Алгоритм розрахунку теплового та гідравлічного режиму роботи для трубчастих газових нагрівачів з захисним екраном

Abstract

UK: Постановка проблеми. Робота присвячена математичному моделюванню та розрахунку теплового і гідравлічного режиму трубчастих газових нагрівачів. Застосування таких нагрівачів у відносно низьких приміщеннях суперечить вимогам до максимально можливих теплових потоків теплового випромінювання на робочих місцях. Для зменшення теплового випромінювання від трубчастих газових нагрівачів застосовуються екрани. Але розрахунок режиму роботи таких нагрівачів ускладняється через взаємодію теплового і гідравлічного режиму. Аналіз останніх досліджень. Наявні наукові результати з математичного моделювання трубчастих газових нагрівачів без додаткових екранів, які можна прийняти за основу при розробці математичних моделей і алгоритму розрахунку нагрівачів з екраном теплового випромінювання. Мета та завдання. Авторами поставлена мета розробити математичну модель трубчастого газового нагрівача з екраном від променевого випромінювання нагрівача. Екран повинен зменшити променеву складову теплового потоку від нагрівача та збільшити тепловіддачу конвекцією. Алгоритм повинен забезпечити розрахунок теплового та гідравлічного режиму нагрівача з урахуванням математичної моделі як гідравлічного ланцюга з розподіленими параметрами. Висновки. Викладена математична модель трубчастого газового нагрівача з екраном від посиленого теплового випромінювання. Розроблений алгоритм розрахунку теплового та гідравлічного режиму нагрівача з екраном. З використанням цього алгоритму виконаний приклад розрахунку теплового та гідравлічного режиму нагрівача з екраном і зроблено порівняння режиму роботи нагрівача з екраном і нагрівача без екрана. Наглядно представлені позитивні властивості трубчастого газового нагрівача з екраном для опалення у відносно низьких приміщеннях.

RU: Постановка проблемы. Работа посвящена математическому моделированию и расчету теплового и гидравлического режима трубчатых газовых нагревателей. Применение таких нагревателей в относительно низких помещениях противоречит требованиям к максимально возможным тепловым потокам теплового излучения на рабочих местах. Для уменьшения теплового излучения от трубчатых газовых нагревателей применяются экраны. Но расчет режима работы таких нагревателей осложняется из-за взаимодействия теплового и гидравлического режима. Анализ последних исследований. Имеются научные результаты по математическому моделированию трубчатых газовых нагревателей без дополнительных экранов, которые можно принять за основу при разработке математических моделей и алгоритма расчета нагревателей с экраном теплового излучения. Цель и задания. Авторами поставлена цель разработать математическую модель трубчатого газового нагревателя с экраном от лучевого излучения нагревателя. Экран должен уменьшить лучевую составляющую теплового потока от нагревателя и увеличить теплоотдачу конвекцией. Алгоритм должен обеспечить расчет теплового и гидравлического режима нагревателя с учетом математической модели как гидравлической цепи с распределенными параметрами. Выводы. Изложена математическая модель трубчатого газового нагревателя с экраном от усиленного теплового излучения. Разработанный алгоритм расчета теплового и гидравлического режима нагревателя с экраном. С использованием этого алгоритма выполнен пример расчета теплового и гидравлического режима нагревателя с экраном и сделано сравнение режима работы нагревателя с экраном и нагревателя без экрана. Наглядно представлены положительные свойства трубчатого газового нагревателя с экраном для отопления в относительно низких помещениях.

EN: Problem formulation. The work is devoted to the mathematical modeling and calculation of the thermal and hydraulic regime of tube gas heaters. The use of such heaters in relatively low spaces is contrary to the requirements. Screens are used to reduce heat radiation from tube gas heaters. But the interaction of thermal and hydraulic regimes is complicated due to the calculation of the operation of such heaters. Recently research analysis. There are scientific results in the mathematical modeling of tube gas heaters without additional screens. This results can be taken as a basis for the development of mathematical models and algorithms for calculating heaters with a thermal radiation screen. Purpose. The authors set the goal to develop a mathematical model of a tube gas heater with a screen from radiation of the heater. The screen should reduce the radiant component of the heat flow from the heater and increase the heat output by convection. The algorithm should provide calculation of the thermal and hydraulic mode of the heater, taking into account the mathematical model as a hydraulic circuit with distributed parameters. Conclusions. The mathematical model of the tube gas heater with the screen from the enhanced thermal radiation is presented. The algorithm of calculation of thermal and hydraulic mode of the heater with the screen is developed. Using this algorithm, an example of calculating the thermal and hydraulic mode of the heater with a screen is made and a comparison of the mode of operation of the heater with a screen and a heater without a screen is made. The positive properties of a tube gas heater with a screen for heating in relatively low premises are clearly presented.