: Издательство НПО ЦКТИ, 1998. -256 с.

12. Исаченко В.П., Остова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для теплоэнерг. спец. втузов. 4-е изд., перераб. и доп. М. Энергоиздат 1981. -417с.

13. Исследование температурных полей плавниковых труб сварных газоплотных топочных экранов / А.П.Орнатский, В.К.Щербаков, В.Г.Прокопов // Теплоэнергетика. 1967. - №1 - с. 65-69.

14. Исследование работы сварных мембранных панелей / А.В.Зманчинский, А.М.Копелович, В.Б.Надлер, Г.В.Антропов // Научные сообщения. 1969. - выпуск 1. - С. 34-35.

15. Расчет и проектирование цельносварных экранов котельных агрегатов /

16. A.И.Гольберг, В.С.Корякин, С.И.Мочан, Э.М.Тынарев. Ленинград: Энергия, 1975.-272 с.

17. Мелан Э., Паркус Г. Термоупругие напряжения, вызываемые стационарными температурными полями. -М.: Физматгиз., 1958. 167 с.

18. Расчеты на прочность , устойчивость и колебания в условиях высоких температур / Н.И.Безухов, В.Л.Бажанов, И.И.Гольденблат и др. М.: Изд-во Машиностроение, 1965. - 567 с.

19. Температурные напряжения в цельносварных газоплотных экранах котельных агрегатов / В.С.Корякин, Б.В.Зверьков, А.Л.Лубны-Герцык,

20. B.И.Федоров // Цельносварные газоплотные стенки паровых котлов. Труды ЦКТИ. Ленинград, 1971. - С. 54-97.

21. Баскаков А.П., Ильина Е.В. Распределение температур по ширине огневого листа (экрана) с приваренными снаружи трубами // Промышленная энергетика. 2002. - №3. - С. 41-45.

22. Баскаков А.П., Ильина Е.В. Максимальная температура огневого листа (экрана) с приваренными снаружи трубами // Инженерно-физический журнал. 2002. - Том 75; №6. - С. 185-190.

23. Расчет температурных полей в мембранных экранных поверхностях нагрева котлов-утилизаторов / В.А.Мунц, Л.Г.Гальперин, О.В. Асписова и др.//Научные труды I отчетной конференции молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2001. - с. 115-15 6

24. Залкинд Е.М. Материалы обмуровок и расчет ограждений паровых котлов. М.: Энергия, 1972. - 184 с.

25. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. -М.: Государственное энергетическое издательство, 1959. -415 с.

26. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общ. ред. чл.- корр. РАН А.В. Клименко и проф. В.М. Зорина. — 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Издательство МЭИ, 2001. — 564 с.

27. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978.-704 с.

28. Суринов Ю.А. О методах расчёта интегральных и локальных угловых коэффициентов излучения (исследование геометрической структуры поля излучения ) / Ю.А. Суринов // Сборник ЭНИН АН СССР. Теплопередача и тепловое моделирование. М.,1959. - С.319-348.

29. ANSYS для инженеров. / А.В.Чигарев, А.С.Кравчук, А.Ф.Смалюк М: Машиностроение, 2004. - 512 с.

30. Горшков А.Г., Трошин В.Н., Шалашилин В.И. Сопротивление материалов: Учеб. пос. 2-е изд., испр. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 544 с.

31. Золоторевский В. С. Механические свойства металлов: Учебник для вузов. 2-е изд. М: Металлургия, 1983. - 352 с.34 . РД 10-249-98. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.

32. Марочник сталей и сплавов. / под ред. В.Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.-641 с.

33. Расчет температурных полей в мембранных поверхностях нагрева котлов-утилизаторов/ JL Г.Гальперин, В.А.Мунц, С.М.Стёпин и др.// Вестник УГТУ-УПИ. Теплоэнергетика. 2004. - №3 (33). - С. 40-46.

34. Стёпин С.М. Температурный режим огневого листа./ С.М.Стёпин, В.А.Мунц // Научные труды XI отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ: сборник статей. В 3 ч. Екатеринбург, 2007. - Т. 3. - С. 9093.

35. Стёпин С.М., Мунц В.А. Проектирование поверхностей нагрева оптимального профиля котлов-утилизаторов// Энергосбережение и водоподготовка. 2007. - №4 (48). - С. 47-48.

36. В специализированный совет Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский, государственный технический университет»1. СПРАВКА

37. В результате проведенных расчетов получено, что предлагаемое снижение толщины листа с 8 мм до б мм и трубы с 5 до 4 мм позволит сэкономить 25 кг на 1 м2 поверхности огневого листа, что в денежном эквиваленте для всего наиыльника составит 23 тыс.руб.

38. Главный конструктор ОАО «Уралэнергоцветмет»1. В.В. Добрынин