Том 55 № 2
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Том 55 № 2 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 7 з 7
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
- ДокументСонячні абсорбційні системи кондиціювання повітря на основі двоступінчастої регенерації абсорбенту(2019) О. В. Дорошенко, А. Р. АнтоноваРозроблені принципові схеми багатофункціональних сонячних систем осушення повітря, теплопостачання (гарячого водопостачання та опалення), холодопостачання та кондиціювання повітря на основі відкритого абсорбційного циклу з прямою (безпосередньою) регенерацією абсорбенту. Такі системи базуються на попередньому осушенні повітряного потоку й наступному випарному охолодженні середовищ у сонячних холодильних системах (СХС) и термовологісної обробки повітря в сонячних системах кондиціювання повітря (ССКП). Авторами використовувався принцип двоступінчастої регенерації абсорбенту. Сонячна система складається з автономних осушно-охолоджувальних блоків, причому кожний ступінь регенерації замкнений на відповідний ступінь абсорбера-осушувача повітря, що дозволяє збільшувати концентрацію абсорбенту від ступеня до ступеня (у діапазоні можливих концентрацій використовуваного розчину бромистого літію LiBr). Розроблені принципові рішення для нового покоління газо-рідинних сонячних колекторів, що забезпечують безпосередню (пряму) регенерацію розчину абсорбенту. Робота тепломаcообмінних апаратів, що входять в осушувальний і охолоджувальний контури абсорбційних систем, базується на принципі плівкової взаємодії потоків газу й рідини з використанням багатоканальної структури із полімерних матеріалів для створення насадки. Попередній аналіз можливостей багатофункціональних сонячних абсорбційних систем виконувався на основі експериментальних даних авторів та моделювання процесів тепломасообміну в основних елементах систем, відносно завдань кондиціювання повітря (ССКП). Показано, що практично для будь-яких, «важких» параметрів зовнішнього повітря вирішення завдань забезпечення його комфортних параметрів може бути виконано без використання традиційної парокомпресорної техніки. Розроблені сонячні системи ССКП відрізняються малим споживанням енергії й екологічною чистотою.
- ДокументРозробка автономних систем охолодження з урахуванням відновлювальних і непридатних джерел теплової енергії(2019) О. С. Тітлов, Є.О. Осадчук, О. П. ЦойВиконано аналіз можливостей використання нічного радіаційного випромінювання (НРВ) для додаткового відводу тепла від елементів системи рідинного охолодження. Показано енергетичні перспективи використання технології НРВ для автономних первинних систем охолодження переважно в селянських господарствах, розташованих у віддалених місцевостях від джерел електричної енергії. Для підвищення енергетичної ефективності автономних систем охолодження запропоновано використовувати абсорбційні водоаміачні холодильні машини (АВХМ) і парокомпресійні холодильні машини (ПКХМ), які дозволять в світлий час доби створювати запаси холоду в системі холодоакумуляціі. Для роботи АВХМ пропонується використовувати теплову енергію сонячного випромінювання. Розроблено алгоритм пошуку мінімальної температури гріючого джерела АВХМ в залежності від температур об'єкта охолодження і охолоджуючого середовища. Показано, що при реалізації традиційних циклів АВХМ мають місце режими з максимальною енергетичною ефективністю, а для їх досягнення необхідна відповідна комбінація складу робочого тіла (водоаміачного розчину) і температур гріючого джерела. Показано також, що при роботі від сонячних колекторів з водою в якості теплоносія, до складу схеми АВХМ необхідно включати бустер-компресор перед конденсатором аміаку. Виконано термодинамічний аналіз циклів ПКХМ, що працюють на дозволених в даний час робочих тілах. Відзначено високі енергетичні характеристики ПКХМ при роботі в умовах низьких температур атмосферного повітря. Так, при зниженні температури атмосферного повітря від 40 ° С до 10 ° С в середньому має місце зростання холодильного коефіцієнта циклів ПКХМ в 4-6 разів, а для аміаку – в 17,3 рази. Розроблено оригінальні схеми систем первинного охолодження молока на базі ПКХМ і АВХМ з використанням технології НРО, що дозволяють працювати в автономному режимі з використанням мінімальної кількості електричної енергії.
- ДокументКонцепція спряжених на критичній ізохорі циклів Стірлінга, працюючих на двоокису вуглецю(2019) М. В. ШвецьВ роботі пропонується нова концепція реалізації циклу Стірлінга в області не тільки надкритичних, але й, власне, критичних температури і тиску, заснована на виявленій в наших попердніх роботах вираженій гетерогенній структурі надкритичних флюїдів. Існування такої гетерогенної стаціонарної наноструктури решіткового типу в достатньо широких діапазонах надкритичних властивостей, які були названи не-гіббсівською фазою флюїду, було запропановане (Роганковим В.Б та іншими) у рамках моделі ФТ (флуктуаційної термодинамики). Така флюїдна структура в практичному використанні може бути досить перспективною. Вона проявляється в наявності досить регулярного, решіткового типу просторового розподілу густини флюїду і його теплових властивостей в т.зв. мезоскопічних малих об’ємах всередині робочих порожнин стискання і розширення пропонованої схеми спряжених стірлінгів. Саме поняття спряження означає ідею максимально-ефективного використання теплоти, одержаної в циклі від джерела, шляхом поєднання двох підциклів високого (І) і помірного (ІІ) тиску вздовж критичної ізохори. В роботі введене нове поняття ступеня теплофізичної досконалості (доповнюючий прийняте поняття термодинамічної досконалості, для окремих стадій – ізоліній і вузлів – нод спряженого повного циклу типу Стірлінга-Рейліса, яке дозволяє кількісно оцінити позитивний ефект додаткової внутрішньої рекуперації на загальну регенерацію теплоти. Ізольована від навколишнього середовища конструкція обох підціклів (І) і (ІІ) і об`єднуючого стірлінга є його перевагою у порівнянні з циклами внутрішнього згоряння. В якості потенціально-перспективної робочої речовини пропонується двоокис вуглецю. Таким чином, наша мета полягає у використанні виявлених нанодисперсних властивостей флюїду для формулювання концепції створення спряженного, досить ефективного циклу Стірлінга з перспективним робочим тілом - надкритичним двоокисом вуглецю, замість традиційного використання водороду або гелію.
- ДокументNumerical simulation of the regime and geometric characteristics influence on the pressure loss of a low-flow aerothermopressor(2019) H. Kobalava, D. KonovalovIn this paper, a study of gasdynamic processes that occur in a low-flow aerothermopressor has been done. The aerothermopressor is a two-phase jet apparatus for contact cooling, in which, due to the removal of heat from the air flow, the air pressure is increased (thermogasdynamic compression) and its cooling is taken place. Highly effective operation of the aerothermopressor is influenced by primarily the flow part design and the water injected method in the apparatus. Constructive factors that influence energy costs to overcome friction losses and local resistances on the convergent-divergent sections of the aerothermopressor are exerted a significant impact on the working processes in the apparatus. In this paper, a study of a number of typical low-flow aerothermopressor models has been conducted by using computer CFD modeling. Determination of the main parameters of the air flow (total pressure, dynamic pressure, velocity, temperature, etc.) has been carried out for a number of taper angles of a confuser a and a diffuser b, as well as for a number of values of the relative air velocity in the working chamber M = 0.4-0.8. Comparison of the obtained data with experimental data has been carried out. The deviation of the calculated values of local resistances coefficients in the confuser and in the diffuser from those obtained by computer CFD modeling does not exceed 7–10%. The recommended angles were determined: confuser convergent angle – 30° and diffuser divergent angle – 6°, corresponding to the minimum pressure loss is 1.0 – 9.5 %, and therefore also to the maximum pressure increase as a result of the thermogasdynamic compression that occurs during injection and evaporation of liquid in the working chamber. Thus, analytical dependences are obtained for determining the local resistance coefficients for the confuser (nozzle) and the diffuser, which can be recommended to use in the design methodology for low-flow aerothermopressors.
- ДокументРозробка моделі газотурбінного двигуна на основі даних перерахування характеристик компресора динамічного принципу дії(2019) О. О. Гурський, О. Є. Гончаренко, С. М. ДубнаМетою роботи є підвищення ефективності функціонування газотурбінного двигуна шляхом використання координувальної системи автоматичного управління. Для досягнення поставленої мети необхідно розробити модель газотурбінного двигуна на базі моделі статичних режимів роботи компресора динамічного принципу дії, що реалізована засобами середовища MATLAB Simulink. Актуальність розробки відповідної моделі обумовлена необхідністю оцінки енергоефективності функціонування газотурбінного двигуна, а також можливістю побудови певної координувальної системи автоматичного управління, що використовує відхилення від співвідношення змінних системи при регулюванні технологічних параметрів. Автоматичні системи координувального управління дозволяють узгодити відповідні перехідні процеси і можуть забезпечити ряд позитивних особливостей при функціонуванні об'єкта управління. У даній роботі представляється розробка елементної моделі газотурбінного двигуна як об'єкта керування. Ця модель розробляється для синтезу різноманітних систем автоматичного управління, що забезпечують узгодження перехідних процесів при регулюванні. Надається структурно-параметрична схема газотурбінного двигуна з описом окремих її елементів. Відображається принцип перетворення вихідної моделі компресора у відповідну модель газотурбінного двигуна. При розробці математичної моделі, відповідно конструктивним особливостям, газотурбінний двигун розділяється на турбокомпресор, камеру згоряння, турбіну і реактивне сопло. Виходячи з такого поділу, безпосередньо розглядається математичний опис окремих елементів газотурбінного двигуна, а потім зв'язується в єдину математичну схему. У заключній частині роботи наведені результати моделювання. Це статичні характеристики компресора і перехідні характеристики турбіни за швидкістю обертання валу. Приводиться аналіз результатів моделювання на основі порівняння статичних характеристик моделі вихідного компресора і компресора газотурбінного двигуна.
- ДокументТермодинамічний аналіз схем повітророзподільних установок для отримання газоподібного кисню під тиском(2019) Г. К. Лавренченко, М. Б. Кравченко, Б. Г. ГрудкаРізні споживачі (металургія, великотоннажна хімія, енергетика, медицина і т.п.) потребують газоподібний кисень, стиснений до тисків 0,6...16 МПа. У першій половині 20-го століття створювали кріогенні повітророзподільні установки (ПРУ), в яких вироблений газоподібний кисень на виході з блоку розділення стискувався в кисневому компресорі (поршневому або відцентровому) до необхідного тиску. Після появи кріогенних насосів кисень стали стискати в них, а потім газифікувати з використанням теплоти потоку переробляємого повітря. На перший погляд ця схема здавалася досить ефективною, хоча і не позбавленою деяких недоліків. Проведено термодинамічний аналіз повітророзподільних установок для отримання газоподібного кисню під тиском. Виконано порівняння показників ПРУ, які працюють за схемою із стисненням продукційного кисню в компресорі і зі стисненням в насосі рідкого кисню з наступним нагріванням до температури навколишнього середовища в основному теплообміннику. В результаті проведеного аналізу виведено безрозмірний критерій, фізичний зміст якого полягає в тому, що він показує відношення роботи, що витрачається в кисневому компресорі до додаткової роботи, яку необхідно затратити для компенсації термодинамічних втрат, пов'язаних з роботою насоса рідкого кисню. Розглянуто приклад використання отриманих співвідношень для аналізу ПРУ, що працює по циклу середнього тиску і призначеної для отримання газоподібного кисню під тиском 16 МПа. Термодинамічний аналіз такої установки показує, що витрата енергії на стиснення кисню в схемі з насосом може бути в 1,5 рази менше витрати енергії при використанні кисневого компресора. Аналіз ПРУ низького тиску показав, що при тиску продукційного кисню нижче 7-8 МПа схеми з насосом рідкого кисню більш ефективні, ніж традиційні схеми із стисненням продукційного кисню в компресорі. При тиску продукційного кисню вище 7-8 МПа енергетично вигідніше стає схема з кисневим компресором.
- ДокументInvestigations of the emission characteristics of a gas turbine combustor with water steam injection(2019) К.S. Burunsuz, V. V. Kuklinovsky, S. I. SerbinThe article is devoted to investigation of the possibilities of creating highly efficient and competitive Ukrainian gas turbine engines (GTEs), which correspond to modern environmental requirements for new generation energy modules. One of the most important directions of solving this problem is considered, namely, the possibility of realizing a complex thermal circuit of a gas turbine unit (GTU) - the scheme "Aquarius" with the utilization of exhaust gases heat and the injection of ecological and energy water steam into the flowing part of a combustor. The possibilities of reducing emission of harmful components, in particular, of nitrogen oxides, are analyzed, while organizing the process of a 25 MW gas turbine combustor with the supply of water steam to the primary and secondary chamber’s zones. Three-dimensional calculations of the aerodynamic structure of chemically reacting flows in a gas turbine combustor were performed with the help of methods of computational fluid dynamics (CFD). The results of theoretical investigations of gas turbine combustor’s emission characteristics at different ratios of the ecological and energy steam consumptions are presented, their rational values are revealed. The main results of the work can be used at power engineering enterprises for upgrading and modernizing existing and designing models of low-emission combustors of GTE.