Статті. Кафедра теплотехніки

Постійне посилання зібрання

https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/3368

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 16 з 16

Система охолодження наддувного повітря суднового двигуна внутрішнього згоряння термопресором з упорскуванням перегрітої води
(2017) Коновалов, Дмитро Вікторович; Кобалава, Галина Олександрівна; Стародубець, Сергій Ігорович; Konovalov, Dmitriy Victorovich; Kobalava, Halina Aleksandrovna; Starodubets, Sergiy Igorovich
Проаналізовано схемне рішення із застосуванням термопресора в складі багатоконтурної системи охолодження середньообертового двигуна суднової енергетичної установки. Розглянуто спосіб підвищення ефективності процесу розпилення перегрітої відносно температури насиченняводи в термопресорі. Як показали дослідження, застосування перегрітої води для упорскування в термопресор системи охолодження наддувного повітря суднових двигунів дає можливість збільшити відносне підвищення тиску повітря на виході з термопресора на 5...8 %, з відповідним зменшенням потужності турбокомпресора двигуна.
Компьютерное моделирование теплоиспользующей системы охлаждения воздуха на входе газотурбинной установки с получением конденсата
(2017) Радченко, Андрей Николаевич; Портной, Богдан Сергеевич; Прядко, Александр Игоревич; Кантор, Сергей Анатольевич; Radchenko, Andrey Nikolaevich; Portnoi, Bogdan Sergeevich; Prjadko, Alexandr Igorevich; Kantor, Sergey Anatolievich
Проаналізовано результати комп’ютерного моделювання тепловикористовуючої системи охолодження повітря на вході газотурбінної установки трансформацією теплоти відпрацьованих газів з отриманням конденсату як супутнього продукту у двоступеневому повітроохолоджувачі комбінованого типу зі ступенем попереднього водяного охолодження і хладоновим ступенем глибокого охолодження. Запропоновано способи та схемні рішення систем роздільного – у відповідності з температурою – відведення конденсату в процесі охолодження повітря, його акумуляції і використання у якості холодоносія ступеня попереднього охолодження повітря.
Получение конденсата при охлаждении воздуха на входе ГТУ
(2017) Радченко, А. Н.; Портной, Б. С.; Прядко, А. И.; Андреев, А. А.; Радченко, А. М.; Портной, Б. С.; Прядко, О. І.; Андреєв, А. А.; Radchenko, А. N.; Portnoy, B. S.; Prjadko, A. I.; Andreev, A. A.
Досліджено можливість отримання води при конденсації водяної пари в процесі двоступеневого охолодження циклового повітря на вході ГТУ тепловикористовуючими абсорбційною бромистолітієвою і хладоновою ежекторною холодильними машинами, що утилізують теплоту відпрацьованих газів. Проаналізовано залежність кількості конденсату, що випадає в ступенях попереднього охолодження повітря на вході ГТУ холодною водою від АБХМ і глибокого охолодження хладоновою ежекторною холодильною машиною, від розподілу теплових навантажень між ступенями. Наведено результати розрахунків кількості конденсату, що випадає, для кліматичних умов півдня України.
Использование конденсата при комбинированном охлаждении воздуха на входе газотурбинной установки
(2017) Радченко, А. Н.; Портной, Б. С.; Прядко, А. И.; Кантор, С. А.; Радченко, А. М.; Портной, Б. C.; Прядко, О. І.; Кантор, С. А.
Проаналізовано процеси комбінованого, в абсорбційній бромистолітієвій та ежекторній хладоновій холодильних машинах, двоступеневого охолодження повітря на вході ГТУ для кліматичних умов конкретного регіону з отриманням конденсату як супутнього продукту. Виявлені резерви холодопродуктивності тепловикористовуючих холодильних машин, що утворюються при знижених теплових навантаженнях, і досліджена їх реалізація для зниження температури конденсату, який використовується як холодоносій для охолодження повітря на вході ГТУ. Запропоновано схема системи охолодження повітря на вході ГТУ з роздільним відведенням конденсату від високо- та низькотемпературного ступенів повітроохолоджувача.
Компьютерное моделирование теплоиспользующей системы охлаждения воздуха на входе газотурбинной установки с получением конденсата
(2017) Радченко, А. Н.; Портной, Б. С.; Прядко, А. И.; Кантор, С. А.; Радченко, А. М.; Портной, Б. C.; Прядко, О. І.; Кантор, С. А.; Radchenko, A. N.; Portnoi, B. S.; Prjadko, A. I.; Kantor, S. A.
Проаналізовано результати комп’ютерного моделювання тепловикористовуючої системи охолодження повітря на вході газотурбінної установки трансформацією теплоти відпрацьованих газів з отриманням конденсату як супутнього продукту у двоступеневому повітроохолоджувачі комбінованого типу зі ступенем попереднього водяного охолодження і хладоновим ступенем глибокого охолодження. Запропоновано способи та схемні рішення систем роздільного – у відповідності з температурою – відведення конденсату в процесі охолодження повітря, його акумуляції і використання у якості холодоносія ступеня попереднього охолодження повітря.
Повышение эффективности использования абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины в комбинированной системе охлаждения воздуха на входе газотурбинной установки
(2017) Радченко, А. Н.; Портной, Б. С.; Кантор, С. А.; Прядко, А. И.; Радченко, А. М.; Портной, Б. C.; Кантор, С. А.; Прядко, О. І.; Radchenko, A. N.; Portnoi, B. S.; Kantor, S. A.; Prjadko, A. I.
Наведено результати розрахунку процесів двоступеневого охолодження повітря на входе газотурбінної установки з попереднім охолодженням абсорбційною бромистолітієвою холодильною машиною та глибоким охолодженням хладоновою ежекторною холодильною машиною. Проаналізовано ефективність використання охолоджувального потенціалу абсорбційної бромистолітієвої холодильної машини при змінних теплових навантаженнях. Запропоноване схемне рішення системи охолодження з акумуляцією надлишкового охолоджувального потенціалу абсорбційної холодильної машини при знижених теплових навантаженнях і його використання при підвищених теплових навантаженнях.
Застосування контактного охолодження повітря аеротермопресором в циклі газотурбінної установки
(2018) Коновалов, Дмитро Вікторович; Кобалава, Галина Олександрівна; Konovalov, Dmytro; Kobalava, Halina
Проведено аналіз існуючих газотурбінних установок (ГТУ) із застосуванням проміжного охолодження циклового повітря різних фірм-виробників, визначені основні технічні характеристики та головні параметри роботи цих ГТУ. Розглянуто основні шляхи реалізації проміжного охолодження циклового повітря ГТУ, а саме охолодження в поверхневому теплообміннику та контактне охолодження при упорскуванні диспергованої води. Перспективним способом зволоження робочого середовища ГТУ може бути застосування аеротермопресорного апарату, в основу роботи якого покладено процес термогазодинамічної компресії (термопресії). Особливістю цього процесу є підвищення тиску в результаті миттєвого випаровування рідини, що упорскується в повітряний потік, який прискорений до швидкості близько звуковій. При цьому на випаровування води відводиться теплота від газу, в результаті чого знижується його температура. В роботі проведено порівняльний аналіз існуючих та аеротермопресорних технологій для проміжного охолодження повітря ГТУ. Виявлено, що аеротермопресор дозволяє підвищити тиск циклового повітря між ступенями компресора на 2...9%, що призводить до зменшення роботина стиснення в ступенях компресора, а упорскування води, відповідно, до збільшення кількості робочого тіла в циклі на 2...5%, і, як наслідок, збільшується питома потужність на 3...10% та ККД ГТУ на 2...4%.
Модель віброкиплячого шару сипких середовищ та її програмна реалізація
(2018) Русанов, С. А.; Луняка, К. В.; Коновалов, Д. В.; Андрєєва, Н. Б.; Rusanov, Serhii; Lunyaka, Klara; Konovalov, Dmytro; Andrieieva, Nataliia
У статті представлена математична модель процесу віброкипіння, яка з єдиних позицій описує структуру й поведінку віброкиплячого шару в різних умовах, дозволяє спрогнозувати поведінку віброкиплячого шару в цілому для широкого спектру впливаючих чинників: фізичних властивостей сипкого матеріалу і газового середовища, геометрії робочого органу, параметрів вібрації, особливостей взаємодії фаз між собою і з вантажонесучими поверхнями. Одержана модель дозволяє автоматизувати обчислення з використанням мінімального набору вхідних даних. Одержані рівняння, які описують поведінку віброкиплячого шару як суцільного середовища з особливою реологією, в якій за рахунок підведеної зовнішньої вібрації розповсюджуються нелінійні хвилі деформації з періодичними змінами щільного і розпушеного стану. Створена система автоматизованого моделювання поведінки віброкиплячих шарів "Віброслой", яка дозволяє провести моделювання поведінки віброкиплячого шару сипкого матеріалу з урахуванням фізичних параметрів середовища й газової фази, параметрів вібрації, особливостей фільтрації газу і властивостей робочих органів для ефективного проектування устаткування з віброкиплячим шаром. Проведені тестові моделювання одиничного підкидання шару сипкого матеріалу, визначення швидкостей течії шару на вібруючих поверхнях із зіставленням з експериментальними даними. Показана можливість прогнозування параметрів сталих (стаціонарних течій) віброкиплячого шару на протяжних вібруючих поверхнях.
Numerical simulation of the regime and geometric characteristics influence on the pressure loss of a low-flow aerothermopressor
(2019) Konovalov, D.; Kobalava, H.; Коновалов, Д. В.; Кобалава, Г. О.
В роботі досліджуються гідрогазодинамічні процеси, які протікають в маловитратному аеротермопресорі. Цей струминний апарат представляє собою двофазовий струминний пристрій для контактного охолодження, в якому за рахунок відведення теплоти від газового потоку відбувається підвищення тиску газу та його охолодження (термогазодинамічна компресія). Високоефективна робота аеротермопресора залежить насамперед від конструкції проточної частини та способу роз-пилення води в апараті. Конструктивні чинники, які впливають на витрати енергії для подолання сил тертя та місцевих опорів на звужувально-розширювальних ділянках аеротермопресора, здійснюють значний вплив на робочі процеси в апараті. В роботі проведено дослідження ряду типових моделей аеротермопресора малої витрати із застосуванням комп'ютерного CFD-моделювання. Визначення основних параметрів потоку повітря (повний тиск, динамічний тиск, швидкість, температура та ін.) проводилося для ряду кутів конусності конфузора і дифузора, а також для ряду значень відносної швидкості повітря в робочій камері М = 0,4–0,8. Проведено порівняння отриманих даних з експериментальними. Відхилення розрахункових значень коефіцієнтів місцевих опорів в конфузові та в дифузорі від отриманих при комп'ютерному CFD-моделюванні не перевищує 7-10 %. Та-ким чином, отримано аналітичні залежності для визначення коефіцієнтів місцевого опору для конфузора (сопла) і дифузора, які можна рекомендувати для використання в методиці проектування аеротермопресорів малої витрати.
Дослідження рівномірності розподілу рідини по трубах кожухотрубчастого теплообмінного апарату при різних способах введення рідини в апарат і створення нових конструкцій розподільних пристроїв
(2019) Клюєв, О. І.; Луняка, К. В.; Русанов, С. А.; Klyuev, O. I.; Lunyaka, K. V.; Rusanov, S. A.
Представлені результати досліджень впливу розташування вхідного патрубку на рівномірність розподілу теплоносія по трубах кожухотрубчастого теплообмінного апарату та енергії, що витрачається на перекачування теплоносія. Дослідження показали, що при використанні розподільних вставок з розрахованою по фрагментах кількістю отворів на рівномірність розподілу теплоносія та витрату енергії для перекачування рідини через апарат впливає розташування вхідного патрубку. На основі отриманих даних запропонована конструкція вставки, яка поєднує конструктивні особливості теплообмінника типу «труба в трубі» і кожухотрубчастого.
Чисельне моделювання проточної частини маловитратного аеротермопресора для проміжного охолодження циклового повітря газотурбінного двигуна
(2019) Коновалов, Дмитро Вікторович; Кобалава, Галина Олександрівна; Konovalov, Dmytro; Kobalava, Halina
Використання проміжного охолодження циклового повітря, в процесі стиснення в компресорі, сприятливо позначається на ресурсі газотурбінної установки (ГТУ) та на підвищенні її потужності, без зниження ресурсу роботи. В роботі проведено аналіз перспективного способу охолодження циклового повітря ГТУ, а саме контактного охолодження із застосуванням аеротермопресора, який представляє собою двофазовий струминний апарат, в якому за рахунок відведення теплоти від повітряного потоку відбувається підвищення тиску повітря та його охолодження. Основною проблемою при розробці аеротермопресора є визначення геометричних характеристик проточної частини апарата та системи упорскування рідини, які б дозволили забезпечити ефективне його застосування, з точки зору підвищення тиску і розпилення рідини. Для визначення основних характеристик аеротермопресора системи охолодження циклового повітря ГТУ було проведено аналіз роботи моделей апарату за допомогою комп'ютерного CFD-моделювання в програмному комплексі ANSYS Fluent. Була визначена методика розрахунку, обрана модель турбулентності, проведено розрахунок з урахуванням збіжності результатів та здійснена обробка та візуалізація вихідних даних в постпроцесорі, у вигляді графіків та полів. На основі цього було розроблено конструкцію аеротермопресора для ГТУ марки WR-21 фірми Rolls Royce. На першому етапі дослідження було проведено моделювання «сухого» аеротермопресора (без упорскування води в камеру випаровування). Було встановлено, що зниження тиску повітряного потоку внаслідок втрат на тертя складає близько 5 %. На другому етапі дослідження було проведено моделювання аеротермопресора з упорскуванням води в проточну частину (на вході в камеру випаровування). В результаті термогазодинамічної компресії підвищення повного тиску циклового повітря на виході з аеротермопресора склало 3,1 %, а температура охолоджуваного повітря знизилась на 280 К. Для забезпечення ефективного стиснення повітря в компресорі ГТУ було розглянуто неповне випаровування води в аеротермопресорі, що дало можливість отримати більш дрібнодисперсний потік на виході з дифузора, при цьому середній діаметр краплі води зменшився до 2,5 мкм.
Визначення конструктивних параметрів проточної частини аеротермопресора системи охолодження циклового повітря мікротурбін
(2019) Кобалава, Галина Олександрівна; Kobalava, Halina
Серед сучасних струминних технологій одним з перспективних напрямів дослідження є вивчення газодинамічних процесів в аеротермопресорі. Цей струминний апарат представляє собою пристрій для контактного охолодження (теплота від повітряного потоку витрачається на миттєве випаровування крапель води, що упорскуються), в якому присутній ефект термогазодинамічної компресії, тобто підвищення тиску повітря. Значний вплив на робочі процеси в аеротермопресорі здійснюють конструктивні чинники, які впливають на витрати енергії для подолання сил тертя та місцевих опорів на звужувально-розширювальних ділянках апарату. Актуальним в розвитку струминних технологій аеротермопресорного типу є визначення раціональних параметрів організації робочого процесу із відповідною розробкою конструкції проточної частини. При цьому необхідно мати можливість для аналітичного визначення втрат, що пов'язані насамперед із тертям, для конфузора і дифузора аеротермопресора. В роботі проведено дослідження типових моделей аеротермопресора для ряду кутів конусності конфузора (кут розкриття 30; 35; 40; 45; 50 °) і дифузора (кут розкриття 6; 8; 10; 12 °), а також для ряду значень швидкості повітря в робочій камері М = 0,4–0,8. Отримані розрахункові дані (результати комп'ютерного CFD-моделювання) порівняно з експериментальними даними, похибка значень для коефіцієнтів місцевих опорів в конфузорі та в дифузорі не перевищує 7-10 %. Встановлено, що значення коефіцієнту місцевого опору залежить тільки від геометричних параметрів (кута розкриття та ступеня розширення nd або звуження nc) відповідного каналу, тобто характер течії повітря в аероте-рмопресорі відповідає автомодельному режиму. Визначено рекомендовані кути звуження конфузора  = 30 о і розкриття дифузора  = 6 °, які відповідають мінімальним втратам тиску Ploss = 1,0-9,5 %, а відтак, і максимальному підвищенню тиску в результаті термогазодинамічної компресії при упорску-ванні та випаровуванні рідини в робочій камері. Отримано емпіричні рівняння для визначення коефіціє-нтів місцевого опору для конфузора і дифузора, які можна рекомендувати для використання в методиці проектування аеротермопресорів малої витрати для мікротурбін.
Дослідження впливу положення трубки в пучку труб кожухотрубчастого теплообмінника на процес тепловіддачі
(2020) Луняка, К. В.; Клюєв, О. І.; Русанов, С. А.; Клюєва, О. О.; Lunyaka, K. V.; Kliuiev, O. I.; Rusanov, S. A.; Kliuieva, O. O.
Метою дослідження є встановлення причини виходу з ладу периферійних труб кожухотрубчастого теплообмінного апарата і створення умов для інтенсифікації процесу тепловіддачі в цих апаратах. Проведене визначення швидкостей руху рідини, що нагрівається в трубах апарата, температури, до якої вона нагрівається, температури стінки труби та коефіцієнтів тепловіддачі залежно від положення даної труби в пучку труб (центральне чи периферійне). Показано, що температура стінок периферійних труб значно перевищує таку для центральних, а коефіцієнт тепловіддачі у центральних трубах уп’ятеро більший за цю величину для периферійних труб, що є причиною перегріву та виходу з ладу периферійних труб. Показаний шлях подолання такого недоліку кожухотрубчастого апарата, як нерівномірний розподіл рідини по окремих трубах, який полягає у створенні розподільних вставок. Дослідження різних варіантів вставок дозволили знайти оптимальну їхню форму – у вигляді диска з розрахованою площею отворів на певних ділянках. Визначення температур рідини на виході з окремих труб, температур стінки і коефіцієнтів тепловіддачі в КТА, постачених розподільними вставками, показало, що названі показники вирівнюються для усіх труб пучка.
Optimal Sizing of the Evaporation Chamber in the Low-Flow Aerothermopressor for a Combustion Engine
(2021) Konovalov, Dmytro; Kobalava, Halina; Radchenko, Mykola; Sviridov, Vyacheslav; Scurtu, Ionut Cristian
Efficiency Analysis of the Aerothermopressor Application for Intercooling between Compressor Stages by using CFD Model
(2021) Kobalava, Halina; Radchenko, Mykola; Konovalov, Dmytro
Numerical Simulation of an Aerothermopressor with Incomplete Evaporation for Intercooling of the Gas Turbine Engine
(2021) Kobalava, Halina; Konovalov, Dmytro; Radchenko, Roman; Forduy, Serhiy; Maksymov, Vitaliy

Переглянути

Перегляд Статті. Кафедра теплотехніки за Дата публікації

Результатів на сторінці

Налаштування сортування