|
|
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ
Αντικείμενο του
παρόντος έργου είναι ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η αξιολόγηση
της λειτουργίας ενός νέου τύπου υδραυλωτού ατμολέβητα. Στους
υδραυλωτούς, ατμολέβητες το νερό περνά μέσα από τους αυλούς και
τα καυσαέρια γύρω από αυτούς. Λόγω του τρόπου λειτουργίας τους,
έχουν μικρότερο μέγεθος σε σχέση με τους φλογαυλωτούς, ενώ
ταυτόχρονα παρουσιάζουν υψηλότερους συντελεστές μεταφοράς
θερμότητας (Mckenzie Company, 2013). Τα τελευταία χρόνια,
αναγνωρίζεται ότι οι συντελεστές μεταφοράς θερμότητας δύναται να
αυξηθούν τροποποιώντας την επιφάνεια του υλικού όπου λαμβάνει
χώρα η εναλλαγή θερμότητας.
Οι επιφάνειες
που δύναται να τροποποιηθούν είναι αυτές που βρίσκονται:
Η καινοτομία
της παρούσας πρότασης έγκειται στην:
-
Ταυτόχρονη
βελτίωση των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας τόσο από τη
μεριά του θερμού καυσαερίου όσο και από τη μεριά του κρύου
υγρού, με τη χρήση κατάλληλα διαμορφωμένων/κατεργασμένων
επιφανειών διπλής όψεως.
-
Στη χρήση
νέων έξυπνων επιφανειών μεταφοράς θερμότητας οι οποίες θα
συντελέσουν στην σημαντική αύξηση των τιμών των συντελεστών
μεταφοράς θερμότητας.
Από την
επισκόπηση της βιβλιογραφίας είναι γνωστό ότι αύξηση των
συντελεστών μεταφοράς θερμότητας επιφέρει αναλογικά την ίδια
αύξηση στην απόδοση (Durkin, 2006). Ως εκ τούτου δεν προκαλεί
έκπληξη το γεγονός ότι οι ως τώρα ερευνητικές προσπάθειες για
την αύξηση των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας έχουν
επικεντρωθεί μόνο είτε στην τροποποίηση των γεωμετρικών
χαρακτηριστικών του λέβητα (π.χ. πλήθος αυλών, γεωμετρική
διάταξη αυλών στο χώρο, σχετική θέση θαλάμου καύσης και αυλών) (Wen
et al., 2012) είτε στην εύρεση των βέλτιστων λειτουργικών
χαρακτηριστικών (π.χ. βελτιστοποίηση ταχύτητας ροής καυσίμου και
νερού, βελτιστοποίηση θερμοκρασίας στο χώρο καύσης) (Sujatha και
Pappa, 2011). Τα τελευταία χρόνια γίνονται σημαντικές
προσπάθειες προς την κατεύθυνση δημιουργίας
"έξυπνων" επιφανειών
οι οποίες εμφανίζουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικά όπως οριοθετημένη
τραχύτητα ή συνδυασμό τραχυτήτων, υψηλή υδροφιλία/υδροφοβία,
χημική/φυσική εκλεκτικότητα, προσαρμοστικότητα και αντοχή σε
υψηλές διατμητικές τάσεις και πεδία θερμοκρασίας/πίεσης κλπ. Οι
επιφάνειες αυτές όμως αν και έχουν μελετηθεί επισταμένως σε
ερευνητικό επίπεδο, ποτέ ως τώρα δεν χρησιμοποιήθηκαν σε
εφαρμογή βιομηχανικής κλίμακας.
Παρ' ότι η
βελτίωση των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας με τροποποίηση των
χαρακτηριστικών της επιφάνειας ξεχωριστά από την πλευρά του
αερίου και από την πλευρά του υγρού έχουν μελετηθεί επισταμένως
τα τελευταία χρόνια, δεν βρέθηκε δημοσιευμένη εργασία ή πατέντα
που να εξετάζει τη συνδυαστική δράση
"έξυπνων" επιφανειών και
από τη μεριά της υγρής αλλά και από τη μεριά της αέριας φάσης σε
μια συγκεκριμένη τεχνολογική εφαρμογή όπως είναι οι ατμολέβητες.
Ακριβώς αυτό το κενό έρχεται να καλύψει το παρόν έργο. Δεδομένης
της ικανότητας των
"έξυπνων" επιφανειών να δρουν προς την αύξηση
των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας, είναι απολύτως βέβαιο ότι
η έγκριση της παρούσας πρότασης θα οδηγήσει στην παραγωγή νέων
τύπων ατμολεβήτων με χαρακτηριστικά ιδιαιτέρως ανταγωνιστικά στη
διεθνή αγορά.
Συνοψίζοντας,
στόχος του Smart Boiler είναι η παραγωγή ενός νέου τύπου
ατμολέβητα που θα παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση
με αυτούς που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αφορά.
Συγκεκριμένα, τα πλεονεκτήματα εντοπίζονται στους παρακάτω
τομείς:
-
Ενέργεια:
Αυξημένη ενεργειακή απόδοση (εκμετάλλευση μεγαλύτερου μέρους
της θερμογόνου δύναμης καυσαερίων) με αντίστοιχη μείωση της
κατανάλωσης καυσίμου και μεγιστοποίηση του βαθμού απόδοσής (περιορισμός
θερμικών απωλειών στο περιβάλλον).
-
Περιβάλλον: Περιορισμό της θερμικής καταπόνησης του
περιβάλλοντος με μείωση της θερμοκρασίας εξόδου των
καυσαερίων και περιορισμό των θερμικών απωλειών από τον
ατμολέβητα.
-
Κόστος &
Ασφάλεια: Μικρότερο μέγεθος, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής,
μεγαλύτερη μηχανική αντοχή.
|
