Анотація до роботи:

Губар С.О. Методи і способи підвищення теплової та екологічної ефективності жаротрубних теплогенераторів малої потужності для локального теплопостачання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.03 - Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання. - Донбаська державна академія будівництва й архітектури Міністерства освіти і науки України, Макіївка, 2004.

Сформульовано теоретичні положення відносно впливу режимних характеристик роботи жаротрубних водогрійних теплогенераторів і їх геометричних параметрів на ефективність роботи камери згоряння. Комплексними експериментальними дослідженнями, проведеними на натурній моделі жаротрубного теплогенератора потужністю 1,6 МВт і виконаними з використанням новітнього обладнання для теплових вимірів та аналізу продуктів згоряння, отримано дані, які стали основою розробки математичної моделі теплообміну в циліндричній поточній камері й обґрунтовано модель впливу на інтенсивність утворення оксидів азоту в жаротрубних теплогенераторах малої потужності коефіцієнта надміру повітря в топці, степеня перемішування газу з повітрям у пальнику, теплової потужності теплогенератора і турбулізації потоку газоповітряної суміші.

Розроблено методику та програмне забезпечення розрахунків на ЕОМ жаротрубних водогрійних теплогенераторів, а також створено концепцію їх проектування, що включає вибір згідно з потрібною тепловою продуктивністю з параметричного ряду відповідного типорозміру теплогенератора, його тепловий розрахунок за розробленою методикою та визначення основних характеристик технологічного процесу, що забезпечують мінімальний викид з продуктами згоряння оксидів азоту і максимальну теплову ефективність.

1. Теоретичними й експериментальними дослідженнями обґрунтовано методи і способи підвищення теплової ефективності жаротрубних теплогенераторів і зниження ними викидів оксидів азоту, що полягають в оптимізації розмірів топкової камери й установленні раціональних технологічних параметрів спалювання природного газу на основі розробки методики теплового розрахунку, адаптованої для котлів малої потужності.

2. Установлено, що для водоохолоджувальних циліндричних топкових камер теплогенераторів малої потужності при спалюванні природного газу топкове середовище повинне розглядатися не як оптично тонке й усереднення коефіцієнтів випромінювання продуктів згоряння в розрахунках процесу променистого теплообміну необхідно робити з урахуванням оптичної щільності потоку випромінюючих компонентів і діаметра топки.

3. Уперше отримане узагальнене рівняння розрахунку теплообміну у водоохолоджувальних циліндричних камерах згоряння при спалюванні природного газу враховує вплив на число інтегрального теплопереносу коефіцієнта надлишку повітря, критерія Бугера, відношення довжини топки до її діаметра і теплової продуктивності котлоагрегатів.

4. Для жаротрубних теплогенераторів найбільш раціональними значеннями характеристик топкового процесу, що забезпечують мінімальну емісію оксидів азоту при заданій тепловій потужності, є: коефіцієнт надлишку повітря - 1,05; неповнота змішання газу з повітрям у пальнику не менш за 0,2 і кут установки лопаток завихрувача не більш ніж 15^о..

5. Базуючись на результатах експериментальних досліджень і теоретичних залежностях поверхневої щільності теплового потоку і теплової напруги об'єму топки від її розмірів, потужності теплогенератора і числа інтегрального теплопереносу, розроблено математичну модель теплообміну в циліндричних топкових камерах жаротрубних теплогенераторів, яка є основою для розробки графо-аналітичного методу конструювання топкової камери жаротрубних теплогенераторів, алгоритму і програми розрахунку на ЕОМ "FAKEL" її діаметра й довжини за умови оптимізації цих розмірів.

6. Розроблену "Методику теплового розрахунку газотрубних теплогенераторів малої потужності для локального теплопостачання" розглянуто й затверджено на державному рівні Асоціацією "Укренергоспецмонтаж".

7. Запропонований параметричний ряд жаротрубних теплогенераторів з тепловою потужністю від 0,4 до 3,2 МВт за конструкційними характеристиками, коефіцієнтом корисної дії і питомими капітальними і експлуатаційними витратами рекомендується застосовувати при створенні джерел теплоти для локального теплопостачання, один із варіантів якого був використаний у розробленому й освоєному виробництвом теплогенераторі КВ-ГМ-1,6-95СН номінальною потужністю 1,6 МВт з економічним ефектом більш ніж 124 тис. грн. на рік.

Публікації автора:

1. Губарь С.А., Удовиченко З.В., Губарь И.В. Теплообмен в трубных пучках с промежуточным пленочным теплоносителем // Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві. Вісник ДонДАБА. - Макіївка, 2001 - №6(31). - С.108-110.

Здобувачем запропонована модель оцінки факторів, які впливають на ефективний коефіцієнт теплообміну.

2. Флер М.З., Губарь С.А., Лукьянов А.В. К вопросу об определении размеров топки теплогенераторов с жаровой трубой // Коммунальное хозяйство городов. Научно-технический сборник. Серия: Архитектура и технические науки. Вып 38.- К.: Техніка, 2002. - С.179-182.

Здобувачеві належить формула для визначення коефіцієнта інтегрального переносу теплоти і номограма до визначення розмірів циліндричної жаротрубної топки.

3. Губарь С.А. Выбросы оксидов азота отопительными котлоагрегатами малой мощности // Коммунальное хозяйство городов. Научно-технический сборник. Серия: Технические науки. Вып.42. - К.: Техніка, 2002. - С.136-138.

Здобувачем експериментально визначено залежність концентрації NO_х в димових газах котлів від коефіцієнта надлишку повітря у топці та відносної потужності теплогенераторів.

4. Губарь С.А., Лукьянов А.В., Флер М.З. Теплообмен в топочных камерах теплогенераторов с жаровой трубой // Науково-технічний збірник "Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання". - К.: КНУБА, 2002. – Вип. №4. - С.46-48.

Здобувачем розглянуто питання вибору оптимального співвідношення довжини жарової топки та її діаметра відповідно до теплової потужності теплогенератора.

5. Лукьянов А.В., Губарь С.А., Флер М.З. Исследование процессов переноса теплоты в топках жаротрубных теплогенераторов // Вісник Донецького університету. Серія А - природничі науки. -№1, 2002. - С.215-216.

Здобувачеві належить формула для визначення числа Нуссельта.

6. Губарь С.А. Влияние технологических факторов работы жаротрубных теплогенераторов малой мощности на выход оксидов азота с продуктами сгорания // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля. - 2002. - №6(52). - С.198-201.

Здобувачем розглянуто питання залежності виходу оксиду азоту з продуктами згоряння палива в жаротрубних теплогенераторах від неповноти змішання в пальнику газу з повітрям і теплонапруженості об’єму циліндричної водоохолоджуваної топки.

7. Губарь С.А., Качан А.В., Лукьянов А.В. Разработка параметрического ряда жаротрубных теплогенераторов для локального теплоснабжения // Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві. Вісник ДонДАБА. - Макіївка, 2003. - №4 (41). - С.3-6.

Здобувачем виконано побудову математичної моделі теплообміну у циліндричній поточній камері згоряння та розроблено алгоритм, блок-схему моделювання теплопередачі в котлі за програмою “FAKEL” і параметричний ряд типорозмірів теплогенераторів.