Determining the thickness of the boiler scale in the pipe of a heat exchanger based on the solution of the inverse problem
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
[2.7] Civil engineering and transport[2.10] Environmental engineering, mining and energy
PL Określenie grubości kamienia kotłowego w rurze wymiennika ciepła na podstawie rozwiązania zagadnienia odwrotnego
2017
scientific article
english
- boiler scale
- inverse problem
- steam boilers
- kamień kotłowy
- zagadnienie odwrotne
- kotły parowe
EN The temperature inside the heat exchanger pipe in a steam boiler was subjected to analysis. Heating of the pipe with and without the scale was considered. A calculation model was presented describing the inverse problem of a geometrical type. It allows determining the thickness of the boiler scale based on the measurements of the temperature inside the pipe and the heat flow density on t he outer wall of the heat exchanger pipe. The paper analyzes the sensitivity of the obtained temperature distributions in the pipe and in the scale. The temperature measurement error, the inaccuracy of the thermocouple fitting and the measurement error of the heat flow density on the pipe outer wall were taken into account. The thickness of the boiler scale was determined depending on its properties and thermal load of the exchanger element. The calculations were performed for the scales of the heat conductance λ from 0.3 to 1 W/mK. The proposed calculation model corresponds to a nonlinear problem, in which the change of the heat conductance coefficient was taken into account depending on the temperature.
PL W artykule zanalizowano rozkład temperatury w rurze wymiennika ciepła kotła parowego. Uwzględniono nagrzewanie rury z kamieniem kotłowym oraz bez osadu. Przedstawiono model obliczeniowy opisujący rozwiązanie zagadnienia odwrotnego typu geometrycznego. Pozwala on na wyznaczenie grubości kamienia kotłowego na podstawie pomiaru temperatury w rurze oraz gęstości strumienia ciepła na ściance zewnętrznej rury wymiennika ciepła. Zanalizowano wrażliwość uzyskiwanych rozkładów temperatury w rurze i kamieniu. Uwzględniono błąd pomiaru temperatury, niedokładność zabudowy termoelementu oraz błąd pomiaru gęstości strumienia ciepła na ściance zewnętrznej rury. Wyznaczono grubość kamienia kotłowego w zależności od jego właściwości oraz obciążenia cieplnego elementu wymiennika. Obliczenia wykonano dla kamieni o współczynniku przewodzenia ciepła λ od 0.3 do 1 W/mK. Zaproponowany model obliczeniowy odpowiada również zagadnieniu nieliniowemu, w którym uwzględniono zmianę współczynnika przewodzenia ciepła w zależności od temperatury.
31 - 45
other
publisher's website
final published version
at the time of publication
public
6
6