Влияние способа определения коэффициента теплопроводности продуктов сгорания каменного угля на точность расчета

Рассмотрено определение коэффициента теплопроводности продуктов сгорания каменного угля различного состава упрощенным методом и в соответствии с молекулярно-кинетической теорией по уравнению Массона – Саксена. Расчеты выполнены для каменного угля шахты Володарский марки А, Донецкого бассейна марки ОС, Кузнецкого бассейна марки К, Таллиннского участка марки Г, Кизеловского бассейна марки Г и Тульганского месторождения марки 1Б с содержание горючей части по массе от 70,8% до 25,1%. Температура продуктов сгорания изменялась от 200°С до 400°С с шагом 50°С, а коэффициент избытка воздуха от α = 1,15 до α = 1,5 с шагом 0,05. Расхождение между результатами упрощенного расчета и результатами, полученными по уравнению Массона – Саксены, оценивали с помощью относительной погрешности. Анализ результатов расчета показал, что коэффициент теплопроводности, рассчитанный по правилу аддитивности с использованием объемных и массовых долей компонентов продуктов сгорания, выше рассчитанного по уравнению Массона – Саксены, при любых коэффициентах избытка воздуха и температуре продуктов сгорания. С повышением температуры продуктов сгорания в обоих случаях погрешность определения коэффициента теплопроводности уменьшается за счет увеличения значения коэффициентов теплопроводности. Использование упрощенных методов расчета приводит к увеличению коэффициента теплопроводности продуктов сгорания в среднем на 7,5% – 2% для каменного угля различного состава в зависимости от температуры продуктов сгорания по сравнению со значениями, рассчитанными по уравнению Массона – Саксена.

1. «Программа развития угольной промышленности России до 2035 года». URL: – https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293720/4293720273.htm

2. Золотарева Д. С. Анализ российского рынка угля. Актуальные вопросы отраслевых рынков и международной коммерции (электронный журнал). МГИМО 2020; 2(3): — https://tiec.mgimo.ru/2020/2020-03/analysis-of-russian-coal-market

3. Гашо Е. Г., Чехранова О. А. Оценка динамики и изменения пропорций топливно-энергетического баланса РФ. Промышленная энергетика 2023; (4): 2 – 9.

4. Экологические проблемы угольных ТЭС / А. Г. Тумановский [и др.]. — (Общие вопросы и проблемы энергетики). Электрические станции 2018; (1): 15 – 24.

5. Сомова Е. В., Тугова А. Н., Тумановский А. Г. Современные угольные энегоблоки на суперсверкритические парамеры пара (обзор). Теплоэнергетика 2023; (2): 5 – 23.

6. Кудинов А. А., Губарев А. Ю., Зиганшина С. К. Вращающиеся регенеративные воздухоподогреватели энергетических котлоагрегатов – Старый Оскол: ТНТ 2021: 317.

7. Прун О. Е., Гаряев А. Б. Метод оптимизации теплообменных аппаратов, работающих в системах утилизации тепла. Теплоэнергетика 2020; (8): 78 – 86.

8. Ионкин И. Л., Росляков П. В., Лунинг Б. Применение конденсационных теплоутилизаторов на объектах теплоэнергетики (Обзор) Теплоэнергетика 2018; (10): 5 – 21.

9. Пашков Л. Т. Математические модели процессов в паровых котлах. – Москва; Ижевск: Институт компьютерных исследований; Регулярная и хаотическая динамика 2019: 209.

10. Программный комплекс для моделирования физико-химических процессов и свойств рабочих тел Н. М. Корценштейн, Г. Я. Герасимов, Л. В. Петров, Ю. Б. Шмельков. Теплоэнергетика 2020; (9): 6 – 20.