Title (srp)

Rekuperatori za korišćenje otpadne toplote sa rotacionih cilindričnih površina

Author

Stojić, Nenad, 1987-

Contributor

Karamarković, Rade, 1975-
Todorović, Dušan, 1983-
Bogojević, Nebojša, 1974-
Marašević, Miljan, 1974-

Description (eng)

Abstract:In general, the thesis deals with the usage of waste heat from rotary cylindricalsurfaces. Specifically, the focus is on utilizing waste heat from the mantle of rotary kilns(RK) that are widely applied in manufacturing, calcination, thermal processing,incineration, and pyrolysis, with the most important role in cement production. As thetechnological process must not be disturbed and as the stability of a RK does not allowthe insulation of the hottest zone of its mantle, the goal is to design over this zone an airpreheating heat exchanger (recuperator) that will use the heat equal to the heat loss. Thestarting point is an already developed basic recuperator. In the case study, which is an RKused for the calcination of dolomite in a magnesium production, the following problemsare addressed(1) how to increase the distance (annulus) between the recuperator and the RKwhile maintaining its effectiveness? Large rotational eccentricities andtyres over the mantle of RKs make the basic design inapplicable.(2) how a variable heat loss affects the performance of the recuperator? Theloss depends on the application of an RK, i.e., the processes that take placeinside, the usage of combustion medium (air, enriched air or oxygen), thethermal resistance and condition of coating and refractory layers insidethem, and to a lesser extent on the environmental conditions.(3) how to use preheated air most efficiently?Solving the (1) problem resulted in technical solutions that apply: radiant and convective fins, parallel air passages, introduction of additional air, and combinations of previous designs.To define their geometry and constructional details, (i) experimentally validatedcell model of heat transfer in the annulus with the usage of radiant and convective fins,and (ii) combined application of the cell and CFD models are developed. These modelsand conclusions for the application of different recuperator designs are the outcomes. Thereduction of heavy fuel oil consumption in the case study by 2350 l/day illustrates thesignificance of the recuperator.

Description (srp)

Rezime:U najopštijem, disertacija se bavi korišćenjem toplotnog gubitkarotacionih cilindričnih površina. Specifično, fokus je na korišćenjuotpadne toplote sa plašta rotacionih peći (RP), široko primenjivanih uređaja:u proizvodnji, termičkoj obradi, kalcinaciji, insineraciji i pirolizi, satehnoekonomski najznačajnijom ulogom u proizvodnji cementa. Kako zbogstabilnosti nije dozvoljeno izolovati najvreliji deo plašta i kako se ne smeremetiti tehnološki proces, cilj je napraviti razmenjivač toplote koji će zapredgrevanje vazduha sa najvrelije zone RP uzimati tačno onoliko toplote kolikose gubi u okolinu. Polazeći od osnovne, jednostavne i ekonomične konstrukcijerekuperatora, na primeru RP za kalcinaciju dolomita rešavaju se problemi:(1) povećanja rastojanje između rekuperatora i RP uz zadržavanje ilipovećanje njegove efektivnosti? Osnovna konstrukcija je čestoneprimenljiva zbog rotacionog ekscentriciteta i/ili prisustvanosećeg prstena RP.(2) adekvatnog funkcionisanja rekuperatora pri nestacionarnomtoplotnom gubitku RP, najčešće uzrokovanom promenama: kvalitetaunutrašnje izolacione opeke, tehnoloških parametara procesa imedijuma (obogaćen vazduh, kiseonik) za sagorevanje.(3) kako na efikasan način iskoristiti predgrejan vazduh?Rešavanje (1) problema rezultiralo je tehničkim rešenjima: konvektivno zračnih rebara, rekuperatora sa dva prolaza uvođenjem dodatnog vazduha i kombinacije nabrojanih varijanti unutar jedne konstrukcije.Za definisanje geometrije navedenih rešenja razvijeni su računarskialati, čiji naučni doprinos predstavljaju: verifikovan ćelijski matematički model strujanja vazduha uprstenastom poprečnom preseku sa konvektivno zračnim rebrima, i kombinovana primena ćelijskog modela za određivanje dimenzija inumeričkih modela strujanja (CFD) za definisanje konstruktivnihdetalja rekuperatora.Disertacija daje računarske alate za dimenzionisanje i precizne smerniceza primenu razvijenih rekuperatora, o čijem značaju najbolje svedoči podatak dana ispitivanoj RP smanjuju potrošnju mazuta za 2350 l/dan.

Description (srp)

-

Object languages

Serbian

Date

2022

Rights

Creative Commons License
This work is licensed under a
CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Identifiers