Совершенствование инженерной методики расчёта теплообменной насадки регенеративных горелок при помощи цифрового двойника
Автор: Бирюков А.Б., Начкебия Н.С., Деркачв С.В.
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплотехника
Статья в выпуске: 1 т.26, 2026 года.
Бесплатный доступ
Разработка инженерной методики расчета регенеративных горелок является необходимым элементом развития научных основ повышения эффективности использования энергетических ресурсов. Известные методики не учитывают все особенности процессов, протекающих в теплообменных насадках таких горелок, что снижает точность определения их конструктивных и технологических параметров. В статье за основу взята одна из известных инженерных методик и при помощи специально созданного цифрового двойника проведено ее уточнение. В рамках известной методики для выполнения расчета необходимо математическое описание законов изменения во времени температур дыма и воздуха на выходе из насадки. Установлено, что ранее выдвинутая гипотеза об экспоненциальном законе изменения температуры дыма на выходе их насадки не всегда выполняется и для его описания следует использовать логарифмический закон. Для температуры воздуха доказана возможность использования предложенного в известной методике экспоненциального закона изменения температуры. Намечено направление дальнейших исследований, заключающееся в необходимости составления критериальных уравнений, устанавливающих зависимость безразмерных параметров законов изменения температуры дыма и воздуха на выходе из насадки в течение соответствующих фаз от критериев подобия, характеризующих процесс.
Энергоэффективность, регенеративные горелки, теплообмен, тепловой баланс, совершенствование методов расчета, методы интенсивного энергосбережения, цифровой двойник
Короткий адрес: https://sciup.org/147254117
IDR: 147254117 | УДК: 662.9 | DOI: 10.14529/power260110
Using the digital twin to improve the engineering methodology for calculating the heat exchange nozzle of regenerative burners
The development of an engineering methodology for calculating regenerative burners is an essential step in establishing the scientific foundations for improving the efficiency of energy resource utilization. Current techniques do not take into account all the features of the processes taking place in the heat exchange nozzles of such burners, leading to inaccuracies in determining their design and operational parameters. This article presents an improved version of a well-known engineering technique based on the use of a specially designed digital twin. The known methodology provides for a mathematical description of the laws of time variation in smoke and air temperatures at the nozzle outlet necessary for calculations. It was established that the previously assumption of an exponential law for the change in smoke temperature at the nozzle outlet is not always accurate, and a logarithmic law should be used to describe it. The article demonstrated the usefulness of the exponential law of temperature change for air temperature proposed in the known methodology. Further research will focus on compiling criterion equations that establish the dependence of the dimensionless parameters in the laws of smoke and air temperature change at the nozzle outlet during the relevant phases on similarity criteria characterizing the process.
