Фундаметальные основы теплоэнергетики
Возникновение тепловой неустойчивости в условиях нестационарного теплообмена при ламинарном течении псевдопластичной жидкости в круглой трубе
Ананьев Д.В.
e-mail: Dima211083@yandex.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: критические режимы, нестационарность, теплообмен, ламинарное течение,псевдопластичная жидкость, структурно-вязкая несжимаемая жидкость
Аннотация:
Исследуются критические режимы нестационарного теплообмена при ламинарном течении псевдопластичной жидкости в круглой трубе. Рассматривается влияние линейного и периодического изменения числа, характеризующего соотношение между внешней и внутренней теплопередачей на возникновение тепловой неустойчивости в потоке жидкости. В работе рассматривается теплообмен при движении псевдопластичной жидкости в достаточно длинном канале, когда влиянием гидродинамического и теплового начального участка можно пренебречь. В качестве реологической модели использовалась реологическая модель Кутателадзе-Хабахпашевой для структурно-вязкой несжимаемой жидкости
Влияние линейного закона изменения числа био на стационарный тепломассоперенос в гомофазном полимеризационном реакторе
Кадыйров А.И.
e-mail: aidarik@rambler.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: тепломассоперенос, гомофазный полимеризационный реактор, реокинетика, число био,тепловой взрыв
Аннотация:
Рассматривается стационарный тепломассообмен в гомофазном полимеризационном реакторе типа «круглая труба» для тепловых граничных условий третьего рода. Построены зависимости температурных, гидродинамических, реологических и реокинетических характеристик среды для различных коэффициентов скоростей изменения числа Био. Построены предкритические поверхности, отделяющие низкотемпературные режимы от высокотемпературных, для управляющих параметров. В ходе численных исследований тепломассопереноса в гомофазном полимеризационном реакторе получено, что, увеличивая скорость теплоотвода по длине трубы, возможно предотвращения явления теплового взрыва, что приведет к сохранению структуры и качества образовавшегося полимера
Прибор для измерения скорости и температуры текучей среды с помощью датчика с одной температурной нитью
Михеев Н.И., Молочников В.М., Кратиров Д.В., Хайрнасов К.Р.
e-mail: n.miheev@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: термоанемометр, прибор, скорость, температура, чувствительный элемент
Аннотация: Даны теоретические основы измерения температуры и скорости потока текучей среды с помощью одной нити чувствительного элемента термоанемометрического канала. Дано описание прибора, использующего данный метод для измерения скорости и температуры потока
Промышленная теплоэнергетика
Оценка энергетической эффективности основного теплообменного оборудования стадии газоразделения в производстве этилена
Иванова С.И., Шамсутдинов Э.В.
e-mail: isvetulia@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: теплота, эксергия, низкопотенциальная теплота
Аннотация: В данной работе предложено разделение оборудования теплотехнологической схемы стадии газоразделения в производстве этилена на основное и вспомогательное. Оценена энергетическая эффективность основного теплообменного оборудования на основе проведения теплового и термодинамического анализов. Найдены величины подведенной и отведенной теплоты и эксергии, значения тепловых и эксергетических КПД как основного теплообменного оборудования, так и всей теплотехнологической схемы стадии газоразделения. В результате оценки выявлены потоки низкопотенциальной теплоты, которые могут быть использованы для создания энерготехнологической комбинированной системы с целью повышения тепловой и термодинамической эффективности рассматриваемой теплотехнологической схемы
Методы математического моделирования и оптимизации систем теплоснабжения населенных пунктов
Нигматуллин Р.М., Даминов А.З.
e-mail: daminov@list.ru
Исследовательский центр проблем энергетики Каз НЦ РАН
Ключевые слова: система теплоснабжения, моделирование, оптимизация, целевая функция, критерий,зона оптимальных значений
Аннотация: Представлен обзор теоретических работ в области математического моделирования рабочих процессов и оптимизации систем теплоснабжения и их составляющих элементов. В статье представлены отличительные особенности задачи оптимизации систем теплоснабжения и рассмотрены принципы технико-экономических расчетов. В качестве критерия оптимизации используются минимум приведенных затрат или минимум удельных приведенных затрат. Дана классификация основных направлений в области автоматизации моделирования процессов в стационарном режиме работы. Детально представлена задача оптимального развития и реконструкции теплоснабжающих систем, приведена ее математическая постановка, декомпозиция на отдельные задачи и комплексная методика решения
Тепловые электрические станции
Термохимическая переработка угля в процессах его подготовки к сжиганию на ТЭС
Пятыгина М.В., Мингалеева Г.Р.
e-mail: mingaleeva-gr@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: термохимическая переработка угля, пиролиз, молекулярная структура
Аннотация: Исследование процесса термохимической переработки угля основывается на детальном изучении не только состава, но и молекулярной структуры углей различных типов. В данной работе проводится анализ стадий пиролиза угля для выявления последовательности образования конечных продуктов — кокса, смол и пиролизного газа, который может сжигаться в котлах ТЭС в качестве заменителя природного газа. Выбор режима проведения процесса зависит от молекулярной структуры угля. На сегодняшний день отдельные структурные компоненты молекулы угля определяются методами рентгеноструктурного, электронного анализа, ЯМР и др. На основании этих данных можно предположить по какому пути пойдет процесс разрыва связей и установить некоторые качественные, а в последствии и количественные соотношения
Моделирование двухфазных турбулентных течений в гладких трубах
Федосов А.А.
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: моделирование, гладкие круглые трубы, потери давления, двухфазные турбулентные потоки
Аннотация: Настоящая работа посвящена построению математической модели, позволяющей рассчитать профиль скорости потока и оценить потери давления в гладких круглых трубах для двухфазных турбулентных потоков, возникающих при введении в поток небольшого количества мелких частиц. Показывается, что распределение скорости по радиусу трубы в таких течениях можно описать с помощью логарифмического профиля скорости. В аналитическом виде получен закон сопротивления для двухфазных течений, переходящий при стремлении концентрации частиц к нулю в известное соотношение для однофазного случая. Предлагаемая математическая модель может быть распространена на случай шероховатых труб. Представляется, что использованный подход можно применить для описания уменьшения сопротивления при внесении в турбулентный поток полимерных добавок
Исследование гидродинамических характеристик ламинарного потока при набегании одиночной затопленной струи мазута о стенку резервуара
Шамсутдинов Э.В.
e-mail: eshamsutd.kazan@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: теплоэнергетика, процессы тепломассообмена, моделирование, гидродинамика,струйные течения, вязкие жидкости
Аннотация: В работе рассмотрена математическая модель гидродинамики потока одиночной затопленной струи мазута, вытекающей из горизонтальной расположенной насадки, при ее набегании на вертикальную стенку резервуара. Представлены профили распределения линий тока, модуля и компонент вектора скорости, компоненты вектора вихря в горизонтальных и вертикальных сечениях области течения для различных расстояний как от вертикальной стенки, так и от оси потока. Анализ результатов показал, что в области близко расположенной к насадкt возникает возвратное течение. По мере увеличения расстояния от насадки до преграды, зона возникновения возвратного течения смещается по направлению потока жидкости к самой преграде. В силу того, что направление основного потока струи перпендикулярно по отношению к вертикальной стенке, наибольший вклад в гидродинамику потока вносит горизонтальная компонента вектора скорости Данное сообщение является продолжением статьи «Способы решения задач термовязкопластичности. Сообщение 1». В которой было дано описание задач теории упругости и пластичности, а так же рассмотрена возможность учета влияния температуры при переходе материала в пластическое состояние. В этой статье рассмотрены задачи вязкости (ползучести), термовязкости (термоползучести) и термовязкопластичности, как объединяющих в себе задачи термопластичности и термоползучести. Представлены методы построения конечно-элементных алгоритмов решения задач термовязкопалстичности и наиболее часто используемые алгоритмы расчета вязкопластичных тел.
Энергомашиностроение
Способы решения задач термовязкопластичности. Сообщение 1
Туманов А.В.
e-mail: tymanoff@rambler.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: метод конечных элементов, упругость, пластичность, термопластичность, критерии текучести, деформационная теория пластичности
Аннотация: В данной статье рассмотрены основные способы решения задач упругости, пластичности, термопластичности. Представлены упрощенные алгоритмы их решения. Рассмотрены основные виды критериев текучести материала и способы определения констант интегрирования дифференциальных уравнений описывающих поведение материала в зонах пластичности и термопластичности. Алгоритмы решения представлены для наиболее приемлемого и часто используемого в виду своей универсальности метода решения этих задач — метода конечных элементов. Рассмотрены частные случаи пластических течений материала и метод построения кривой эквивалентных напряжений как функции от эквивалентных пластических деформаций для определения параметра H.
Способы решения задач термовязкопластичности. Сообщение 2
Туманов А.В.
e-mail: tymanoff@rambler.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: метод конечных элементов, термопластичность, ползлучесть, вязкопластичность,термовязкопластичность, алгоритмы решения нелинейных задач механики
Аннотация: Данное сообщение является продолжением статьи «Способы решения задач термовязкопластичности. Сообщение 1». В которой было дано описание задач теории упругости и пластичности, а так же рассмотрена возможность учета влияния температуры при переходе материала в пластическое состояние. В этой статье рассмотрены задачи вязкости (ползучести), термовязкости (термоползучести) и термовязкопластичности, как объединяющих в себе задачи термопластичности и термоползучести. Представлены методы построения конечно-элементных алгоритмов решения задач термовязкопалстичности и наиболее часто используемые алгоритмы расчета вязкопластичных тел.
Экономика, экология, новые технологии и процессы в энергетике
Выбор биоэнергетических установок для энергообеспечения предприятия апк
Караева Ю.В.
e-mail: julieenergy@list.ru
Ключевые слова: биоэнергетика, агропромышленный комплекс, энергообеспечение, моделирование,биомасса, биогаз, информационная сеть, оборудование
Аннотация: Работа посвящена обоснованию выбора биоэнергетических установок для энергоснабжения предприятия агропромышленного комплекса (АПК). В работе представлена классификация биоэнергетических установок по конструктивным особенностям организации технологического процесса производства биогаза, способу организации процесса, основе происхождения отходов, влажности субстрата и энергетической мощности установки. В статье возможность расширенного использования энергии биомассы в регионе исследована с помощью гибридной математической модели, основными элементами которой являются информационно-энергетическая сеть топливно-энергетического баланса АПК и база данных биоэнергетического оборудования. В результате численного исследования, основанного на разработанной математической модели, определен оптимальный набор биоэнергетического оборудования, необходимый для выработки электрической и тепловой энергии из отходов животноводства.
Резонансные характеристики перфорированной обсадной колонны скважины
Марфин Е.А., Кравцов Я.И.
e-mail: marfin76@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: обсадная колонна, скважина, перфорация, электроакустическая аналогия, резонанс,акустический резонатор
Аннотация: В работе на основе метода электроакустических аналогий теоретически исследованы частотные характеристики перфорированного участка обсадной колонны скважины. Установлено, что скважина ведет себя как акустический резонатор. Это позволяет обеспечить увеличение амплитуды возбуждаемых колебаний на частотах, близких к частоте ее собственных колебаний, а также способствует поглощению энергии колебаний на других частотах. Определена взаимосвязь резонансных характеристик перфорированной обсадной колонны скважины с ее геометрическими. Предложена система уравнений, позволяющая описать эту взаимосвязь. Полученные результаты могут быть использованы при определении оптимального режима интегрированного воздействия на продуктивные пласты.
Исследование турбулентного течения сжимаемой жидкости по тракту устройства с резонансными камерами
Самбурова Л.И.
e-mail: marfin76@mail.ru
Исследовательский центр проблем энергетики КазНЦ РАН
Ключевые слова: излучатель, резонансная камера, турбулентное течение, k-ε модель турбулентности,колебания, амплитуда, частота
Аннотация: В работе исследуется процесс генерации колебаний давления в устройстве струйного типа. Рассмотрены процесс возбуждения акустических колебаний в потоке жидкости и технические средства, с помощью которых он реализуется. Показано, что последние лежат в основе наиболее перспективных энергосберегающих технологий освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и природных битумов — технологий интегрированного воздействия на продуктивные пласты. Представлены результаты численного моделирования процесса течения жидкости по тракту устройства с помощью трехмерной k-ε модели турбулентного течения сжимаемой жидкости. Полученные результаты коррелируют с экспериментальными данными
Полнотекстовые версии статей находятся на www.elibrary.ru