70-ЛЕТИЕ  ЧЛ.-КОРР. РАН  Ю.Г. НАЗМЕЕВА

70 лет член-корреспонденту Российской академии наук Юрию Гаязовичу назмееву // Труды Академэнерго. №3. С. 8-10.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Аннотация

Юрий Гаязович Назмеев родился 19 августа 1946 года в Казани. Родители, Сенько Нина Александровна и Назмеев Гаяз Фатхутдинович, познакомились после Великой Отечественной войны в Москве, вскоре поженились и переехали в Казань – на основное место службы Гаяза Фатхутдиновича. 30 мая 1997 года Российская академия наук избрала Ю.Г. Назмеева членом-корреспондентом Российской академии наук по отделению физико-технических проблем энергетики. Организаторские способности Ю.Г. Назмеева были отмечены дипломом  «Менеджер года — 2001» Международной академии менеджмента в номинации «Сфера образования». 25 июля 2006 году Указом Президента Российской Федерации за активное участие в законотворческой деятельности и многолетнюю добросовестную работу Ю.Г. Назмеев награжден Медалью Ордена «За заслуги перед отечеством» II степени. Ю.Г. Назмеев автор более 270 научных и учебно-методических трудов, из них 8 монографий, 3 учебника, справочник «Теплообменные аппараты ТЭС» стал победителем Общероссийского конкурса рукописей учебной, научно-технической и справочной литературы по энергетике 2007 г.

Особенности закрученного потока обобщенно-ньютоновской жидкости в круглой трубе // Труды Академэнерго. №3. С. 11-22.

Б.Р. Абайдуллин, А.И. Кадыйров

e-mail: cyberincorp@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: закрученный поток, ленточная вставка, ламинарное течение, псевдопластичная жидкость, NaКМЦ, реологические константы

Аннотация. В работе представлены результаты численных исследований влияния свойств псевдопластичной жидкости на закономерности распада вихрей закрученного потока в круглой трубе. Приведены известные в литературе реологические константы для 0,67%, 0,8% , 1,5% и 3% водных растворов Na-КМЦ. Произведено сравнение численных результатов с литературными данными.

Оптимизация систем теплоснабжения // Труды Академэнерго. №3. С. 23-42.

А.З. Даминов, И.Н. Соломин

e-mail: daminov@list.ru, solil1@yandex.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: система теплоснабжения, оптимизация, методика, математическая модель.

Аннотация

Работа направлена на решение вопросов оптимизации режимов эксплуатации и параметров систем теплоснабжения, повышения их энергоэффективности и надежности, качественной работы и бесперебойного производства, транспорта и распределения тепловой энергии. Разработан метод оптимизации систем теплоснабжения путем определения оптимальных параметров (расходы теплоносителя в тепловой сети, диаметры участков теплотрассы, вид прокладки, тип теплоизоляции и др.) от теплоисточника до потребителя, с целью повышения энергетического КПД систем. Разработан метод оптимизации температурного графика регулирования нагрузки с целью оптимального потребления энергоресурсов на теплоисточнике в соответствии с потребностями потребителей.

Совершенствование тепловой изоляции тепловых сетей c применением тонкопленочных покрытий // Труды Академэнерго. №3. С. 43-57.

И.А. Закирова, Н.Д. Чичирова

e-mail: ilmira-07@mail.ru, ndchichirova@mail.ru

Казанский государственный энергетический университет

Ключевые слова: энергосбережение, тепловые сети, тепловые потери, теплоизоляция, тонкопленочные покрытия, тепловизионные исследования

Аннотация

Рассмотрены вопросы энергосбережения в системах теплоснабжения. Проведен анализ потерь тепловой энергии при ее транспортировке. Показаны пути улучшения качества применяемых теплоизоляционных и покровных материалов, для достижения повышения энергоэффективности систем теплоснабжения.  Дана классификация современных теплоизоляционных материалов. Проведен анализ работ, посвященных изучению вопроса применения тонкопленочных теплоизоляционных покрытий в качестве тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей. Представлены результаты оценки эффективности применения тонкопленочного резинового покрытия на поверхности традиционной теплоизоляционной конструкции трубопроводов тепловых сетей с целью снижения потерь тепла за счет уменьшения плотности тепловых потоков. Показаны результаты тепловизионного исследования участка действующего трубопровода тепловой сети с тонкопленочным резиновым покрытием, нанесенным на поверхность существующей изоляции с применением современных методов проведения тепловизионного исследования.

Гидродинамическая структура потока вязкой жидкости в каналах с интенсификаторами в виде шнековой вставки // Труды Академэнерго. №3. С. 58-74.

А.И. Кадыйров, Г.Р. Халитова, Е.К. Вачагина

e-mail: aidarik@rambler.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: шнековая вставка, интенсификатор, винтовая система координат, поле скоростей

Аннотация

Настоящая работа посвящена анализу и применению методов математического моделирования и расчета одного из перспективных пассивных методов интенсификации теплообмена при ламинарных течениях высоковязких ньютоновских сред – применению длинных шнековых вставок. Этот метод интенсификации относится к методам закрутки потока, при котором создается вращательное движение жидкости по всему поперечному сечению канала и рассматривался Назмеевым Ю.Г. как наиболее предпочтительный в случае течения высоковязких и нелинейновязких сред. Приведенные в настоящей работе винтовые системы координат, полученные Назмеевым Ю.Г., так и другими учеными, использованы для получения систем уравнений гидродинамики в различной форме. В работе представлены результаты численных исследований изотермических ламинарных течений ньютоновских жидкостей в каналах со шнековыми вставками в виде распределений изолиний гидродинамических полей в поперечных сечениях, так и профили этих характеристик вдоль различных линий в поперечных сечениях.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БИОГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ // Труды Академэнерго. №3. С. 75-86.

Ю.В. Караева, И.А. Варламова, Г.Р. Халитова

e-mail: julieenergy@list.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Казанский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: биогазовые технологии, агропромышленный комплекс, перспективы развития.

Аннотация

В данной работе представлено развитие научных идей члена-корреспондента РАН, д.т.н. Назмеева Ю.Г. о применении нетрадиционных возобновляемых источников энергии в топливно-энергетическом комплексе. Решение задачи надежного энергоснабжения агропромышленного комплекса (АПК) России привело к выделению из ряда альтернативных энергоресурсов биомассы. Перспективы развития биогазовых технологий были проанализированы на примере Республики Татарстан. Основной причиной, сдерживающей внедрение биогазовых установок, являются высокие энергетические затраты на технологические нужды оборудования, поэтому дальнейшее развитие данной тематики было направлено на исследование гидродинамики и процессов тепломассопереноса в аппаратах биогазовой технологии, а также поиск конструктивных и технологических решений, ориентированных на повышение энергетической эффективности.

О НАЧАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ГИПЕРБОЛИЧЕСКОЙ КРАЕВОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С ЦИКЛИЧЕСКИМИ ГРАНИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ // Труды Академэнерго. №3. С. 87-99.

Ю.А. Кирсанов*, А.Е. Юдахин**, Д.В. Макарушкин*

e-mail: kirsanov-yury@mail.ru, aejudakhin@gmail.com, atpp.danila@mail.ru

*ФГБУН Казанский научный центр Российской академии наук

**ФГБОУ ВО Казанский государственный энергетический университет

Ключевые слова: краевая задача, гиперболическая теплопроводность, переходный процесс, тепловая релаксация, термическое демпфирование, решение.

Аннотация

Показана необходимость перехода в теории теплового расчета регенеративных воздухоподогревателей от классической модели теплопроводности Фурье к модели двухфазного запаздывания, учитывающей более тонкие механизмы переноса внутренней энергии в явлении теплопроводности. Рассмотрена простейшая модель односекционного регенератора и ее математический аналог в виде краевой задачи теплопроводности тела при циклических граничных условиях. Представлены решения краевых задач двух типов: параболического и гиперболического с граничными условиями третьего рода. Рассмотрены решения гиперболической краевой задачи с двумя вариантами начальных условий. Показана неприемлемость задания начальных условий в виде условий переключения, как для температурных полей, так и для темпов их изменения. При задании условия переключения для температурных полей в качестве второго начального условия необходимо использовать тепловой баланс между теплотой, полученной за период поверхностью тела путем теплоотдачи от теплоносителя, и теплотой, аккумулированной телом за тот же промежуток времени. 

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ  ОСНОВЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО СЖАТИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА С ПОЛНЫМ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ // // Труды Академэнерго. №3. С. 100-107.

Д.Л. Карелин*, А.В. Болдырев**, В.М. Гуреев***

e—mail: karelindl@mail.ru, alexeyboldyrev@mail.ru, Viktor.Gureev@kai.ru

*ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

** Набережночелнинский институт (филиал) ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

*** ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева — КАИ»

Ключевые слова: математическая модель, многоступенчатое сжатие, полное промежуточное охлаждение, рабочее тело, компрессор.

Аннотация

В работе предложена математическая модель и ее модификация для расчета затрат энергии при многоступенчатом сжатии рабочего тела в компрессоре с полным его промежуточным охлаждением. По модифицированной модели рассчитаны суммарная работа сжатия рабочего тела, коэффициент увеличения массы рабочего тела по ступеням сжатия и построены характеристики для фреонов R-133а, R-21 и R-10 при двух-, трех- и четырехступенчатом цикле сжатия. Анализ результатов численного моделирования показал существование границ эффективности сжатия рабочего тела с полным его промежуточным охлаждением в зависимости от числа ступеней сжатия и степени повышения давления.

РАСЧЕТ ТЕЧЕНИЯ ВБЛИЗИ ВСАСЫВАЮЩЕЙ ЩЕЛИ В СТЕНКЕ ВОЗДУХОВОДА // Труды Академэнерго. №3. С. 108-113.

Д.В. Маклаков*, В.Н. Посохин**, Е.В. Варсегова**

e-mail.ru:  dmitri.maklakov@kpfu.ru, posohin@kgasu.ru, evarsegova@yandex.ru

* Казанский федеральный университет

** Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Ключевые слова: распределение скорости, отверстие в стенке, идеальная жидкость, аналитический метод, Fluent.

Аннотация

Рассчитывается поле скорости вблизи всасывающего щелевого отверстия, расположенного в стенке воздуховода в ряду других последовательно размещенных щелей. Последнее обуславливает наличие транзитного потока воздуха, проходящего мимо отверстия. Решение ищется в рамках теории потенциальных течений идеальной жидкости методом конформных отображений. Найденное аналитически распределение скорости в отверстии, сравнивается с результатами численного расчета с помощью пакета программ Fluent.

ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Оптимизация режима работы оборудования многофункциональногорезерва собственных нужд АЭС на базе ПГУ // Труды Академэнерго. №3. С. 114-123.

А.И. Кожевников, В.Е. Юрин

e-mail.ru: urin1990777@bk.ru

Саратовский научный центр Российской академии наук

Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.

Ключевые слова: атомная энергетика, ядерная безопасность, резервирование собственных нужд, обесточивание, системные аварии, парогазовая установка, ресурс.

Аннотация

В аварийных ситуациях, сопровождаемых полным обесточиванием (в том числе максимальной проектной аварией), комбинированная с АЭС парогазовая установка позволяет обеспечить необходимое для расхолаживания активной зоны реакторов электроснабжение. В штатном режиме ПГУ работает на выработку дополнительной электроэнергии.

Проведена вероятностная оценка безопасности АЭС при комбинировании АЭС и ПГУ, что позволяет существенно повысить надежность электроснабжения собственных нужд станции при авариях, сопровождаемых полным обесточиванием, и на порядки снизить вероятность аварий с повреждением активной зоны. Оценен экономический эффект работы ПГУ при выработке дополнительной электроэнергии в штатном режиме.

Проведен анализ возможных вариантов разгрузки установок, входящих в ПГУ. Выбраны оптимальные с точки зрения экономического эффекта режимы использования с учетом снижения ресурса генерирующего оборудования в результате пуско-остановочных операций.

ЭКОНОМИКА,  ЭКОЛОГИЯ,  НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ  И  ПРОЦЕССЫ В  ЭНЕРГЕТИКЕ

ОЦЕНКА ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ВОДОРОД-КИСЛОРОДНОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ CFD КОДА // Труды Академэнерго. №3. С. 124-132.

А.Н. Егоров

wwwean@gmail.com

Саратовский научный центр Российской академии наук

Ключевые слова: атомная энергетика, водородная энергетика, водород-кислородный парогенератор, CFD код, водяное охлаждение, паровое охлаждение, температурный режим, ресурс.

Аннотация

Использование водород-кислородного парогенератора позволяет повысить мощность и маневренность АЭС. При сжигании водорода в кислороде образуется высокотемпературный пар, который может использоваться для перегрева рабочего тела паротурбинных установок в часы максимума электропотребления. В ночное время осуществляется выработка водорода и кислорода электролизным методом из воды. Сочетание высоких температур и циклического режима работы оказывает существенное влияние на ресурс водород-кислородного парогенератора. Проведен анализ температурного режима стенок камеры сгорания водород-кислородного парогенератора для водяного и парового охлаждения. С использованием компьютерного CFD кода определена средняя температура стенок камеры сгорания, выполненной из бронзового сплава БрХ1. Показано, что водяное и паровое охлаждение позволяют удерживать температуру металл в допустимых пределах. Проведена оценка ресурса камеры сгорания водород-кислородного парогенератора с учетом снижения прочностных свойств металла при различных температурных условиях. Показано, что использование парового охлаждения для данной конструкции камеры сгорания неприемлемо с точки зрения ресурса металла.

ИЗМЕРЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА ОПТИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ВОЗДУХЕ И НА МОДЕЛИ СНО-СОСТАВА ДЛЯ ОЦЕНКИ МОЩНОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМА РАБОТЫ ИПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРА // Труды Академэнерго. №3. С. 133-140.

А.Г. Саттаров1, А.В. Сочнев1,2

e-mail.ru: albert5519@mail.ru, sochnev.aleksandr@inbox.ru

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева

2 Казанский национальный исследовательский технологический университет

Ключевые слова: ракетный двигатель, лазерный ракетный двигатель, лазерный реактивный двигатель, лазерная силовая установка, оптический разряд, оптический пробой, лазер, лазерные системы, летательный аппарат.

Аннотация

В данной работе экспериментально определен минимальный интервал следования лазерных импульсов для оптического разряда в нормальных условиях и с инициированием химических реакций, который равен 40мкс и 200мкс соответственно. Представлена оценка энергии и частоты следования импульсов лазеров, необходимых для вывода на орбиту летательного аппарата стартовой массой от 10 до 100кг.