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Heat transfer in membrane waterwalls

1991; Elsevier BV; Volume: 34; Issue: 4-5 Linguagem: Inglês

10.1016/0017-9310(91)90015-7

1879-2189

B.D. Bowen, Michaël Fournier, John R. Grace,

Granular flow and fluidized beds

Conduction heat transfer in membrane waterwall assemblies consisting of tubes connected by longitudinal fins is analysed for conditions typical of fluidized bed boilers. Four approximate analytic models are derived together with an exact numerical model which employs a finite difference method and a boundary-fitted orthogonal coordinate transformation. The approximate models generally improved in accuracy as their degree of sophistication increased. A range of conditions is considered to demonstrate the influence of such factors as tube thickness, fin thickness and width, inside and outside heat transfer coefficients and tube and wall thermal conductivities on the overall heat transfer coefficient. The effectiveness of the fin and of the insulated sector of the tube are shown to be closely related. La conduction thermique dans des assemblages de membrane à chute d'eau consistant en des tubes connectés par des ailettes longitudinales est analysée pour des conditions typiques de bouilleurs à lit fluidisés. Quatre modèles analytiques approchés sont traités avec un modèle exact numérique qui emploie une méthode aux différences finies et une transformation de coordonnées orthogonales. Les modèles approchés ont une précision d'autant meilleure que leur degré de sophistication augmente. On considère un domaine de conditions pour montrer l'influence sur le coefficient de transfert global des facteurs comme l'épaisseur du tube, l'épaisseur et la largeur de l'ailette, les coefficients de transfert thermique interne et externe, les conductivités thermiques du tube et de la paroi. On montre que l'efficacité de l'ailette et celle du secteur isolé du tube sont étroitement liées. Flossenwände von Dampfkesseln bestehen aus Rohren, die mit Längsrippen untereinander verbunden sind. Die Wärmeleitung in derartigen Flossenwänden wird für die typischen Bedingungen von Wirbelschichtfeuerungen analytisch untersucht. Es werden vier analytische Näherungsmodelle entwickelt, auβerdem ein exaktes numerisches Modell, welches auf einem FiniteDifferenzen-Verfahren und einer Transformation körperangepaβter orthogonaler Koordinaten aufbaut. Ganz allgemein sind die Näherungsmodelle umso besser, je aufwendiger sie gebaut sind. Es wird eine Reihe von Fällen betrachtet, um den Einfluβ folgender Gröβen auf den Wärmedurchgangskoeffizienten zu zeigen: Dicke der Rohre, Dicke und Breite der Rippen, innerer und äuβerer Wärmeübergangskoeffizient und die Wärmeleitfähigkeiten des Rohr- und des Wandmaterials. Es zeigt sich, daβ die Wirkungsgrade der Rippe und des isolierten Sektors der Rohre eng zusammenhängen. a;Ha;лизиp;ye;T;c;я кo;HдyкT;ивHый T;e;плo;пe;p;e;Ho;c;a; в T;p;yбa;ч, c;o;e;диHe;HHыч пp;o;дo;льHыми p;e;e;p;a;ми H o;e;p;a;зyющHч мe;мбp;a;HHый вo;дo;o;члa;ждa;e;мый экp;a;H, чa;c;T;o; пp;имe;Hяe;мый в кo;T;лa;ч c; кипящим c;лo;e;м. Ha;p;ядy c; чe;T;ыp;ьмя пp;иблHжe;HHыми a;Ha;лHT;Hчe;c;кими мo;дe;лями p;a;зp;a;бo;T;a;Ha; T;o;чHa;я чиc;лe;HHa;я мo;дe;ль, иc;пo;льзyющa;я кo;He;чHo;-p;a;зHo;c;T;Hый мe;T;o;д и o;p;T;o;гo;Ha;льHo;e; пp;e;o;бp;a;зo;вa;Hиe; кo;o;p;диHa;T;, o;T;c;чиT;ывa;e;мыч o;T; гp;a;HHцы. T;o;чHo;c;T;ь пp;иближe;HHыч мo;дe;лe;й, кa;к пp;a;вилo;, вo;зp;a;c;T;a;e;T; пp;и yвe;личe;Hии c;T;e;пe;Hи ич c;плo;щHo;c;T;и. Иc;c;лe;дye;T;c;я p;яд yc;лo;вий для иллюc;T;p;a;циH влияHHя T;a;кич фa;кT;o;p;o;в, кa;к T;o;лщиHa; T;p;yбы, T;o;лщиHa; H щиp;иHa; p;e;бp;a;, кo;эффHциe;HT;ы вHyT;p;e;HHa;гo; и вHe;щHe;гo; T;e;плo;пe;p;e;Ho;c;a;, a; T;a;кжe; T;e;плo;пp;o;вo;диo;c;T;ь c;T;e;Hки T;p;yβы и p;e;бp;a; Ha; c;yммa;p;Hый кo;эффHциe;HT; T;e;плo;пe;p;e;Ho;c;a;. Пo;кa;зa;Ho;. чT;o; мe;жкдy Эффe;кT;ивHo;c;T;ью p;e;бp;a; H Hзo;лиp;o;вa;HHo;гo; yчa;c;T;кa; T;p;yβы c;yщe;c;T;вye;T; T;e;c;Ha;я взa;имo;c;вязь.