Просмотреть оглавление выпуска журнала на E—LIBRARY
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ
ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В НАСАДКЕ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ С УЧЕТОМ ТЕПЛОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ И ТЕРМИЧЕСКОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ // Труды Академэнерго -2017. –N 1.-С.С. 7-15.
Ю.А. Кирсанов*, А.Е. Юдахин**, А.Ю. Кирсанов***
kirsanov-yury@mail.ru, aejudakhin@gmail.com, atpp.danila@mail.ru, akirsanov@list.ru
*ФГБУН Казанский научный центр Российской академии наук
**ФГБОУ ВО Казанский государственный энергетический университет
***ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева
Ключевые слова: регенеративный воздухоподогреватель, модель Фурье, модель Максвелла-Каттанео-Лыкова, гиперболическое дифференциальное уравнение теплопроводности, циклические граничные условия.
Аннотация
В статье рассмотрена математическая модель односекционного регенеративного воздухоподогревателя с насадкой в виде цилиндрических стержней, обдуваемых в поперечном направлении потоками холодного и горячего теплоносителей. Модель является решением краевой задачи теплопроводности при циклических граничных условиях третьего рода с гиперболическим дифференциальным уравнением, учитывающим явления тепловой релаксации и термического демпфирования в насадке. Выполненный математический эксперимент на конкретном примере показал необходимость учета влияния тепловой релаксации и термического демпфирования на теплопередающую способность регенеративного воздухоподогревателя.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ОТРЫВНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛЕ ЗА ДИАФРАГМОЙ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 16-29.
С.В. Болдырев*, А.В. Болдырев*, С.И. Харчук**
underminder88@gmail.com, alexeyboldyrev@mail.ru, kharchyk@mail.ru
*Набережночелнинский институт (филиал)
ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»
**ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
Ключевые слова: пульсирующее течение, отрывное течение, турбулентное течение, численное моделирование, модель турбулентности, структура течения, вихрь.
Аннотация
Выбран метод визуализации структуры течения на основе подхода Лагранжа. Проведены тестовые расчеты пульсирующего отрывного турбулентного течения в канале квадратного сечения с выступом на стенке. Выполнено численное моделирование пульсирующего отрывного турбулентного течения в цилиндрическом канале за диафрагмой. Использован разработанный авторами вариант модификации квадратичной высокорейнольдсовой k—e модели турбулентности. Выявлены особенности течения: формы и размеры вихрей, возможность формирования на низкочастотных и резонансных режимах дополнительного малого вихря в слое смешения и его последующего объединения с основным вихрем и разрушения и т.п. Рассмотрены причины их возникновения.
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ РАСХОДОМЕРАМИ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 30-41.
Э.М. Гершман*, Д.С. Пругло**, В.А. Фафурин***, А.А. Борисов****, А.Н. Сабирзянов*****
GershmanEM@sibur.ru, Pruglo.DS@tmn.gazprom-neft.ru, fafurin.viktor@yandex.ru, borisov@ooostp.ru, ANSabirzyanov@kai.ru
*Центр «Метрология» ООО «СИБУР»
**ООО «Газпром нефть Новый Порт»
***Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии»
****ООО Центр метрологии «СТП»
*****Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева (КНИТУ-КАИ)
Ключевые слова: ультразвуковой расходомер, эталон расхода жидкости, двухфазная среда, вода, воздух, объемное газосодержание, размер воздушных пузырьков, дополнительная погрешность.
Аннотация
Проведены экспериментальные исследования влияния воздушных пузырьков в потоке воды на результаты измерения расхода с помощью время-импульсного однолучевого ультразвукового расходомера. Исследования проводились на эталоне расхода жидкости. Выявлена тенденция изменения дополнительной погрешности ультразвукового расходомера в зависимости от объемного газосодержания в потоке воды и размеров пузырьков.
ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН В ИЗОГНУТОМ КАНАЛЕ ПРИ НАЛОЖЕННОЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ ПОТОКА // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.с. 42-49.
А.А. Цынаева, М.Н. Никитин
a.tsinaeva@rambler.ru, nikitin.pro@gmail.com
ФГБОУ ВО Самарский государственный технический университет
Ключевые слова: пульсации потока, амплитуда, теплообмен, гидродинамика, интенсификация, численное исследование
Аннотация
В работе проведено исследование возможностей повышения коэффициента теплоотдачи за счет наложенных пульсаций потока. Проведено исследование течения и теплообмена в изогнутом канале квадратного сечения при наличии и отсутствии нестационарности потока. Исследования выполнены средствами численного моделирования при использовании программных комплексов Salome и Code Saturne. Математическое моделирование выполняется на базе уравнения сохранения массы (уравнение неразрывности), уравнения сохранения количества движения (Навье-Стокса), уравнения сохранения энергии. Проведена верификация используемых моделей, методов и программных средств. Представлены данные численных исследований по температуре и скорости потока при наличии нестационарности и изменении направления течения. В результате проведенных исследований выявлено, что наличие низкочастотных пульсаций (до 10 Гц) незначительно повышает коэффициент теплоотдачи: при частоте 5 Гц коэффициент теплоотдачи вырос в 1,018 раза на стадии ускорения, а при 10 Гц – в 1,21 раза. Наложенные пульсации воздействуют на профиль температуры и скорости потока в изогнутом канале. При этом наличие поворота канала ведет к изменению профиля скорости по сравнению с прямым каналом.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
ТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ В ПРОМЫШЛЕННОЙ ДЫМОВОЙ ТРУБЕ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 50-59.
Ю.Г. Володин*, О.П. Марфина*, М.С. Цветкович*, А.П. Кирпичников**
yu.g.volodin@mail.ru, o_marfina@ mail.ru, сvetkovich@prcpk.ru, kirpichnikov@kstu.ru
*Казанский государственный архитектурно-строительный университет
**Казанский национальный исследовательский технологический университет
Ключевые слова: математическое моделирование, газовый поток, дымовые газы, дымовая труба.
Аннотация
Для описания течения дымовых газов в рабочем пространстве отводящего ствола промышленной дымовой трубы предложена трехмерная математическая модель, основанная на осредненных по Фавру полных уравнениях Навье-Стокса, замкнутых k-ε – моделью турбулентности с применением улучшенных пристеночных функций. Это обстоятельство позволило составить детальную физическую картину изучаемого процесса, установить наличие в значительной части внутреннего объема ствола интенсивных вторичных течений, вихревых зон, которые оказывают существенное влияние на кинематическую структуру всего потока, на характер распределения скоростей в различных его поперечных сечениях, а также на трение, теплоотдачу и массоперенос в пристеночных областях. Проведенные расчеты показали, что в корневой части дымовой трубы формируется закрученный газовый поток, который снижает коррозионную стойкость её стенок. Это нежелательное явление заметно ослабевает при установке на входе отводящего ствола специальных пандусов или перегородок.
ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕПЛОСЕТИ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.с. 60-70.
В.И. Шарапов, М.М. Замалеев, Е.А. Астафьева, Н.Ю. Колбасова
ФГБОУ ВО Ульяновский государственный технический университет
Ключевые слова: тепловые сети, теплоснабжение, отопление, микробиологическая коррозия, бактериологическое загрязнение, микроорганизмы.
Аннотация
Рассмотрены технологии борьбы с бактериологическим загрязнением, возникающим в системах теплоснабжения в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий и железобактерий. Показано, что основными причинами появления этих бактерий в сетевой воде являются биологическое загрязнение исходной воды для подпитки теплосети, определяемое по перманганатной окисляемости воды, а так же низкая скорость движения теплоносителя, которая создает благоприятные условия для роста колоний бактерий в элементах системы теплоснабжения. Предложен комплекс мероприятий по предотвращению и ликвидации последствий бактериологического загрязнения теплосети.
ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ЦИКЛИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВОДОРОДНОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В КОМБИНИРОВАНИИ С АЭС // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-с.с. 71-96.
А.Н. Байрамов
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Саратовский научный центр РАН
Ключевые слова: водородный энергетический комплекс, скорость роста усталостной трещины, число циклов до разрушения, закрытие трещин, коэффициент интенсивности размаха напряжений, водородное охрупчивание
Аннотация
На базе теории усталостного разрушения анализируется циклический режим работы пуск-останов основного оборудования водородного энергетического комплекса в комбинировании с АЭС. Производится оценка скорости роста усталостной трещины в зависимости от частоты пуск-остановов для электролизных установок, компрессоров, металлических емкостей хранения водорода и кислорода, водород-кислородной камеры сгорания. Учтено влияние водородной коррозии на скорость роста усталостной трещины. Предложен комплексный критерий оценки числа циклов до разрушения без учета и с учетом влияния водородной коррозии.
ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЕ
АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК МАРОК СТАЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТРУБ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 97-103.
С.В. Чичерин
Омский государственный университет путей сообщения
Ключевые слова: централизованное теплоснабжение, надежность, тепловые сети, трубопровод, труба, повреждение, коррозия, материал, сталь, марка, сплавы, механические характеристики, свойства.
Аннотация
В работе показаны результаты лабораторных и натурных исследований технологических и механических свойств, коррозионной стойкости марок стали, применяемых при производстве трубопроводов магистральных тепловых сетей. Автор приводит развернутый сравнительный анализ и делает вывод на его основе. Разработана программа эксперимента, результаты которого позволят выявить направления повышения надежности систем централизованного теплоснабжения. Для изучения коррозионной стойкости следует измерить потерю массы образцами после пребывания в коррозионно-агрессивной среде, т.е. применить гравиметрический метод. Несколько повторных опытов покажут высокую сходимость результатов.
ПАРАМЕТРЫ ПОВЕДЕНИЯ ТЕЛ С ТРЕЩИНОЙ В УСЛОВИЯХ ПОЛЗУЧЕСТИ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 104-118.
Н.В. Бойченко
nataboi@yandex.ru
ФГБУН Казанский научный центр Российской академии наук
Ключевые слова: С-интеграл, ползучесть, коэффициент интенсивности напряжений при ползучести, In-интеграл
Аннотация
В данной работе приведены основные параметры, характеризующие рост трещины в условиях ползучести. Рассмотрены условия маломасштабной, переходной и развитой ползучести для ее двух стадий. В обзоре приведены параметры и способы их определения для модельной задачи тела бесконечных размеров с трещиной, а также для образцов конкретной геометрии.
ПОЛЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ОБЛАСТИ ВЕРШИНЫ ТРЕЩИНЫ ПРИ ПОЛЗУЧЕСТИ В УСЛОВИЯХ ДВУХОСНОГО НАГРУЖЕНИЯ // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 119-130.
А.В. Туманов
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение науки Казанский научный центр Российской Академии Наук
Ключевые слова: коэффициент интенсивности напряжений при ползучести, поврежденность материала, накопление повреждений
Аннотация
Выполнены численные расчеты полей повреждений в области вершины трещины в условиях двухосного нагружения. Рассмотрено три варианта двухосного нагружения одноосное растяжение, равнодвухосное растяжение и условия чистого сдвига. Установлено, что учет поврежденности при ползучести дает более консервативную оценку прочности материала. Выполнены расчеты контурного интеграла для различных сочетаний времени выдержки под нагрузкой, двухосности нагружения и значения управляющего параметра функции накопления повреждений. Продемонстрирована чувствительность коэффициента интенсивности напряжений при ползучести к параметрам функции накопления повреждений.
ЭКОНОМИКА, ЭКОЛОГИЯ, НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОЦЕССЫ
В ЭНЕРГЕТИКЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ГЛИНОСОДЕРЖАЩИХ ОБРАЗЦОВ ПОРИСТЫХ СРЕД // Труды Академэнерго. -2017. –N 1.-С.С. 131-140.
О.Е. Ефремова*, Е.А. Марфин**
defchonkan1@bk.ru, marfin_ea@mail.ru
*Казанский (Приволжский) федеральный университет
**ФГБУН Казанский научный центр Российской Академии Наук
Ключевые слова: ультразвук, пористая среда, глина, пористость, интенсивность колебаний, минерализация, фильтрация
Аннотация
Статья посвящена проблеме интенсификации процесса массопереноса жидкости в пористых средах при помощи ультразвука. Известно, что воздействие упругими колебаниями высокой интенсивности оказывает многофакторное влияние на процессы, протекающие в продуктивных пластах. В настоящей работе экспериментально исследовался процесс извлечения жидкости из образцов пористых сред после обработки их ультразвуком. Образцы пористых сред создавались из смеси глины, песка и воды различной солености. Воздействие упругими колебаниями на образцы производилось в лабораторных условиях при помощи ультразвукового технологического аппарата серии «Волна». В работе представлены результаты влияния ультразвуковой обработки пористых сред на скорость извлечения из него жидкости. Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют об ускорении процесса извлечения жидкости из обработанных ультразвуком образцов до 2 раз и увеличении доли извлекаемой жидкости до 20% по сравнению с необработанными образцами. Показано влияние содержания глины в пористой среде и солености жидкости на скорость извлечения из образцов жидкости после ультразвуковой обработки. Результаты исследования могут быть использованы при выборе режима волнового воздействия на продуктивные пласты с целью увеличения нефтедобычи.