Вісник № 16

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17421

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 23

CFD modeling of kerosene combustion with various initial conditions and fuel droplet diameters
(НТУ "ХПИ", 2015) Hajivand, Masoud
This paper presents the numerical models for the analysis of combustor fuel spray, characteristics, in various injection conditions in a can type of combustor with a double stage radial swirler. Spray consists of two fundamental and consecutive steps, means the primary breakup and the secondary breakup. The primary breakup is modeled by Linearized Instability Sheet Atomization (LISA) which are mostly used in a pressure swirl atomizers. Secondary breakup is modeled by Taylor analogy breakup model (TAB). The trajectory and velocity of generated fuel droplets is determined by Lagrangian Particle Tracking. Characteristics of jet breakup, depends on a variety of factors such as turbulence, injection pressure drop, velocity profiles, nozzle geometry, and the physical state of the liquid fuel. In this paper Jet-A aviation fuel (kerosene), modeled as a two-component surrogate fuel (by mass 60 % C10H22 and 40 % C9H12). The standard k–ε model with the enhanced wall treatment and the Euler-Lagrange method were employed for the simulation of the turbulence and spray. All results of the simulation in this paper are analyzing in 3 various injection conditions and one of these cases was chosen and implemented in a real annular combustion chamber of a gas turbine. A PDF Flamelet model was employed to simulate combustion process.
Methods for design of radial-axial turbines for ORC cogeneration unit working with MDM
(НТУ "ХПИ", 2015) Klonowicz, P.; Rusanov, R.; Rusanov, A.; Lampart, P.; Suchocki, T. K.; Surwilo, J.
The paper describes two methods of design of blading systems of radial-axial turbines for an Organic Rankine Cycle (ORC) cogeneration unit working with silica oil MDM. Preliminary design of the turbine flow part draws on methods of 1D calculation and pre-selection of basic geometric characteristics. Final design involves also methods for construction of 3D geometry and methods of 3D flow calculations of the turbine flow part. 3D numerical calculations of turbine flows are made with the help of the software package IPMFlow, developed based on the earlier codes FlowER and FlowER-U, or using the software complex ANSYS. 100 kW ORC turbine designs with the single-stage radial-axial turbine are elaborated in this paper.
Анализ методов и моделей оптимального распределения нагрузок между энергогенерирующими объектами
(НТУ "ХПИ", 2015) Ефимов, Александр Вячеславович; Потанина, Татьяна Владимировна; Кухтин, Дмитрий Игоревич; Каверцев, Валерий Леонидович; Гаркуша, Татьяна Анатольевна
Рассмотрены методы и модели оптимального распределения нагрузок между энергогенерирующими объектами. Указаны достоинства и недостатки этих методов и моделей. Показана необходимость совершенствования методов и моделей оптимизации распределения нагрузок между энергогенерирующими объектами, что делает актуальными разработки и усовершенствование математического и алгоритмического обеспечения, находящегося в распоряжении автоматизированных систем управления технологическими процессами энергоблоков АЭС и ТЭС.
Влияние КПД элементов блока преобразования энергии на эффективность цикла модульной ЯЭУ с газоохлаждаемым гелиевым реактором
(НТУ "ХПИ", 2015) Халатов, А. А.; Северин, С. Д.; Доник, Т. В.
Выполнен расчёт термодинамического цикл блока преобразования энергии модульной ядерной энергетической установки с высокотемпературным гелиевым реактором тепловой мощностью 250 МВт в режиме выработки электроэнергии и в комбинированном режиме. Представлен анализ влияния КПД компрессора высокого и низкого давления, гелиевой турбины и степени регенерации теплоты на эффективность цикла ядерной энергетической установки.
Влияние продольной теплопроводности на динамические и статические характеристики пластинчатых теплообменных аппаратов
(НТУ "ХПИ", 2015) Шевелев, Александр Александрович; Павлова, Виктория Геннадьевна; Абдуллин, С. Ю.
Рассматривается численный метод определения динамических и статических характеристик пластинчатых теплообменников с противоточной схемой движения теплоносителей. Численный метод разработан на основе неявных разностных схем. Приводятся результаты многовариантных расчетов переходных процессов модуля теплообменника с учетом продольной теплопроводности разделительной стенки из алюминия и стали. Стационарное состояние теплообменника и его рабочие характеристики рассматриваются как окончание переходного процесса. В интервале принятых значений скорости и температуры потоков, толщины разделительной стенки, продольная теплопроводность влияет на параметры переходных режимов работы теплообменника, для стационарных состояний это влияние незначительное.
Диагностирование термонапряженного состояния и оценка срабатывания ресурса роторов высокого и среднего давления турбины Т-250/300-240
(НТУ "ХПИ", 2015) Шульженко, Николай Григорьевич; Гонтаровский, П. П.; Гармаш, Н. Г.; Ефремов, Ю. Г.
Представлены основные особенности определения термонапряженного состояния и оценки срабатывания ресурса высокотемпературных роторов высокого и среднего давления паровой турбины Т-250/300-240 на реальных режимах работы турбоагрегата. Для определения фактических режимов работы, граничных условий теплообмена по ступеням и уплотнениям роторов используются данные автоматической системы управления технологическими параметрами (АСУ ТП), определяемые при эксплуатации турбины. Нестационарные температурные поля и термонапряженное состояние в высокотемпературных роторах получены с помощью метода конечных элементов (МКЭ). Для оценки срабатывания ресурса определяется повреждаемость от малоцикловой усталости и ползучести в наиболее опасных зонах роторов.
Дослідження можливостей енергозбереження у технології виробництва залізобетону
(НТУ "ХПІ", 2015) Шульгін, Юрій Віталійович; Жнітов, Я. В.
Теплові установки застосовуються для тепловологістної обробки бетонних виробів. Тепловологістна обробка здійснюється в теплових установках різної конструкції, але із застосуванням різних видів теплоенергоносіїв. У зв’язку з цим є актуальним виявлення раціонального теплоенергоносія з точки зору мінімальної собівартості тепловологістної обробки. Представлена авторами стаття є дослідженням ефективності енергоносіїв, які застосовуються в теплових установках для теплової обробки залізобетонних виробів.
Исследование аэродинамических и энергетических характеристик выхлопного отсека ЦНД в диапазоне режимов
(НТУ "ХПИ", 2015) Швецов, В. Л.; Кожешкурт, И. И.; Конев, В. А.; Солодов, Валерий Григорьевич; Хандримайлов, А. А.
Выполнено численное исследование аэродинамических и энергетических характеристик выхлопного отсека мощной паровой турбины в составе «последняя ступень ЦНД – выхлопной патрубок – камера удаления влаги – переходный патрубок» в диапазоне режимов. Обсуждаются структура течения и характеристики отсека на номинальном и частичных режимах, эффект инжекции и надбандажной протечки в зависимости от режима. Показана низкая эффективность инжекции в условиях неосевого выхода пара из последней ступени.
Исследование особенностей рабочего процесса камеры сгорания ГТД мощностью 2,5 МВт, работающей на синтез-газе
(НТУ "ХПИ", 2015) Сербин, С. И.; Гончарова, Н. А.; Вилкул, В. В.
Статья посвящена вопросам численного моделирования рабочих процессов камер сгорания газотурбинных двигателей, работающих на синтез-газе. Авторами исследованы вопросы возможности применения синтез-газов в качестве основного топлива для камер сгорания. Рассмотрены вопросы применения конструктивных модификаций топливосжигающих устройств с целью применения RQL-технологии для улучшения экологических характеристик существующих камер сгорания газотурбинных двигателей.
Исследования вибронапряженного состояния элементов ГТД с применением высокотемпературных пленочных тензорезисторов
(НТУ "ХПИ", 2015) Гусев, Ю. А.; Кахраи, Камбиз; Прочан, Г. А.; Яковлев, Ю. А.
Приведены условия, при которых проводятся исследования вибронапряженного состояния лопаток турбин ГТД с применением тензорезисторов. Рассматриваются тензорезисторы с пленочным чувствительным элементом (ВПТ) на основе платины и металлокерамики и изолятором – подложкой из высокотемпературного цемента фосфатного твердения и методика исследований вибродеформаций элементов ГТД с их применением. Приведены результаты испытаний высокотемпературного пленочного тензорезистора на вибропрочность и схема технологического процесса их закрепления (нанесения) на лопатке турбины. Приведены результаты применения высокотемпературных пленочных тензорезисторов.
Математичне моделювання течії середовища через лабіринтове ущільнення турбомашини
(НТУ "ХПІ", 2015) Пустовалов, Володимир Миколайович; Фатіч, Л. В.; Науменко, Світлана Петрівна
Проведено математичне моделювання гідродинаміки і тепловіддачі потоку середовища у прямоточному та ступінчатому лабіринтових ущільненнях турбомашин за допомогою комплексу прикладних програм. Зіставлення результатів з відповідним фізичним експериментом показало адекватність використаного підходу і обґрунтовувало можливість застосування його при розв’язанні конкретних інженерних задач.
Модернизация программного комплекса DNA для расчета тепловых схем ПТУ
(НТУ "ХПИ", 2015) Бойко, Анатолий Владимирович; Усатый, Александр Павлович; Шаповалова, Наталья Сергеевна
Статья посвящена вопросу модернизации программного комплекса DNA для расчета тепловых схем паротурбинных установок. Основной целью является создание новых моделей элементов теплообменного оборудования для их интеграции в существующий программный комплекс с целью его модернизации и повышения эффективности. Получена программа с расширенными функциональными возможностями и проведено моделирование тепловой схемы одной из модификаций турбоустановки К-300-240. Приведены результаты моделирования схемы с существующими и новыми компонентам. Сделаны выводы о дальнейших перспективах развития данного направления.
Оптимальная мощность теплового насоса в комбинированных системах теплоснабжения для южного региона Украины
(НТУ "ХПИ", 2015) Баласанян, Г. А.; Климчук, А. А.; Миняйло, М. Б.
Рассмотрены проблемы внедрения тепловых насосов в существующие системы теплоснабжения. Указаны факторы, влияющие на эффективность использования тепла наружного воздуха тепловыми насосами. Рассмотрены ограничения использования одноступенчатых тепловых насосов в существующих системах отопления. Приведены результаты сравнительного расчета технико- экономических показателей использования двух типов тепловых насосов.
Особенности теплообмена в зазоре между ободом диафрагмы и корпусом турбины
(Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", 2015) Голощапов, Владимир Николаевич; Котульская, Ольга Валериевна; Парамонова, Татьяна Николаевна
В работе приведена методика определения граничных условий на поверхностях зазоров между внутренним корпусом и ободом диафрагмы, апробированая при расчете температуры и коэффициентов теплоотдачи для указанных элементов в четвертой ступени ЦВД паровой турбины К-325-23,5 ОАО «Турбоатом» на режиме номинальной мощности. Выбор областей определения граничных условий в зазорах проведен с учетом термических сопротивлений пограничных слоев.
Перспективы применения гидропаровых турбин при освоении низкопотенциального тепла промышленных и природных вод
(НТУ "ХПИ", 2015) Трошенькин, Борис Александрович; Трошенькин, В. Б.
Рассмотрены недостатки электростанций использующих разность температур воды в океане. Предложена энергетическая установка с гидропаровой турбиной, устраняющая эти недостатки. Дан анализ термодинамических циклов с гидропаровой и паровой турбинами. Показано, что предлагаемая энергоустановка в 2,4 раза эффективнее известной установки Клода-Бушеро. Для снижения сопротивления трубопроводов течению теплой и холодной воды предложено добавлять в потоки полимеры, получаемые на основе газов, выделяющихся под вакуумом из морской воды. Показана целесообразность применения гидропаровых турбин при использовании низкопотенциального тепла конденсационых электростанций.
Повышение экономичности топливоиспользования в промышленных печах
(НТУ "ХПИ", 2015) Димитров, А. Д.; Шраменко, А. Н.; Пядухов, В. А.
Рассмотрено влияние предварительного подогрева материала и подогрева компонентов горения за счёт теплоты уходящих газов на экономию топлива в промышленных печах при известных значениях коэффициента регенерации и коэффициента полезно использованной теплоты рабочей камеры. В выводах сделаны рекомендации по выбору целесообразного способа внутреннего использования теплоты уходящих из рабочей камеры продуктов сгорания с позиций повышения производительности печи и экономии топлива.
Поток без осевой симметрии через вращающуюся решетку турбомашины на поверхности тока S₂
(НТУ "ХПИ", 2015) Субботович, Валерий Петрович; Юдин, Александр Юрьевич
Рассмотрено относительное установившееся течение идеального газа через вращающуюся решетку осевой турбомашины. Поверхности тока S₂ являются скрученными произвольным образом поверхностями. Используется цилиндрическая система координат, однако вектор скорости потока однозначно определен не тремя проекциями на координатные оси, а только двумя проекциями на направления, которые однозначно задаются геометрией поверхности тока. Для расчета течения без осевой симметрии в слое переменной толщины получено точное уравнение количества движения.
Разработка математической модели регенеративных теплообменников систем энерго- и теплоснабжения высокотемпературных теплотехнологических агрегатов
(НТУ "ХПИ", 2015) Кошельник, Александр Вадимович; Лавинский, Денис Владимирович; Хавин, Евгений Валерьевич; Павлова, Виктория Геннадьевна; Гордиенко, Елена Петровна
Представлена математическая модель для расчета процессов теплообмена в теплоаккумулирующих элементах регенеративных теплообменников систем энерго- и теплоснабжения высокотемпературных теплотехнологических агрегатов. Модель позволяет получить расчетные данные о параметрах работы регенераторов, температурном состоянии насадки, изменении параметров теплоносителей. Полученные данные могут быть использованы для выбора конструктивных и режимных параметров регенераторов как при реконструкции действующих, так и при проектировании новых систем энерго- и теплоснабжения высокотемпературных теплотехнологических агрегатов.
Сравнительный анализ термоэкономических моделей парокомпрессионной теплонасосной установки
(НТУ "ХПИ", 2015) Тарасова, В. А.
В статье рассмотрены основные термоэкономические модели формирования стоимости тепла, произведенного парокомпрессионной теплонасосной установкой (ТНУ). При тестировании термоэкономических моделей применен универсальный метод оценки качества энергетических потоков, основанный на уравнениях стоимостных и эксергетических балансов. Сделан вывод о том, что рассмотренные модели работоспособны и могут быть применены для оценки стоимости тепла произведенного ТНУ. Однако для проведения углубленного термоэкономического анализа ТНУ предпочтительно использование модели на основе негэнтропийного подхода, позволяющей корректно оценить стоимости деструкции эксергии.
Теплові втрати трубопроводами мікрорайонної опалювальної мережі в умовах зміни теплового навантаження будівель
(НТУ "ХПІ", 2015) Алексахін, Олександр Олексійович; Бобловський, О. В.; Єна, Світлана Василівна
Розглянуто вплив додаткової теплоізоляції будівель на тепловтрати трубопроводами мікрорайонної опалювальної мережі. Проаналізовано зміну теплових втрат в залежності від черговості утеплення будівель мікрорайону. Показано, що найменші тепловтрати характерні для варіанту утеплення найбільш віддалених від центрального теплового пункту будівель. Дани рекомендації, що при виборі варіанта утеплення будинків однією із гілок сеті треба враховувати, що при утеплені споруд, приєднаних до гілки більшої довжини, сумарні втрати теплоти опалювальною сіткою менші.