Details

Цель работы состоит в разработке расчетной модели, предназначенной для последующей оптимизации и анализа тепловых аккумуляторов в котельных средней мощности Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Проведение анализа существующих технологий аккумулирования теплоты и их применимости для котельных средней мощности. 2. Разработка математической модели тепловых процессов в резервуаре с учётом динамики нагрузки котельной. 3. Определение оптимальных параметров резервуара (ёмкость, материал, геометрия) для заданной мощности. 4. Разработка расчетной модели для дальнейшей оптимизации и исследования тепловых аккумуляторов в котельных средней мощности. Объект исследования: система теплоснабжения на базе котельной установки мощностью 8 МВт с интегрированным теплорезервуаром. Предмет исследования: тепловые и гидродинамические процессы в теплорезервуаре. При написании работы применялись такие методы исследования, как обзор методических и литературных источников, сбор информации, обобщения и систематизации данных, описание, сравнение. Разработана математическая модель тепловых и гидродинамических процессов в однофазном теплоаккумулирующем устройстве (ТАУ), объединяющая уравнения баланса энергии, переноса тепла и эксергетического исследования. Данная модель была протестирована в среде ANSYS CFX с применением метода конечных объемов (МКО), что доказало её пригодность последующей оптимизации и анализа тепловых аккумуляторов в котельных средней мощности.

The aim of the work is to develop a calculation model intended for subsequent optimization and analysis of heat accumulators in medium-power boiler houses. Tasks solved during the research: 1. Analysis of existing heat accumulation technologies and their applicability for medium-power boiler houses. 2. Development of a mathematical model of thermal processes in a storage tank, considering the boiler house load dynamics. 3. Determination of optimal tank parameters (capacity, material, geometry) for the specified power. 4. Development of a computational model for further optimization and study of thermal accumulators in medium-power boiler houses. The object of research is a heat supply system based on an 8 MW boiler unit with an integrated thermal storage tank. The subject of the study is the thermal and hydrodynamic processes within the thermal storage tank. Research methods used in the work included reviewing methodological and literary sources, information gathering, generalization and systematization of data, description, and comparison. A mathematical model of thermal and hydrodynamic processes in a single-phase Thermal Accumulation Device (TAD) was developed, integrating energy balance equations, heat transfer equations, and exergetic analysis. This model was tested in ANSYS CFX using the finite volume method (FVM), which proved its suitability for subsequent optimization and analysis of heat accumulators in medium-sized boiler houses.