Фундаментальные основы теплоэнергетики
Теплообмен при ламинарном течении неньютоновской жидкости на начальном тепловом участке круглой трубы при различных законах изменения числа Био
Кадыйров А.И.
e-mail: aidarik@rambler.ruaidarik@rambler.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: начальный тепловой участок; неньютоновская жидкость; число Био; теплообмен; линейный и гармонический закон.
Аннотация:
В работе приведены результаты исследования критических режимов теплообмена при ламинарном течении неньютоновской жидкости на начальном тепловом участке круглой трубы. На стенках трубы осуществляется теплообмен с характерным числом Био. Рассматриваются постоянный, линейный или периодический случаи его изменения. Проведены численные расчеты, в ходе которых найдены закономерности возникновения прогрессивного нарастания температуры для рассматриваемых законов изменения числа Био. Построены предкритические поверхности управляющих параметров для псевдопластичной, ньютоновской и дилатантной жидкости при различных законах изменения числа Био.
Исследование критических режимов теплообмена при синусоидальном изменении температуры на стенке трубы и преобладающем химическом тепловыделении в потоке нелинейно-вязкой жидкости.
Ананьев Д.В., Халитова Г.Р.
e-mail: Dima211083@yandex.ruDima211083@yandex.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: Численное исследование, нестационарность, синусоидальное изменение температуры, теплообмен, ламинарное течение, нелинейно-вязкая жидкость
Аннотация:
В работе представлены результаты численного исследования нестационарной задачи течения вязкой жидкости в круглой трубе, с преобладающим химическим источником тепловыделения, при синусоидальном законе изменения температуры на стенке трубы. В ходе численного эксперимента определяются зависимости максимальной безразмерной температуры и скорости на оси трубы, а также средней по сечению вязкости от управляющих параметров процесса. Строятся предкритические поверхности, состоящие из предельно допустимых значений управляющих параметров, отделяющих области допустимых значений температур в потоке жидкости от высокотемпературных, критических режимов теплообмена.
Струйный излучатель упругих волн на основе резонатора Гельмгольца как колебательный контур
Марфин Е.А., Кравцов Я.И.
e-mail: marfin@mail.knc.rumarfin@mail.knc.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: струйный излучатель, резонатор Гельмгольца, резонансная камера. интегрированное воздействие; продуктивный пласт, нефть.
Аннотация:
В работе исследованы характеристики струйного излучателя упругих волн на основе резонатора Гельмгольца – устройства для реализации энергосберегающей технологии интегрированного воздействия на нефтяные пласты. Действуя как колебательный контур, излучатель способствует увеличению амплитуды внешних колебаний на частотах, близких к частоте собственных колебаний, и поглощению энергии колебаний – на других частотах. На основе метода электроакустических аналогий авторами установлена взаимосвязь частотных и геометрических характеристик излучателя. Предложена система уравнений, позволяющая описать эту взаимосвязь. Экспериментально подтверждена адекватность алгоритма реальным процессам.
Промышленная теплоэнергетика
Исследование условий возникновения критических режимов полимеризации в гомофазном трубчатом реакторе непрерывного действия при периодическом изменении температуры на его стенке
Ананьев Д.В.
e-mail: Dima211083@yandex.ruDima211083@yandex.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: Нестационарный тепломассообмен, реактор, полимеризация, критический режим, предкритические поверхности, ламинарное течение
Аннотация:
В работе рассматривается задача нестационарного тепломассообмена в гомофазном трубчатом реакторе непрерывного действия в условиях периодического и линейного изменения температуры стенки реактора. Определены условия возникновения критических режимов полимеризации в гомофазном трубчатом реакторе непрерывного действия при нестационарном процессе тепломассопереноса. Результаты численных исследований при синусоидальном и линейном законе изменения температуры на стенке реактора представлены в виде полей температуры, вектора скорости и предкритических поверхностей. В качестве реологической модели используется модель Кутателадзе-Хабахпашевой.
Оценка энергетической эффективности основного оборудования теплотехнологической схемы стадии кислотного разложения в совместном производстве фенола и ацетона
Ермолаев Д.В.
e-mail: denlion@list.rudenlion@list.ru
Исследовательский центр проблем энергетики Каз НЦ РАН КазНЦ РАН
Ключевые слова: Эффективность, теплота, эксергия, дефлегматор, конденсатор.
Аннотация:
В работе представлены результаты анализа тепловой и термодинамической эффективности теплообменного оборудования теплотехнологической схемы стадии кислотного разложения гидроперекиси изопропилбензола в совместном производстве фенола и ацетона завода «Этилен» ОАО «Казаньоргсинтез». Описаны балансовые уравнения, характеризующие процессы, протекающие внутри аппаратов. Даны основные характеристики потоков – расход, давление, температура, представлены зависимости для определения эффективности и значений теплоты и эксергии по аппаратам, выявлены наибольшие потери в аппаратах и по группам элементов.
Тепловые электрические станции
Оценка тепловой эффективности системы подготовки топлива мини-ТЭЦ с пиролизом угля
Афанасьева О.В., Мингалеева Г.Р.
e-mail: eccolga@mail.rueccolga@mail.ru , mingaleeva-gr@mail.rumingaleeva-gr@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: Малая энергетика, твердое топливо, структурный анализ, тепловая эффективность.
Аннотация:
В настоящее время развитие децентрализованного энергоснабжения на базе создания малых электростанций становится одним из перспективных направлений в энергетике. В представленной работы рассматривается система подготовки угля для мини-ТЭЦ с внутрицикловым пиролизом и газификацией полукокса. На примере данной схемы проведен анализ структуры внешних и внутренних связей в системе для выявления замкнутых и разомкнутых последовательностей элементов и определения последовательности расчета. При проведении теплового расчета определены расходы и характеристики подводимых и отводимых от системы теплоносителей, а также тепловая эффективность отдельных блоков и всей системы в целом.
Энергомашиностроение
Аппроксимация амплитудного коэффициента A2 в модели высокого порядка для среды со сложной реологией.
Бойченко Н.В., Клейдман О.В., Тюленева О.Н.
e-mail: tasha1203@mail.rutasha1203@mail.ru
*Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
**Казанский государственный энергетический университет
***Казанский государственный университет
Ключевые слова: Ползучесть, двухосное нагружение, члены высоких порядков, область вершины трещины
Аннотация:
Рассчитаны амплитудные коэффициенты трехчленного разложения параметров НДС области вершины трещины при ползучести. Проведен анализ распределения амплитудных коэффициентов в зависимости от времени, расстояния до вершины трещины, вида напряженного состояния. На основе регрессионного анализа, получена аппроксимационная зависимость амплитудного коэффициента от условий двухосного нагружения, расстояния до вершины трещины и времени выдержки под нагрузкой. Полученные функции изменения амплитудного коэффициента А2, приведенные к удобному в использовании виду, предполагают их непосредственное введение в вычислительные комплексы по анализу НДС в нелинейной области вершины трещины.
Использование метода подмоделирования при расчете цилиндра с полуэллиптической трещиной
Шагивалеев Р.Ф., Яруллин Р.Р.
e-mail: shagivaleevramil@mail.rushagivaleevramil@mail.ru , yarullin_r@mail.ruyarullin_r@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: полуэллиптическая трещина, фронт трещины, цилиндр, метод подмоделирования, метод конечных элементов, интенсивность напряжений.
Аннотация:
Основываясь на принципах метода подмоделирования, была сформирована трехмерная модель цилиндра с внутренней полуэллиптической трещиной. Путем изменения сетки конечных элементов подмодели в области вершины трещины было найдено устойчивое решения. Определен наиболее оптимальный размер элемента на фронте трещины, с точки зрения получения достаточно точного решения и затраченного времени на счет. Представлены радиальные распределения компонент напряжений для различных сечений вдоль фронта трещины. Также представлены угловые распределения компонент напряжений по фронту трещины для всех вариантов подмоделей.
Экономика, экология, новые технологии и процессы в энергетике
Способы и направления использования энергии солнца в агропромышленном комплексе России
Назмеев ю.г., Нигматуллин Р.И., Шамсутдинов э.в.
e-mail: EShamsutd.kazan.@mail.ruEShamsutd.kazan.@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: солнечная энергия, энергосбережение, гелиосистема, коллектор, способ преобразования, устройство, сельское хозяйство.
Аннотация:
Работа представляет собой обзор основных способов и направлений использования солнечной энергии. Рассмотрено четыре возможных варианта использования энергии солнца: теплотехнический, фитобиологический, фотофизический и химический. Вследствие простоты технической реализации и эффективности при длительной эксплуатации для агропромышленного комплекса России рекомендованы теплотехнический способ преобразования солнечной энергии с использованием солнечного коллектора и фотоэлектрический метод преобразования лучистой энергии в электрическую энергию с помощью полупроводниковых солнечных батарей. Определены регионы, где целесообразно использование устройств систем солнечного энергоснабжения. Проанализирована работа и эффективность различных гелиосистем, наиболее приемлемых для использования в сельском хозяйстве, для получения тепловой и электрической энергии и водоподъема.
Расчет максимальной приземной концентрации выбросов теплоэнергетических предприятий
Федосов А.А.
e-mail: fedosov-kazan@mail.rufedosov-kazan@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: Теплоэнергетика, моделирование, выбросы, приземная концентрация, скорость ветра
Аннотация:
Статья посвящена различным способам оценки значения максимальной приземной концентрации выбросов теплоэнергетических предприятий. В работе рассматривается задача о стационарном точечном источнике газообразных выбросов высотой h и мощностью выброса Q, расположенном в начале прямоугольной системы координат, ось которой направлена по направлению ветра, а ось вертикально вверх. Анализ результатов показал, что на фиксированном расстоянии от источника выбросов обычно существует максимум приземной концентрации, реализующийся при некоторой скорости ветра. При увеличении расстояния от трубы этот максимум смещается в сторону меньших значений скорости ветра. Вблизи трубы при любых скоростях ветра существует зона практически нулевых концентраций выбросов.
Оптимизация динамических характеристик излучателя колебаний с учетом влияния пластовых условий на волновое поле при применении горизонтальных скважин
Гатауллин Р.Н., Кравцов Я.И., Коханова С.Я.
e-mail: rustem.acadrome@mail.rurustem.acadrome@mail.ru
* Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
** Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева
Ключевые слова: нефть, природный битум, интегрированное воздействие, продуктивный пласт, волновое воздействие, горизонтальная скважина.
Аннотация:
В работе рассмотрен режим интегрированного воздействия на пласт в условиях горизонтальной скважины с помощью управляемых физических полей, позволяющих максимально повысить нефтеотдачу пластов, а также интенсифицировать процесс добычи углеводороднов. Достигается это одновременным воздействием на пласт тепловым и волновым полями при нагнетании рабочего агента через излучатель колебаний, установленный на забое скважины. Выявлены определяющие параметры на дебит горизонтальных скважин (ГС). В частности установлено, что наибольшее влияние на производительность ГС оказывает проницаемость пласта и вязкость нефти. Предложен метод определения оптимальных значений динамических характеристик излучателя колебаний, позволяющий выбрать способ и режим воздействия на продуктивный пласт.
Исследование механизмов диссипации энергии упругих волн в жидкости в условиях забоя нагнетательных скважин
Загидуллина А.Р., Буторин Э.А.
e-mail: butorin06@mail.rubutorin06@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: излучатель колебаний, скважина, продуктивный пласт, диссипация, добротность.
Аннотация:
Работа посвящена исследованию закономерностей распространения упругих волн в столбе жидкости на забое нагнетательных скважин при волновом воздействии на продуктивный пласт. С целью оценки потерь энергии (добротности) рассмотрена динамическая система «излучатель – скважина – пласт». Рассмотрен механизм передачи энергии колебаний в сжимаемых и несжимаемых пластовых жидкостях и, в частности – диссипации энергии упругих волн в пластовых жидкостях. Выявлено, что в условиях применения несжимаемой жидкости основным фактором, определяющим диссипацию энергии упругих волн, является сдвиговая вязкость, а в сжимаемой жидкости – теплоизлучение, теплопроводность и объемные деформации. Установлена зависимость значений коэффициента поглощения упругих волн, позволяющая оценить диссипацию энергии колебаний и оптимизировать динамические характеристики излучателя колебаний давления.
Полнотекстовые версии статей находятся на www.elibrary.ru