PROBLEMS OF AERODYNAMICS AND HEAT EXCHANGE IN THE TRANSVERSE FLOW OF SINGLE CONICAL PIPE AT THE TPP SITE
Main Article Content
Abstract
Сhimney of thermal power plants are an important element of the complex infrastructure of the TPP industrial site. However, insufficient attention is paid to chimney during calculations. In our country, the majority of chimneys are in an unsatisfactory condition, which leads to negative consequences for the ecological conditions of the environment and affects the operation of thermal power plants as a whole.
The paper presents the results of numerical modeling of aerodynamics and heat exchange on the surface of a conical chimney located at the TPP site. The work uses the traditional RNG k-ε turbulence model for problems of this class. The uniform and height-variable wind speed profile determined by the infrastructure of the environment (different types of terrain) and the industrial site of the TPP are considered. The flow around the chimney has a complex character, with the formation of areas of separation flow and destruction of the boundary layer. It is shown that the location of the pipe relative to the infrastructure objects of the industrial site of the thermal power plant plays an important role in the distribution of velocity, static pressure, and heat exchange along the height of the pipe, which are periodic in height both with a uniform velocity profile and in the area above the engine room building with variable speed profiles of the oncoming air flow. It is shown that the use of the equation of two-dimensional flow around a round cylinder leads to a significant error when calculating the heat transfer on the outer surface of the conical smoke pipe. Such calculation results lead to inaccurate calculations and a reduction in the service life of smoke pipes of thermal power plants and destruction of their surface. Also, incorrect calculations of the heat transfer of the TPP smoke pipe will lead to condensation in its middle and also lead to cracks in the structure of the chimneys.
Article Details
References
Джигирей В. С., Сторожук В. М., Яцюк Р. А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища (Екологія та охорона природи). Львів: Афіша, 2000. 272 с.
Кошлак Г. В., Павленко А. М. Зменшення техногенного впливу вугільних ТЕС на довкілля (на прикладі Бурштинської ТЕС) // Екологічна безпека та збалансоване ресурсокористання, 2017, № 2 (16), С. 108 – 118.
Батальцев Є.В. Моделювання техногенного впливу на навколишнє природне середовище об’єктами теплоенергетики // дис. … канд. техн. наук. спец. 21.06.01, СумДУ, 2021. https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream-download/123456789/83581/5/diss_Bataltsev.pdf
Манеев А.П., Низовцев М.И., Терехов В.И. Влияние ветра на фильтрацию газов через оболочку дымовых труб // Теплоэнергетика, 2013, № 4, С. 20––26. – Режим доступу:
DOI:10.1134/S0040363613040061
Зменшення вологовмісту димових газів у конденсаційних теплоутилізаторах котельних установок / Н. М. Фіалко, Р. О. Навродська, С. І. Шевчук, Г. О. Гнєдаш, О. Ю. Глушак // Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ, Україна. – Режим доступу:
https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2019/29_8/23.pdf
Дымовые трубы: традиции и инновации: монография / В. М. Асташкин, В. С. Жолудов, А. З. Корсунский и др.; под ред. д-ра техн. наук, проф. В. М. Асташкина и канд. техн. наук А. З. Корсунского. – Челябинск: Издательский центр ЮурГУ, 2011. – 496 с.
Войцехівський О.В., Попов В.О., Дорохова Н.Д. Стійкість рівноваги висотних димових труб на фундаментах мілкого закладання // Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2017. № 2,С. 42-49.
Обтікання кругового циліндра [електронний ресурс]. – Режим доступу: https://eng.libretexts.org/Bookshelves/Civil_Engineering/Book%3A_Fluid_Mechanics_(Bar-Meir)/10%3A_Inviscid_Flow_or_Potential_Flow/10.3_Potential_Flow_Functions_Inventory/10.3.1%3A_Flow_Around_a_Circular_Cylinder
CylinderW. A. KhanJ. R. CulhamM. M. Yovanovich Fluid Flow Around and Heat TransferFrom an Infinite Circular / CylinderW. A. KhanJ. R. CulhamM. M. Microelectronics Heat Transfer Laboratory,Department of Mechanical Engineering,University of Waterloo,Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1, Journal of Heat Transfer, 2005, Vol. 127, P.785 – 790. – Режим доступу: https://www.academia.edu/3539412/Fluid_Flow_Around_and_Heat_Transfer_From_an_Infinite_Circular_Cylinder
Чиркова А. П. Аеродинаміка та теплообмін одиночної конічної труби при зовнішньому обтіканні / А. П. Чиркова, А. А. Халатов, В. С. Олійник, О. В. Шіхабутінова // Теплофізика та теплоенергетики. – 2021. – Т. 43, № 4. – С. 25–33. – Бібліогр.: 10 назв. – ISSN 2663-7235. – DOI: https://doi.org/10.31472/ttpe.4.2021.3.
Теплові електростанції [електронний ресурс]. – Режим доступу: https://corelamps.com/zahalne/teplovi-elektrostantsii/
Манеев А. П., Терехов В. И. Аэродинамика и теплообмен дымовых труб. – АНО Издательский Дом «Научное обозрение», 2017. – 226 с.
Халатов А. А., Коваленко Г. В., Ільченко A. П., Олійник В. С., Шіхабутінова О. В. Вплив інфраструктури навколишньої поверхні на теплообмін і аеродинаміку конічної димової труби ТЕС // Тези доповідей Міжнародної науково-технічноїконференції «Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування», Харків, 27–28 квітня 2021 р, НТУ «ХПІ» – С. 62-63. – Режим доступу: https://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/66979