Ссылка для цитирования: Мракин А.Н., Афанасьева О.В., Кулешов О.Ю. Расчет интенсивности теплообмена продуктов сгорания газовых топлив // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 5. – С.109-115.

Актуальность исследования обуславливается современным трендом в области теплоэнергетики и теплотехники по переходу с традиционного газообразного топлива (метана) на использование водорода, метано-водородных смесей, а также газов термохимической конверсии. Перевод на новое непроектное топливо обосновывается соображениями снижения негативного воздействия на окружающую среду и повышения тепловой эффективности топливосжигающих установок. При этом использование топлив с составом отличным от проектного повлияет на процессы теплообмена. Цель: проведение сопоставительного анализа показателей интенсивности лучистого и конвективного теплообмена продуктов сгорания непроектных топлив, таких как водород, метано-водородная смесь и газы термохимической конверсии. В качестве допущения при постановке задачи и целей исследования принято постоянство мощности тепловыделения в аппарате за счет изменения количества сжигаемого топлива. Объект: теплообменная поверхность жаротрубного водогрейного котла. Методы: проведение численного расчета с привлечением традиционных подходов по определению показателей интенсивности теплообмена в системе «продукты сгорания – металлическая стенка трубы теплоэнергетических установок». Также использованы апробированные ранее другими авторами соотношения для расчета теплофизических параметров газовых смесей. Результаты. По результатам выполненных сравнительных расчетов можно заключить, что переход от использования традиционного топлива (природного газа/метана) к газам его термохимической конверсии в рассмотренных условиях практически не влияет на интегральные показатели теплоотдачи. В большей степени такой переход вызывает изменения интенсивности теплоотдачи для продуктов сгорания водорода и метано-водородной смеси, что повлияет на работу теплоэнергетических и теплотехнологических установок. Вместе с тем необходимо проводить дополнительные исследования по кинетике горения газов термохимической конверсии метана, их теплофизическим свойствам и пр., поскольку аппаратурное оформление, тип применяемого катализатора и рабочие параметры процесса будут оказывать воздействие на состав получаемого синтез-газа.