ENHANCEMENT OF THERMAL AND HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF RECUPERATIVE HEAT EXCHANGERS WITH SECONDARY EMITTERS

Authors

  • Borys Semenovych Soroka Інститут газу НАН України, Ukraine
  • Mykyta Valeriiovych Vorobiov Інститут газу НАН України, Ukraine
  • Serhii Oleksandrovych Khavin Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine
  • Yuliia Oleksandrivna Dovbnia Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2015.60687

Keywords:

adiabatic inserts, combined heat and hydraulic efficiency, heat transfer enhancement, high- temperature recuperator, secondary emitter, spiral turbulator

Abstract

In frame of the presented work the results of comparative experimental investigations carried out on heat transfer and fluid dynamics processes within high temperature recuperators of the authors’ and alternative designs are discussed. The researches were fulfilled at firing rig with a purpose of comparison the characteristics of the test sections of smooth tube recuperator (BD) and the specimens with the facilities of different geometry providing heat transfer intensification: 1) the designs SP with the spiral inserts installed by the whole length of heat exchange tubes with the relative pitch of the spirals s/d = 4,0. These recuperators meet the existing foreign analogous prototypes; 2) design MD of authors’ design with flexible cross-shaped inserts – the secondary emitters installed by the whole length of heat-exchange tubes. The heat engineering and combined heat and hydraulic advantages of proposed recuperators of MD type in comparison with the foreign designs with the spiral inserts – turbulators and with traditional native smooth-tube recuperators (BD) have been identified. It has been stated that especially appreciable results of the tests make the advantages of MD design regarding the most representative temperature criterion – temperature difference ΔT w-a between the tube walls and of an air flow. This value for authors’ design is decreased approximately 4 times in comparison with BD design and more than 2 times lower in comparison with that for foreign designs SP.

References

Сорока Б.С., Воробьев Н.В., Кудрявцев В.С., Згурский В.А. Комплексный анализ рабочего процесса в высокотемпературном рекуператоре // Энерготехнологии и ресурсосбережение, №4, 2012. – С.71 – 80.

Сорока Б.С., Воробьев Н.В., Згурский В.А., Кудрявцев В.С. Теплообмен и сопротивление в высокотемпературном рекуператоре // ХIV Минский международный форум «Тепломассообмен ММФ-2012» (10– 13 сентября 2012 г.). – Минск: АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова» НАНБ: 2012.– C. 148 – 151.

The Peiler Convection Recuperator // Helmut Peiler Montanwärme. [Електронний ресурс]. – Режим доступа: http://www.peiler-montanwaerme.de/en/convectionrecu.htm#

Smith D.P. Design of recuperators to preheat combustion air for energy efficiency in furnace operations // Industrial Heating, 1991. Vol. LVIII, No. 2., – P. 26 – 28.

Recuperators // Hotwork Combustion Technology. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://ccgi.hotworkct.plus.com/cms/index.php?page=company-introduction&hl=en

Encon Recuperator // ENCON Thermal Engineers. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.encon.co.in/recuperators.html

Technical data bulletins: Schack canal recuperators // Alstom power energy recovery. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.amschack.com

Convective Recuperators // Kalfrisa S.A. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.kalfrisa.com/convectiverecuperators.aspx

Металлические трубчатые петлевые рекуператоры // ЧАО «Кераммаш» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.kerammash.ua/rus/index.htm

Рекуператоры петлевые трубчатые // Каталог продукции НПГ «Днепротехсервис» – 161 стр. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.dtm.dp.ua/product.php

Recuperator // Fuel Save Systems & Devices (P) Ltd [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.fuelsavesystems.com/recuperator.htm

Combustor (Burner) series: Recuperator // Beijing Shenwu Environment & Energy Technology Co. Ltd [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.shenwu.com.cn/english/index. php?app= product&act=view&column_id=137&id=187

Патент України на винахід 101124, МПК: F23L 15/04; F27D 17/00. Рекуператор. Сорока Б.С., Шандор П., Кудрявцев В.С., Воробьев Н.В. / заявник та патентовласник Інститут газу НАНУ. № a201201938 Заявл. 21.02.2012; Опубл. 25.02.2013, Бюл. 4, 2013.

Сорока Б.С. Интенсификация тепловых процессов в топливных печах // Киев: Наукова думка, 1993. – 416 с.

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

Воронин Г.И. Эффективные теплобменники./ Воронин Г.И., Дубровский Е.В. // М.: Машиностроение, 1973. – 96 с.

Issue

Section

ENERGY SYSTEMS AND COMPLEXES