Dependence of the Heat Flow of Flue Gases After the Biomass Steam Generator on the Main Influencing Factor
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-182-5-36-40Keywords:
mathematical modeling, experimental planning, waste incineration, heat flow, flue gases, biomassAbstract
The development of renewable energy is consistent with the current requirements of modern energy policy and international standards, which provide for the reduction of emissions of harmful substances and the stimulation of the use of renewable energy sources. Study of the dependence of the heat flow of flue gases after a biomass steam generator on the main influencing factors was conducted using the second-order Box-Wilson experimental design using rotatable central composite planning using the developed software, which is protected by the Certificate for the work. The aim of the study is to determine, using experimental design, the regression dependence of the heat flow of flue gases after a biomass steam generator on the main influencing factors. Regression dependence of the heat flow of flue gases after a biomass steam generator on the main influencing factors was obtained: inlet gas temperature, inlet gas velocity. Using the Fisher criterion, it was established that the hypothesis regarding the adequacy of the obtained regression model is confirmed with a confidence probability of 95 %. The obtained value of the correlation coefficient, which is 0.97386, indicates a sufficient level of reliability of the obtained results. The obtained regression dependence can be used in the development of a methodology for engineering calculations of equipment parameters for energy-efficient biomass combustion. It was established that among the impact factors considered, the heat flow of flue gases after the biomass steam generator is most influenced by the temperature of the gases at the inlet, and the least by the velocity of the gases at the inlet. The response surface of the objective function — the heat flow of flue gases after the biomass steam generator and its two-dimensional section in the plane of the impact parameters — is constructed, which enables to clearly illustrate the obtained dependence and the nature of the combined impact of several factors on the objective function.
References
Н. Д. Степанова, Я. О. Глеба, і О. С. Чорнобай, «Екологічні та економічні питання переведення промислової парової котельні на спалювання біомаси,» на Енергоефефктивність в галузях економіки України – 2023, Міжнар. наук.-техн. конф., 4 с. Вінниця: ВНТУ, [Електронний ресурс], Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/ egeu/egeu2023/paper/viewFile/19481/16125 .
Г. Гелетуха, Підготовка та впровадження проектів заміщення природного газу біомасою при виробництві теплової енергії в Україні, практичний посіб. Київ, Україна, 2015. 71 с.
А. В. Ляшеник, Л. О. Тисовський, Л. М. Дорундяк, і Ю. Р. Дадак, «Обґрунтування конструкції циклона для очищення повітря на підприємствах деревообробної галузі», Науковий вісник НЛТУ України, т. 21, № 9, с. 119-125, 2011.
Г. А. Голуб, Н. М. Цивенкова, В. В. Чуба, С. М. Кухарець, Я. Д. Ярош, і М. Б. Терещук, «Дослідження ефективності роботи твердопаливного котла на рослинній біомасі», Технологічний аудит та резерви виробництва, № 5/1(49), с. 22-28, 2019.
М. М. Чепурний, І. М. Димнич, і О. В. Куцак, «Енергетична ефективність утилізації теплоти відхідних димових газів,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 3, с. 37-40, 2011.
М. Ф. Боженко, «Методика вибору поверхневих утилізаторів теплоти димових газів в котельнях,» Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки, т. 36 (75), № 1, с. 107-113, 2025.
Р. О. Навродська, «Підвищення ефективності теплоутилізаційних технологій для котельних установок комунальної енергетики,» Науковий вісник НЛТУ України, Т. 25, № 9, 2015, с. 225-229.
М. Ф. Боженко, і О. В. Озеруга, «Підвищення енергетичної та екологічної ефективності поверхневих теплоутилізаторів димових газів водогрійних котелень,» KPI Science News, № 1, с. 7-14, 2020.
А. Ф. Строй, і Б. М. Федяй, «Математична модель нестаціонарного теплообміну в топці теплогенератора,» Комунальне господарство міст, № 79, с. 255-264, 2007.
Т. В. Шелешей, «Розробка технічних рішень стосовно пониження температури димових газів при дослідженні впливу на них експлуатаційних і режимних параметрів,» Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки, т. 30 (69), ч. 2, № 2, с. 48-53, 2019.
І. О. Назарова, «Утилізація теплоти димових газів котельних агрегатів у теплообмінному апараті контактного типу», Вчені записки ТНУ імені В. І. Вернадського. Серія: Технічні науки, т. 33 (72), № 1, с. 212-216, 2022.
М. К. Безродний, і Н. О. Притула, «Ефективність роботи теплового насоса в системі теплопостачання з використанням теплоти відхідних газів після конденсаційного котла,» Наукові вісті НТУУ "КПІ", № 5, с. 18-23, 2014.
Н. Д. Степанова, Я. О. Глеба, і М. О. Паламарчук, «Утилізація теплоти димових газів після парогенератора на біомасі,» на Інноваційні технології в будівництві, Міжнар. наук.-техн. конф., Вінниця, 2024, 4 с. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/itb/itb2024/paper/view/22679/18720 .
О. В. Березюк, «Комп’ютерна програма "Планування експерименту" ("PlanExp"),» Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 46876, Київ: Державна служба інтелектуальної власності України, дата реєстрації: 21.12.2012.
О. В. Березюк, «Моделювання компресійної характеристики твердих побутових відходів у сміттєвозі на основі комп’ютерної програми “PlanExp”,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 6, с. 23 28, 2016.
Downloads
-
pdf (Українська)
Downloads: 0
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
