ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ  ОСНОВЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ 

ЧИСЛЕННОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХФАЗНОГО ЗАКРУЧЕННОГО ТЕЧЕНИЯ В ПРЯМОТОЧНОМ ЦИКЛОНЕ (ЧАСТЬ II) // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 7-19.

А.С. Буров*, Г.А. Глебов**

e-mail: masteru_2004@rambler.ru, Glebov_G_A@mail.ru

*АО «Казанское ОКБ «Союз»

**Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А. Н. Туполева – КАИ

Ключевые слова: прямоточный циклон, сепарация, двухфазное течение, концентрация примеси, рециркуляция, структура закрученного течения, эффективность очистки, интенсивность закрутки.

Аннотация

Проведено численное исследование течения в прямоточном циклоне с аксиальным типом завихрителя с помощью программного комплекса ANSYS Fluent. Показано, что в исследованных диапазонах изменения расхода газа и концентрации примеси эффективность очистки слабо зависит от этих параметров. Доказана эффективность схемы циклона с рециркуляцией газовой смеси для создания разрежения в бункере сбора примеси. Детально исследована структура течения в циклоне. Изучено влияние интенсивности закрутки на эффективность очистки и на гидравлическое сопротивление циклона. Определено влияние плотности несущей фазы на эффективность очистки.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РАСХОДОМЕРОВ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С.20-30.

Э.М. Гершман*, Д.С. Пругло**, В.А. Фафурин***, А.Н. Сабирзянов****

e-mail: GershmanEM@sibur.ru, Pruglo.DS@tmn.gazprom-neft.ru, fafurin.viktor@yandex.ru, ANSabirzyanov@kai.ru

*Центр «Метрология» ООО «СИБУР»

**ООО «Газпром нефть Новый Порт»

***Федеральное государственное унитарное предприятие

«Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии»

****Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ)

Ключевые слова: электромагнитный расходомер, электропроводность, вода, раствор хлорида натрия, дополнительная погрешность

Аннотация

Проведены экспериментальные исследования влияния изменения электропроводности контролируемой жидкости на результаты измерения расхода с помощью электромагнитного расходомера. В качестве рабочей жидкости использовался водный раствор хлорида натрия. Исследования проводились средствами локальной поверочной установки методом сличения. Выявлена тенденция изменения дополнительной погрешности электромагнитного расходомера в зависимости от электропроводности раствора.

Влияние различных факторов на систему тепловой зАщиты экранированием при создании воздушной завесы // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 31-41.

А.В. Гимбицкий, А.Г. Каримова, С.Г. Дезидерьев, М.А. Тагиров

e-mail: Garthur@yandex.ru, AGKarimova@kai.ru

Казанский национальный исследовательский технический университет

им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ)

Ключевые слова: Тепловая защита, экранирование, пористый экран, вдув, эффективность, теплоотдача, экономичность.

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований способа тепловой защиты окружающего пространства блока-контейнера (отсека) экранированием от горячих элементов корпуса газотурбинного двигателя, имитированного на модельной установке со вдувом воздуха через проницаемый экран. Графически представлено температурное состояние системы: горячей и холодной стенок, экрана между ними, наружной оболочки и воздушных прослоек при различных значениях расхода воздуха, температуры горячей стенки и толщин прослоек с горячей и холодной сторон. Определены влияния температурного фактора, расхода охлаждающего воздуха и величины зазора воздушных прослоек на теплоотдачу и эффективность тепловой защиты экрана и оболочки. Получены обобщенные зависимости, позволяющие прогнозировать температуру экрана и наружной оболочки при вдуве воздуха через пористый экран.

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ НОВОГО ОПТИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЫХ ПОЛЕЙ СКОРОСТИ ПОТОКА // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 42-52.

Д.И. Зарипов, А.К. Аслаев, Н.И. Михеев, Н.С. Душин

e-mail: zaripov.d.i@mail.ru, albert_sc@mail.ru, n.miheev@mail.ru, ndushin@bk.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: оптический метод, дымовая визуализация, PIV, SIV, оценка точности, измерение поля скорости, нестационарное течение, турбулентное течение.

Аннотация

Выполнена оценка точности нового оптического метода измерений  мгновенных полей скорости потока по результатам дымовой визуализации, позволяющего исследовать нестационарные и быстропротекающие процессы. Метод основан на измерении перемещений турбулентных структур, визуализируемых в световом ноже при помощи дыма. Исследовано изменение систематической и случайной ошибок измерения в зависимости от величины однородного смещения частиц дыма. Показана эффективность нового метода измерений с точки зрения повышения точности определения смещения частиц, напрямую влияющей на величину погрешности измерений скорости потока.

ТЕПЛО- И МАССООТДАЧА В ВОЗМУЩЕННЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 53-71.

А.Г Лаптев*, М.М. Башаров**, Т.М. Фарахов***

e-mail: tvt_kgeu@mail.ru, basharov_mm@taneco-npz.ru, ingehim@list.ru

*Казанский Государственный Энергетический Университет

**Нефтеперерабатывающий комплекс ОАО «ТАНЕКО»

***Инженерно-внедренческий центр «Инжехим»

Ключевые слова: модели переноса, турбулентность, тепломассоотдача, интенсификация процессов.

Аннотация

Рассмотрены полуэмпирические подходы моделирования явлений переноса импульса, энергии и массы компонентов в турбулентном пограничном слое с различными элементами интенсификации. Применяются модели плоского пограничного слоя, а учет возмущений выполняется параметрически на основе баланса импульса с учетом консервативности законов трения. Приведены уравнения для расчета средних коэффициентов тепло- и массоотдачи при различных условиях обтекания поверхностей жидкостью и газом. Представлено сравнение с экспериментальными данными различных авторов.

ПРОМЫШЛЕННАЯ  ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АБСОРБЦИИ ОКИСЛОВ СЕРЫ В РЕАГИРУЮЩЕМ ГАЗОУГОЛЬНОМ ПОТОКЕ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 72-88.

В. Ж. Коста*, В.Г. Крюков**, В.В. Гасилин**

e-mail: valdeci.costa@udesc.br, krioukov@mail.ru,  kianu00@gmail.com

*Университет де Планалту Катариненсе (UNIPLAC), г. Лажес, Бразилия

**Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет, КНИТУ-КАИ

Ключевые слова: Математическая модель, распыленный уголь, горение, окислы серы, кальцинирование, сульфатизация, химические реакции.

Аннотация

Излагается математическая модель горения распыленного угля в воздушном потоке с учетом впрыска воды и абсорбции окислов серы. Моделируются процессы: горения в газовой фазе в рамках детальной химической кинетики, испарения влаги, выхода летучих веществ, горения углерода, нагрева и испарения капель впрыскиваемой воды, и абсорбции окислов серы карбонатом кальция. Представлено сравнение теоретических расчетов с экспериментальными данными. Исследуется влияние впрыска воды на очистку газо-угольного реагирующего потока от серосодержащих веществ для двух типов углей. Показано, что абсорбции окислов серы происходит только в узком интервале температур (1100…1500К). Определены оптимальные значения расходов и точек впрыска охлаждающей воды.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОГО РАДИУСА СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДА КАЗАНИ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 89-95.

Н.Д. Чичирова, И.Г. Ахметова

e-mail: ndchichirova@mail.ru, irina_akhmetova@mail.ru

ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет

Ключевые слова: энергосбережение, радиус эффективного теплоснабжения, альтернативная котельная

Аннотация

В работе представлены результаты исследований по определению оптимальной зоны покрытия от источников и определены зоны в границах, в которых возможно технологическое присоединение потребителя. Апробирована новая методика расчета себестоимости тепловой энергии от альтернативной котельной. Принятые для расчета базовые технические и экономические показатели работы котельной применимы к условиям Республики Татарстан. Полученная себестоимость тепловой энергии от альтернативной котельной может быть применена для расчета радиуса эффективного теплоснабжения источников тепловой энергии города Казани.

ТЕПЛОВЫЕ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ  СТАНЦИИ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БАЗОВОЙ НАГРУЗКОЙ АЭС В НОВЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 96-108.

Р.З. Аминов, А.Ф Шкрет., М.В. Гариевский

e—mail: oepran@inbox.ru

Саратовский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: атомные электростанции, гидроаккумулирующие электростанции, водородная энергетика, режимы работы

Аннотация

В новых экономических условиях, когда произошло резкое увеличение удельных капиталовложений в атомной энергетике, и недостаточности вводов мощностей гидроаккумулирующих электростанций обострилась проблема покрытия неравномерной части графика электрических нагрузок.

Энергоблоки атомных электростанций, при соответствующей доработке конструктивных и технологических параметров и процедур, могут быть использованы для регулирования мощности в энергосистеме, в частности при прохождении ночных провалов нагрузки и регулировании мощности в недельном разрезе.

Как показали исследования, использование энергоблоков атомных электростанций для регулирования мощности в энергосистемах за счет ежесуточной разгрузки в часы провала на 7 часов увеличивает себестоимость электроэнергии на 16%. Подобное регулирование мощности за счет разгрузки энергоблоков ПГУ или паротурбинных энергоблоков на сверхкритические параметры пара увеличивает себестоимость электроэнергии соответственно на 3,1 и 4,2 %.

В условиях недостаточности маневренных мощностей одним из путей обеспечения АЭС базисной электрической нагрузкой является развитие потребителей-регуляторов. Использование внепиковой (ночной) электроэнергии для гидроаккумулирования и производства пиковой электроэнергии на ГАЭС позволяет увеличить отпуск электроэнергии и снизить себестоимость отпущенной электроэнергии по сравнению с разгрузкой АЭС. Ограниченность площадок для сооружения ГАЭС не позволяет повсеместно сооружать и использовать их для регулирования мощности в энергосистемах. Показано, что электролиз воды при потреблении внепиковой электроэнергии от АЭС по ее себестоимости конкурирует со строительством ГАЭС при современных и перспективных показателях электролизеров и рыночной реализации водорода и кислорода.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТИПОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРОВЫХ ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С.109-116.

Н.Д. Чичирова, Л.А. Низамов

e-mail: ndchichirova@mail.ru, lenar_kgeu@mail.ru

Казанский государственный энергетический университет

Ключевые слова: электростанция, целевая функция, регрессионный анализ, метод наименьших квадратов, полином.

Аннотация

Приводится вид целевой функции задачи оптимизации режимов работы теплоэлектроцентрали по критерию маржинальной прибыли при работе на оптовом рынке электроэнергии. Ставится задача аналитического представления исходных графических типовых характеристик оборудования, в частности характеристик турбогенераторов. Рассмотрены варианты аналитического представления графических характеристик на примере двух турбогенераторов. Проанализирована адекватность полученных при помощи метода наименьших квадратов полиномов различных степеней по критерию близости к исходным графическим зависимостям. Сделаны выводы о виде зависимости, наиболее подходящей для аналитического представления исходных графических характеристик.

ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЕ

ЭФФЕКТЫ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ПОЛОМ ЦИЛИНДРЕ ПРИ ВНУТРЕННЕМ ДАВЛЕНИИ // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 117-127.

В.Н. Шлянников, И.С. Иштыряков, Р.Р. Яруллин

e-mail: shlyannikov@mail.ru, ivan_200999@mail.ru  , Yarullin_r@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: внутреннее давление, кольцевая выточка, полый цилиндрический образец

Аннотация

Проведено расчетно-экспериментальное исследование перераспределения напряжений в полом цилиндре при нагружении внутренним  давлением. Эксперименты выполнены на полых гладких и надрезанных образцах с использованием экстензометров поперечных деформаций. Расчеты полей напряжений в зонах концентрации проведены в физически нелинейной постановке. Установлено, что доминирующий механизм упруго-пластического разрушения обусловлен уровнем концентрации напряжений и не может быть воспроизведен в рамках традиционных упругих моделей. 

ЭКОНОМИКА,  ЭКОЛОГИЯ,  НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ  И  ПРОЦЕССЫ 

В  ЭНЕРГЕТИКЕ

Энерго — водообеспечение предприятий нефтегазовой отрасли с утилизацией горючих отходов и стоков // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 128-138.

И.В. Долотовский, Е.А. Ларин, Н.В. Долотовская

e-mail: dolotowsky@mail.ru , larin@sstu.ru , dnw50@yandex.ru

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Ключевые слова: система энерго- водоснабжения, отходы нефтегазовой отрасли, утилизация, эффективность, многокритериальный анализ

Аннотация

Приведены методические положения многокритериальной оценки эффективности систем энерго- водоснабжения предприятий нефтегазовой отрасли. Обоснованы технические решения по использованию потенциала горючих отходов и стоков для совместной выработки электрической и тепловой энергии и воды в системе с огневым нейтрализатором. Приведен пример синтеза структуры и аппаратурного оформления эффективной системы энерго- водообеспечения производства переработки нефти и газового конденсата, и технико-экономическое обоснование ее внедрения в энергетический комплекс предприятия с замещением потребления от внешних источников и уменьшением объемов промышленных выбросов в атмосферу и сточных вод.