Нашли ошибку на сайте?Сообщите нам:
НОВОСТИ
25.03.24
08.02.24
20.12.23
13.11.23
|
| |
|
Архив выпусков
Выпуск 2 (66), 2022
Моделирование процесса подсоса первичного воздуха в бытовой газовой горелке на биогазовом топливе
Кущев Л. А., Уваров В. А., Рамазанов Р. С., Саввин Н. Ю.
Кущев Л. А., д-р техн. наук, проф., проф. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, инженерно-строительный институт, Россия, г. Белгород, тел.: +7-910-363-62-09, e-mail: leonidkuskev@gmail.com Уваров В. А., д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, инженерно-строительный институт, Россия, г. Белгород, тел.: (4722)55-92-64, e-mail: tgv@bstu.ru Рамазанов Р. С., канд. техн. наук, асс. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, инженерно-строительный институт, Россия, г. Белгород, тел.: +7-915-572-98-65, e-mail: boss. rafshan@mail.ru Саввин Н. Ю., аспирант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова, инженерно-строительный институт, Россия, г. Белгород, тел.: (4722)55-92-64, e-mail: n-savvin@mail.ru | | | | | Постановка задачи. Рассматривается процесс подсоса первичного воздуха в корпус газогорелочного устройства бытового назначения при сжигании газового топлива с различным содержанием метана в составе. Необходимо разработать компьютерную модель движения газовоздушной смеси для газа с содержанием метана в составе от 50 до 90 % объема при варьировании высоты регулятора первичного воздуха H от 0 до 19,25 мм и определить концентрацию O2 в составе газовоздушной смеси на выходе из отверстий газогорелочного устройства, на основе полученных результатов определить рациональные размеры регулятора подачи первичного воздуха.
Результаты. Приведены результаты компьютерного моделирования подсоса первичного воздуха потоком горючего газа внутри корпуса газовой горелки при использовании горючего газа с различным содержанием метана в составе с помощью программного комплекса AnsysFluent. Выполнено 3D-моделирование конструкции газовой горелки, оснащенной регулятором подачи первичного воздуха. Исследуемый процесс производился при варьировании содержания метана в составе используемого газа и высоты регулятора первичного воздуха. Определены зависимости содержания кислорода в составе образованной газовоздушной смеси от состава горючего газа, которые позволили получить требуемые размеры регулятора первичного воздуха.
Выводы. В результате компьютерного моделирования установлено, что при уменьшении содержания метана в составе горючего газа необходимо использовать регулятор первичного воздуха с большей высотой H, который будет обеспечивать подсос меньшего количества первичного воздуха для обеспечения полного сгорания горючего газа принятого состава.
| | | | Ключевые слова: компьютерное моделирование, регулятор первичного воздуха, газогорелочное устройство, газовоздушная смесь, концентрация кислорода.. |
DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.004 | | | Библиографический список 1. Атоян, Э. М. Расчет газовых горелок / Э. М. Атоян, Ю. В. Мусатов, М. А. Агеев. — Саратов: СГТУ, 2006. — 83 с.
2. Ахмедов, Р. Б. Технология сжигания горючих газов и жидких топлив / Р. Б. Ахмедов, Л. М. Цирульников. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ленинград: Недра, 1984. — 238 с.
3. Бретшнайдер, С. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчета / С. Бретшнайдер. — Ленинград: Химия, 1966. — 536 с.
4. Вальдберг, А. Ю. Расчет пыле- и каплеулавливающих установок / А. Ю. Вальдберг, Л. А. Кущев. — Белгород: БГТУ им. Шухова, 2009. — 172 с.
5. Газификация в России по регионам [Электронный ресурс] // MediaWiki. — http://newsruss.ru/doc/index.php/Газификация_в_России_по_регионам.
6. Газификация регионов России [Электронный ресурс] // Газпром межрегионгаз: оф. сайт. — https://mrg.gazprom.ru/d/textpage/41/65/presentation-press-conf-2021-06-11-ru.pdf
7. Дулов, В. Г. Газодинамика процессов истечения / В. Г. Дулов, Г. А. Лукьянов. — Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1984. — 234 с.
8. Иванов, Ю. В. Основы расчета и проектирования газовых горелок / Ю. В. Иванов. — М.: Гостоптехиздат, 1963. — 360 с.
9. Иссерлин, А. С. Газовые горелки / А. С. Иссерлин. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Недра, 1973. — 190 с.
10. Каплун, А. Б. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство / А. Б. Каплун, Е. М. Морозов, М. А. Олферьева. — М.: Либроком, 2015. — 272 c.
11. Катин, В. Д. Основы теории горения газов / В. Д. Катин, В. И. Нестеров, М. Н. Шевцов. — Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2017. — 130 с.
12. Левин, А. М. Принципы рационального сжигания газа / А. М. Левин. — Л.: Недра, 1977. — 247 с.
13. Михеев, В. П. Газовое топливо и его сжигание / В. П. Михеев. — Л.: Недра, 1966. — 328 с.
14. Нащокин, В. В. Техническая термодинамика и теплопередача / В. В. Нащокин. — М.: Высш. шк., 1975. — 496 с.
15. Прохоров, С. В. Сжигание газа в коммунально-бытовых установках / С. В. Прохоров. — Пенза: Изд-во ПГУАС, 2014. — 132 с.
16. Рамазанов, Р. С. Определение объема кислорода и воздуха для сжигания биогаза / Р. С. Рамазанов, Д. Ю. Суслов, Л. А. Кущев // Молодежь и научно-технический прогресс: сб. докладов VII междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / БГТУ им. В. Г. Шухова. — 2014. — № VII. — С. 376—378.
17. Рамазанов, Р. С. Интенсификация процесса сжигания биогаза в газогорелочном устройстве бытового назначения: автореф. канд. техн. наук / Рамазанов Рафшан Салманович. — Белгород, 2021. — 22 с.
18. Тищенко, Е. В. Биогаз — альтернатива голубому топливу XXI века. Правовые проблемы производства и использования биогаза на рынке энергетических ресурсов России / Е. В. Тищенко // Нефть, газ и бизнес. — 2016. — № 1. — С. 51—53.
19. Шмыглевский, Ю. Д. Аналитические исследования динамики газа и жидкости / Ю. Д. Шмыглевский. — М.: Эдиториал УРСС, 1999. — 232 с.
20. Юн, А. А. Теория и практика моделирования турбулентных течений / А. А. Юн. — М.: Либроком, 2009. — 272 с.
21. Amano, R. S. Computational Fluid Dynamics and Heat Transfer: Emerging Topics / R. S. Amano, B. Sunden (eds.) — Southampton, Boston: WIT Press, 2011. — 486 p.
22. Bird, G. A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows / G. A. Bird. — Oxford, New York: Oxford Engineering Science Series, Clarendon Press, 1994. — 458 p.
23. Kumar, S. Biogaz / S. Kumar. — Croatia: In TechJanezaTrdine Rijeka, 2012. — 420 p.
24. Seadi, T. A. Biogas handbook / T. A. Seadi, D. Rutz, H. Prassl, M. Köttner, T. Finsterwalder, S. Volk, R. Janssen. — Niels Bohrs: University of Southern Denmark Esbjerg, 2008. — 126 p.
25. Zucker, R. D. Fundamentals of gas dynamics / R. D. Zucker, O. Biblarz. — 2nd ed. — New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2002. — 500 p.
| | | | | Ссылка для цитирования Кущев, Л. А. Моделирование процесса подсоса первичного воздуха в бытовой газовой горелке на биогазовом топливе / Л. А. Кущев, В. А. Уваров, Р. С. Рамазанов, Н. Ю. Саввин // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2022. - № 2 (66). - С. 49-56. - DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.004. |  | | | | | | | English version | | | Modeling of the Process of Primary Air Suction in a Household Gas Burner on Biogas Fuel | Kuschev L. А., Uvarov V. А., Ramazanov R. S., Savvin N. Yu. | | | | | Kuschev L. А., D. Sc. in Engineering, Prof., Prof. of the Dept. of Heating and Ventilation, Belgorod State Technological University Named after V.G. Shukhov, Institute of Civil Engineering, Russia, Belgorod, tel.: +7-910-363-62-09, e-mail: leonidkuskev@gmail.com Uvarov V. А., D. Sc. in Engineering, Prof., Head of the Dept. of Heating and Ventilation, Belgorod State Technological University Named after V.G. Shukhov, Institute of Civil Engineering, Russia, Belgorod, tel.: (4722)55-92-64, e-mail: tgv@bstu.ru Ramazanov R. S., PhD in Engineering, Lecturer of the Dept. of Heating and Ventilation, Belgorod State Technological University Named after V.G. Shukhov, Institute of Civil Engineering, Russia, Belgorod, tel.: +7-915-572-98-65, e-mail: boss.rafshan@mail.ru Savvin N. Yu., PhD student of the Dept. of Heat and Gas Supply and Ventilation, Belgorod State Technological University Named after V.G. Shukhov, Institute of Civil Engineering, Russia, Belgorod, tel.: (4722)55-92-64, e-mail: n-savvin@mail.ru |
| | | Statement of the problem. The process of suction of primary air into the housing of a gas burner device for domestic use during the combustion of gas fuel with different methane content in the composition is considered. It is necessary to develop a computer model of the movement of the gas-air mixture for a gas with a methane content of 50 to 90% vol., with varying the height of the primary air regulator H from 0 to 19,25 mm and determine the concentration of O2 in the gas-air mixture at the outlet of the openings of the gas burner device, based on the results obtained, determine the rational dimensions of the primary air supply regulator.
Results. The results of computer simulation of primary air suction by a flow of combustible gas inside the gas burner housing when using combustible gas with different methane content in the composition using the Ansys Fluent software package are presented. 3D modeling of the design of a gas burner equipped with a primary air supply regulator has been performed. The process under study was carried out by varying the methane content in the composition of the gas used and the height of the primary air regulator. The dependences of the oxygen content in the composition of the formed gas-air mixture on the composition of the combustible gas were determined, which made it possible to obtain the required dimensions of the primary air regulator.
Conclusions. As a result of computer modeling, it was found that with a decrease in the methane content in the composition of the combustible gas, it is necessary to use a primary air regulator with a higher height H, which will ensure the suction of a smaller amount of primary air to ensure complete combustion of the combustible gas of the adopted composition.
| | | | Keywords: computer simulation, primary air regulator, gas burner device, gas-air mixture, oxygen concentration. |
DOI: 10.36622/VSTU.2022.66.2.004
References 1. Atoyan, E. M. Raschet gazovykh gorelok / E. M. Atoyan, Yu. V. Musatov, M. A. Ageev. — Saratov: SGTU, 2006. — 83 s.
2. Akhmedov, R. B. Tekhnologiya szhiganiya goryuchikh gazov i zhidkikh topliv / R. B. Akhmedov, L. M. Tsirul'nikov. — 2-e izd., pererab. i dop. — Leningrad: Nedra, 1984. — 238 s.
3. Bretshnaider, S. Svoistva gazov i zhidkostei. Inzhenernye metody rascheta / S. Bretshnaider. — Leningrad: Khimiya, 1966. — 536 s.
4. Val'dberg, A. Yu. Raschet pyle- i kapleulavlivayushchikh ustanovok / A. Yu. Val'dberg, L. A. Kushchev. — Belgorod: BGTU im. Shukhova, 2009. — 172 s.
5. Gazifikatsiya v Rossii po regionam [Elektronnyi resurs] // MediaWiki. — http://newsruss.ru/doc/index.php/Gazifikatsiya_v_Rossii_po_regionam.
6. Gazifikatsiya regionov Rossii [Elektronnyi resurs] // Gazprom mezhregiongaz: of. sait. — https://mrg.gazprom.ru/d/textpage/41/65/presentation-press-conf-2021-06-11-ru.pdf
7. Dulov, V. G. Gazodinamika protsessov istecheniya / V. G. Dulov, G. A. Luk'yanov. — Novosibirsk: Nauka, Sib. otd., 1984. — 234 s.
8. Ivanov, Yu. V. Osnovy rascheta i proektirovaniya gazovykh gorelok / Yu. V. Ivanov. — M.: Gostoptekhizdat, 1963. — 360 s.
9. Isserlin, A. S. Gazovye gorelki / A. S. Isserlin. — 3-e izd., pererab. i dop. — L.: Nedra, 1973. — 190 s.
10. Kaplun, A. B. ANSYS v rukakh inzhenera. Prakticheskoe rukovodstvo / A. B. Kaplun, E. M. Morozov, M. A. Olfer'eva. — M.: Librokom, 2015. — 272 s.
11. Katin, V. D. Osnovy teorii goreniya gazov / V. D. Katin, V. I. Nesterov, M. N. Shevtsov. — Khabarovsk: Izd-vo Tikhookean. gos. un-ta, 2017. — 130 s.
12. Levin, A. M. Printsipy ratsional'nogo szhiganiya gaza / A. M. Levin. — L.: Nedra, 1977. — 247 s.
13. Mikheev, V. P. Gazovoe toplivo i ego szhiganie / V. P. Mikheev. — L.: Nedra, 1966. — 328 s.
14. Nashchokin, V. V. Tekhnicheskaya termodinamika i teploperedacha / V. V. Nashchokin. — M.: Vyssh. shk., 1975. — 496 s.
15. Prokhorov, S. V. Szhiganie gaza v kommunal'no-bytovykh ustanovkakh / S. V. Prokhorov. — Penza: Izd-vo PGUAS, 2014. — 132 s.
16. Ramazanov, R. S. Opredelenie ob'ema kisloroda i vozdukha dlya szhiganiya biogaza / R. S. Ramazanov, D. Yu. Suslov, L. A. Kushchev // Molodezh' i nauchno-tekhnicheskii progress: sb. dokladov VII mezhdunar. nauch.-prakt. konf. studentov, aspirantov i molodykh uchenykh / BGTU im. V. G. Shukhova. — 2014. — № VII. — S. 376—378.
17. Ramazanov, R. S. Intensifikatsiya protsessa szhiganiya biogaza v gazogorelochnom ustroistve bytovogo naznacheniya: avtoref. kand. tekhn. nauk / Ramazanov Rafshan Salmanovich. — Belgorod, 2021. — 22 s.
18. Tishchenko, E. V. Biogaz — al'ternativa golubomu toplivu XXI veka. Pravovye problemy proizvodstva i ispol'zovaniya biogaza na rynke energeticheskikh resursov Rossii / E. V. Tishchenko // Neft', gaz i biznes. — 2016. — № 1. — S. 51—53.
19. Shmyglevskii, Yu. D. Analiticheskie issledovaniya dinamiki gaza i zhidkosti / Yu. D. Shmyglevskii. — M.: Editorial URSS, 1999. — 232 s.
20. Yun, A. A. Teoriya i praktika modelirovaniya turbulentnykh techenii / A. A. Yun. — M.: Librokom, 2009. — 272 s.
21. Amano, R. S. Computational Fluid Dynamics and Heat Transfer: Emerging Topics / R. S. Amano, B. Sunden (eds.) — Southampton, Boston: WIT Press, 2011. — 486 p.
22. Bird, G. A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows / G. A. Bird. — Oxford, New York: Oxford Engineering Science Series, Clarendon Press, 1994. — 458 p.
23. Kumar, S. Biogaz / S. Kumar. — Croatia: In TechJanezaTrdine Rijeka, 2012. — 420 p.
24. Seadi, T. A. Biogas handbook / T. A. Seadi, D. Rutz, H. Prassl, M. Köttner, T. Finsterwalder, S. Volk, R. Janssen. — Niels Bohrs: University of Southern Denmark Esbjerg, 2008. — 126 p.
25. Zucker, R. D. Fundamentals of gas dynamics / R. D. Zucker, O. Biblarz. — 2nd ed. — New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2002. — 500 p.
|
|
|
|
|
