Academic literature on the topic 'Теплота системи охолодження'

Розглядається питання забезпечення теплового режиму анодного блоку магнетрона шляхом заміни системи повітряного охолодження на систему рідинного охолодження. Стверджується, що система рідинного охолодження найбільш підходяща для магнетронів, які в даний час передбачають систему повітряного охолодження, однак не розраховані на тривалу роботу в складі промислових мікрохвильових установок. Організація системи рідинного охолодження дозволить магнетрон працювати тривалий час без перегріву і в сприятливих умовах, при яких виключено забивання частинками і пилом поверхні теплообміну і виникнення перегріву поверхні анодного блоку. Основним елементом розроблюваної системи рідинного охолодження є сорочка охолодження, що представляє собою кільцевий канал з теплопровідного матеріалу. Сорочка охолодження кріпиться безпосередньо на анодний блок, при цьому ступінь стиснення поверхонь і товщина повітряного зазору повинні забезпечити мінімальне сумарне термічний опір. Для визначення коефіцієнтів тепловіддачі отримана емпірична залежність, яка відображає той факт, що при охолодженні анодного блоку раціональними є в'язкі і в'язкісно-гравітаційні режими руху. Визначено основні теплові характеристики процесу охолодження, що включають коефіцієнт теплопередачі, зміну температури теплоносія, максимально допустиму температуру на вході. Розрахунки проведені для двох видів теплоносіїв: вода і 54 % водний розчин етиленгліколю. Застосування даного схемного рішення і вибір раціональних розрахункових режимних дозволяє вирішити проблему підвищення ефективності виробництва і надійності роботи мікрохвильової техніки.

У наш час дефіцит енергії і охорона навколишнього середовища змушують господарників і проектувальників систем кондиціювання до пошуку інших, непарокомпресійних джерел холодопостачання. В статті запропонована система кондиціювання повітря, яка використовує природну нерівноважність атмосферного повітря – психрометричну різницю температур. Проаналізовані процеси прямого та непрямого випарного охолодження повітря стосовно досягнення комфортної зони. На h,d- діаграмі показано, що в результаті прямого випарного охолодження можна досягти області комфорту. Відмічено, що визначальний вплив на ефективність процесу випарного охолодження має вологовміст повітря на вході в апарат. В регіонах, де він високий, вирішальну роль відіграє попереднє осушення повітря. Запропонована альтернативна установка кондиціювання повітря на основі випарного охолодження і попереднього осушення повітря, завдяки чому збільшується психрометрична різниця температур повітря та стає можливим вийти в комфортну зону без застосування парокомпресійного холодильного циклу. Осушення повітря відбувається в абсорбері розчином бромістого літію, для регенерації якого використовується тепло, що виробляється сонячними колекторами. З огляду на те, що в процесі абсорбції температура абсорбенту зростає, в схемі передбачено відведення теплоти абсорбції водою, попередньо охолодженою в градирні. Поставлено задачу досягти після установки стану повітря, близького до температури точки роси, збільшивши таким чином її холодопродуктивність. При цьому слід забезпечити зменшення габаритів установки та витрат енергії на переміщення контактуючих потоків повітря, води та розчину абсорбенту. Всі тепломасообмінні апарати в установці виконані за поперечною схемою на основі регулярної насадки. Такий підхід дозволив мінімізувати аеродинамічний опір апаратів та їх габарити. Розроблена схема сонячної системи кондиціювання повітря (ССКП) запропонована для кондиціювання одного із супермаркетів

Виконано 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.

Викладено результати досліджень ефективності використання в теплоутилізаційних технологіях газоспоживальних опалювальних котелень удосконалених комбінованих систем утилізації теплоти, призначених для нагрівання води систем теплопостачання та хімічного водоочищення і повітря на горіння. Дослідження виконано для водогрійного котла ТВГ-8 за різних режимів його роботи згідно з тепловим графіком котельні залежно від температури навколишнього середовища в опалювальний період. Визначено в розглянутих умовах для відповідних теплообмінників-теплоутилізаторів такі основні параметри, як: теплопродуктивність, приріст коефіцієнта використання теплоти палива КВТП котла та кількість утвореного в системі конденсату за нормованих значень витрати води на підживлення теплових мереж. За отриманими основними показниками проведено порівняльний аналіз пропонованих систем теплоутилізації та відомих комбінованих систем з нагріванням тільки зворотної тепломережної води та дуттьового повітря. Показано, що доповнення відомої системи додатковим теплообмінником, призначеним для попереднього нагрівання холодної води на хімводоочищення (ХВО), дає змогу шляхом глибшого охолодження вихідних газів котельної установки підвищити її КВТП максимально на 9,4 %, що на 0,5 % більше порівняно з відсутністю нагрівання води на ХВО.

В дослідженні аналізується ефективність застосування цеолітів для акумулювання теплоти. Зазначається, що принцип роботи теплових акумуляторів на цеолітах ґрунтується на виділенні теплоти адсорбції при зволоженні цеолітів у процесі безпосереднього контакту з водою або з вологим повітрям. Коли вода адсорбується, цеоліт виділяє тепло адсорбції. Для видалення та використання тепла, накопиченого у шарі цеоліту в процесі адсорбції (термічне розвантаження), через ємність пропускають холодне та вологе повітря. Це дозволяє цеолітам адсорбувати воду з повітря, осушити його та нагріти. У процесі десорбції шар цеоліту продувається гарячим сухим повітрям, з шару цеоліту повітря виходить охолодженим і вологим. Визначено, що адсорбційні теплоакумулюючі системи все ще знаходяться на ранніх стадіях розробки та не повністю комерціалізовані, однак деякі конкретні системи для побутових потреб уже вийшли на ринок. Технологія, що ґрунтується на використанні цеолітів, дозволяє зберігати тепло без втрат у мінімальних обсягах протягом тривалих періодів часу. Поглинаючі накопичувачі з нанопористих матеріалів, таких як цеоліти, можуть успішно застосовуватися як теплові акумулятори в промисловості. Цеоліти зустрічаються в природі та отримані штучно. Для підготовки їх до роботи, а також для регенерації цеолітів як штучного, так і природного походження необхідна стадія сушіння. Встановлено, що при мікрохвильовому сушінні сорбційна ємність цеолітів значно збільшується внаслідок того, що застосування мікрохвиль призводить до отримання дрібніших зерен. Як правило, це сприяє зростанню пористості та покращенню механічних властивостей. Ефективність мікрохвильового нагріву залежить від хімічного складу цеоліту та його діелектричних властивостей. Для розрахунку температурного поля у шарі цеоліту при мікрохвильовому сушінні визначено аналітичну залежність. Швидкість сушіння при проведенні розрахунків визначається даними експериментів відповідно до типу цеоліту

Запропоновано підхід до визначення складових теплового навантаження системи кондиціонування припливного повітря (СКПП) з урахуванням поточних кліматичних умов експлуатації, який базується на гіпотезі розкладання поточних змінних теплових навантажень на відносно стабільну складову як базову для вибору встановленої (проектної) холодопродуктивності холодильної машини, що працює на номінальних або близьких йому режимах, і нестабільне теплове навантаження, що припадає на попереднє охолодження зовнішнього повітря при змінних поточних зовнішніх температурах. Для обґрунтування підходу до вибору складових теплового навантаження СКПП виконаний аналіз поточних значень питомих теплових навантажень на холодильну машину СКПП при охолодженні зовнішнього повітря від його змінної поточної температури до температур 10, 15 і 20 ºС. Показано, що виходячи з різного темпу приросту річного виробітку холоду, обумовленого зміною теплового навантаження у відповідності з поточними кліматичними умовами протягом року, необхідно вибирати таке проектне теплове навантаження на холодильну машину СКПП охолодження повітря (її встановлену потужність охолодження), яке забезпечує досягнення максимального або близького йому річного виробітку холоду при відносно високих темпах його збільшення. При цьому значення теплового навантаження, що припадає на попереднє охолодження зовнішнього повітря, розраховують за залишковим принципом як різницю раціонального загального теплового навантаження і її базової відносно стабільної складової. Запропонований метод доцільно використовувати при розрахунку проектної базової холодопродуктивності холодильної машини СКПП, що працює на номінальному або близьких йому режимах, і бустерной складової теплового навантаження на попереднє охолодження зовнішнього повітря при змінних поточних зовнішніх температурах з використанням енергозберігаючих методів: акумуляції надлишкового (невикористаного) холоду при знижених поточних теплових навантаженнях на СКПП і його витрачання на попереднє охолодження зовнішнього повітря, річкупераціі охолоджуючого потенціалу повітря, яке відводиться для попереднього охолодження зовнішнього повітря.

В роботі показано, що система отримання води з атмосферного повітря з джерелом тепла від сонячних колекторів і з абсорбційним водоаміачним термотрансформатором тепла (АВТТ), з підтискаючим бустер-компресором перед конденсатором, може бути працездатною з джерелами тепла від 85 °С. Порівняльний аналіз енергетичних витрат на стиснення пари робочого тіла в АВТТ з підтискаючим бустер-компресором і в парокомпресорному термотрансформаторі тепла (ПКТТ) показав перевагу АВТТ, як при експлуатації в помірному, так і тропічному кліматі. Проведено розрахунки максимальної енергоефективності АВТТ, яка в розглянутому діапазоні параметрів досягається при тиску генерації 1,0 МПа, і в умовах помірного клімату залежить від масової частки «міцного» водоаміачного розчину (ВАР) та температури випаровування. Найбільш енергоефективним є режим роботи АВТТ з температурою в випарнику 5 °С. У цьому випадку має місце і мінімальна кратність циркуляції ВАР, що знижує витрату робочого тіла і, відповідно, теплове навантаження генератора та спрощує рішення задачі охолодження абсорбера. Практично у всіх розглянутих кліматичних зонах з дефіцитом водних ресурсів процес отримання води з атмосферного повітря найбільш енерговитратний в зимовий період року, а найбільш енергоефективний – в літній. У літній період року питомі енерговитрати чисельно однакові при зміні кінцевої температури в процесі охолодження від 5 до 15 °С. Це дозволить організувати енергозберігаючий процес роботи термотрансформаторів тепла різного типу за рахунок підвищення температури кипіння у випарнику. Розроблено варіант системи отримання води в транспортному виконанні, яка призначена для роботи в польових умовах в автономному режимі

Викладено результати розрахункових досліджень щодо тепловологісного стану відхідних димових газів газоспоживальних котельних установок під час використання сучасних теплоутилізаційних технологій з глибоким охолодженням газів. Застосування зазначених технологій розглянуто як захід, що відповідає осушуванню димових газів внаслідок теплоутилізації завдяки зменшенню їхнього вологовмісту (абсолютної вологості), а відтак і зниженню точки роси водяної пари, що міститься в газах. Наведено дані досліджень стосовно зменшення вологовмісту димових газів у теплоутилізаційних системах котельних установок під час виробництва теплової енергії для опалення, технологічних потреб, потреб систем гарячого водопостачання тощо. Визначено рівні зменшення цього вологовмісту в теплоутилізаційному устаткуванні зазначених систем. У цьому устаткуванні, в так названих конденсаційних теплоутилізаторах, реалізується глибоке охолодження димових газів під час конденсації з них водяної пари. Встановлено залежності від режимних параметрів котлоагрегатів та теплоутилізаційного устаткування відносної величини β, яка характеризує рівень осушування димових газів у цьому устаткуванні і є відношенням абсолютної величини зменшення вологовмісту до його початкового значення. Показано, що за умов глибокої утилізації теплоти димових газів опалювальних котелень, зокрема внаслідок нагрівання зворотної води теплових мереж, абсолютна вологість газів за невисоких відносних навантажень котла може зменшуватися у 3-4 рази, що відповідає зниженню їхньої точки роси від 58-54 ºС до 35 ºС. Показано також, що під час використання утилізованої теплоти для технологічних потреб та гарячого водопостачання рівень зменшення абсолютної вологості димових газів істотно підвищується завдяки зниженню температури нагріваної в теплоутилізаторі води tв. Так, під час нагрівання холодної води з початковою температурою tв < 5 ºС зневоднення димових газів є досить значним і може досягати 90 %, що відповідає зниженню точки роси газів до 22 ºС.

При дослідженні роботи інвертора було визначено параметри, які впливають на ефективність його роботи. Одним з таких парметрів є внутрішні компоненти інвертора від яких залежить ефективність його роботи. Основним силовим компонентом є Power Stack (силовий модуль). Основним компонентом силового модуля є IGBT (біполярний транзистор з ізольованим затвором). Даний тип транзисторів поєднує в собі характеристики двох напівпровідникових пристроїв: Біполярного транзистора (утворює силовий канал). Польового транзистора (утворює канал управління). При розрахунку ефективності роботи інвертора потрібно розуміти як працює його силова частина і як силова частина перетворює постійний струм у змінний. Робота силових транзисторів керується драйвером, який пристрій керує частотою відкриття і закриття транзисторів та вихідними характеристиками напруги інвертора. Для регулювання роботи інвертора драйвер отримує сигнал та відправляє команду на сам силовий модуль. Таким чином відбувається регулювання вихідних параметрів інвертора. Для регулювання вихідної потужності інвертором також застосовується алгоритм зменшення вхідної потужності. Це досягається шляхом переходу робочої точки поля ФЕМ з точки МРРТ до робочої точки, ближчої до режиму холостого ходу сонячної панелі. Регулювання рівня реактивної потужності також відбувається за рахунок роботи силового модуля. Для роботи інвертора, його силовий модуль повинен мати якісне охолодження. Охолодження має забезпечити відвід тепла від силового модуля, що в свою чергу попередить руйнування транзистора. В сучасних інверторах використовується активна і пасивна система охолодження. Зазвичай інвертори з пасивним охолодженням мають потужність до 100 кВт. Також у деяких виробніків є тестові моделі інверторів з водяним охолодженням. Потужність даних інверторів очікується більшою ніж 2500 кВт. Бібл. 10, рис. 5.

Актуальність теми дослідження. Охолодження полімерних листів, як і більшість процесів переробки пласт-мас, належить до неізотермічних процесів, тобто необхідно розв’язувати теплову задачу. Від точного розрахунку теплового балансу дуже залежить кінцевий результат екструзійного процесу. Тому запропонована математична модель та програмний блок для її реалізації допоможуть значно покращити технологічні та економічні показники екструзійних ліній із випуску полімерних листів. Постановка проблеми. Виготовленню полімерних листів присвячено багато наукових праць. При цьому такому процесу, як охолодження кінцевого продукту після екструзії приділено не багато уваги. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Створено декілька математичних моделей теплових процесів для теплоенергетичного обладнання. Наприклад: для одночерв’ячних, двочерв’ячних, черв’ячно-дискових екструдерів тощо. При цьому запропоновано різні розрахункові схеми, методи та рівняння для їх вирішення.Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Математичну модель для відображення процесів охолодження полімерних листів після їх екструзії можна вважати розширенням цих досліджень. Постановка завдання. Основна мета цієї статті полягає в розробці математичної моделі для аналізу температурного поля при охолодженні полімерних листів на екструзійних лініях, що дозволить оптимізувати не тільки технологічні параметри, а й конструктивні характеристики лінії. Виклад основного матеріалу. При виборі граничних умов треба враховувати реальні конструктивні особливості системи охолодження полімерних листів, що одержують на екструзійних лініях. Представлено розрахункову схему та рівняння теплового балансу. Одержання математичної моделі здійснювалось за допомогою операційного методу, використовуючи інтегральне перетворення Лапласа. Розроблено програму розрахунку параметрів для конкретних умов виробництва. Висновки відповідно до статті.Приведено сучасний літературний огляд теплових задач. Розроблено математичну модель для моделювання процесів охолодження полімерних листів після їх екструзії. Побудовано програмний блок на базі математичного пакета MathCAD для реалізації розробленої математичної моделі

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.05.03 – engines and power plants. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The dissertation is devoted to the choice and substantiation of parameters of a diesel power plant with heat recovery system of recycling the secondary heat from diesel engine using the Rankin cycle, which uses the heat of exhaust gases and cooling water systems. As a result of the analysis of the features of a promising power plant with a Hyundai 25/33 engine for the production of electric power at a plant in Iraq, a technological scheme of a comprehensive system for recycling diesel fuel from an electric power station with the additional generation of electricity, heat for heating heavy fuel, condensing technical water from exhaust gases. As a working fluid in the Rankin cycle, it is advisable to use the hot water from the engine cooling system. Using the developed mathematical model of the distillation circuit of the diesel power plant, the design-experimental study of the influence of the ambient temperature on the indicators of the efficiency of heat recovery was performed. When the ambient temperature changes from 0 ° C to 40 ° C, the amount of electric energy generated by the Rankin cycle for the Hyundai H25 / 33 engine increases to 10%. With a single cogeneration unit with a Hyundai H25 / 33 engine and a recycling complex developed, it is possible to get up to 2300 kg of water vapor condensate per day, which is very valuable in Iraq. Based on the results of the study, two variants of the technological scheme (projects A and B) were developed for the modernization of Hyundai diesel power plants. The feasibility study for the NPV method has shown that after the full recovery equipment is put into operation, the maximum achievable profit will be about 1 406 219 $ /year.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.05.03 – engines and power plants. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The dissertation is devoted to the choice and substantiation of parameters of a diesel power plant with heat recovery system of recycling the secondary heat from diesel engine using the Rankin cycle, which uses the heat of exhaust gases and cooling water systems. As a result of the analysis of the features of a promising power plant with a Hyundai 25/33 engine for the production of electric power at a plant in Iraq, a technological scheme of a comprehensive system for recycling diesel fuel from an electric power station with the additional generation of electricity, heat for heating heavy fuel, condensing technical water from exhaust gases. As a working fluid in the Rankin cycle, it is advisable to use the hot water from the engine cooling system. Using the developed mathematical model of the distillation circuit of the diesel power plant, the design-experimental study of the influence of the ambient temperature on the indicators of the efficiency of heat recovery was performed. When the ambient temperature changes from 0 ° C to 40 ° C, the amount of electric energy generated by the Rankin cycle for the Hyundai H25 / 33 engine increases to 10%. With a single cogeneration unit with a Hyundai H25 / 33 engine and a recycling complex developed, it is possible to get up to 2300 kg of water vapor condensate per day, which is very valuable in Iraq. Based on the results of the study, two variants of the technological scheme (projects A and B) were developed for the modernization of Hyundai diesel power plants. The feasibility study for the NPV method has shown that after the full recovery equipment is put into operation, the maximum achievable profit will be about 1 406 219 $ /year.

Dissertation for the degree of candidate of technical sciences in specialty 05.05.03 – engines and power plants. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The dissertation is devoted to the choice and substantiation of parameters of a diesel power plant with heat recovery system of recycling the secondary heat from diesel engine using the Rankin cycle, which uses the heat of exhaust gases and cooling water systems. As a result of the analysis of the features of a promising power plant with a Hyundai 25/33 engine for the production of electric power at a plant in Iraq, a technological scheme of a comprehensive system for recycling diesel fuel from an electric power station with the additional generation of electricity, heat for heating heavy fuel, condensing technical water from exhaust gases. As a working fluid in the Rankin cycle, it is advisable to use the hot water from the engine cooling system. Using the developed mathematical model of the distillation circuit of the diesel power plant, the design-experimental study of the influence of the ambient temperature on the indicators of the efficiency of heat recovery was performed. When the ambient temperature changes from 0 ° C to 40 ° C, the amount of electric energy generated by the Rankin cycle for the Hyundai H25 / 33 engine increases to 10%. With a single cogeneration unit with a Hyundai H25 / 33 engine and a recycling complex developed, it is possible to get up to 2300 kg of water vapor condensate per day, which is very valuable in Iraq. Based on the results of the study, two variants of the technological scheme (projects A and B) were developed for the modernization of Hyundai diesel power plants. The feasibility study for the NPV method has shown that after the full recovery equipment is put into operation, the maximum achievable profit will be about 1 406 219 $ /year.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2017. Дисертація присвячена вибору і обґрунтуванню параметрів дизель-електричної станції з системою утилізації вторинної теплоти дизеля з використанням циклу Ренкіна, що використовує теплоту відпрацьованих газів та системи охолодження. В результаті аналізу особливостей перспективної енергетичної установки з двигуном Hyundai 25/33 для виробництва електричної енергії на заводі в Іраку розроблена технологічна схема комплексної системи утилізації вторинної теплоти дизель-електричної станції з додатковим отриманням електроенергії, теплоти для підігріву важкого палива, конденсації технічної води з відпрацьованих газів двигуна. Для утилізації вторинної теплоти двигуна Hyundai H25/33 запропоновано утилізаційний контур установки, який працює за органічним циклом Ренкіна (ОЦР). В якості робочого тіла в циклі Ренкіна доцільно використовувати воду системи охолодження двигуна. З використанням розробленої математичної моделі утилізаційного контуру дизель-електростанції виконане розрахунково-експериментальне дослідження впливу температури навколишнього середовища на показники ефективності утилізаційного контуру. При зміні температури навколишнього середовища від 0 ° С до 40 ° С кількість електроенергії, виробленої за циклом Ренкіна для двигуна Hyundai H25/33 збільшується до 10%. При роботі однієї когенераційної установки з двигуном Hyundai H25/33 та розробленим утилізаційним комплексом можна отримати на добу до 2300 кг конденсату водяної пари, що є дуже цінною в Іраку. На основі результатів дослідження було розроблено два варіанта технологічної схеми (проекти "А" та "Б") модернізації дизельних електростанцій компанії Hyundai Heavy Industries. Виконана техніко-економічна оцінка проектів за метод NPV показала, що після того, як обладнання утилізаційного контуру в повному обсязі буде введено у експлуатацію, максимально досяжний прибуток складе близько 1 406 219 дол. США/рік.

Дисертація присвячена дослідженню теплопередаючих характеристик пульсаційних капілярних теплових труб (ПТТ) в залежності від режимних та експлуатаційних параметрів. Дослідження проводились зі скляною та мідною ПТТ з внутрішнім діаметром, відповідно, 3,8мм та 1мм; кількість петель 4 та 7. Теплоносієм слугувала вода з коефіцієнтом заповнення приблизно 50% від внутрішнього об’єму. Охолодження скляної ПТТ відбувалося за рахунок вільної конвекції повітря, мідної – за рахунок вимушеної конвекції рідини з різними значеннями температури та витрати. Кут нахилу мідної ПТТ до горизонту змінювався від -90° до +90° з кроком 45°. Робота ПТТ умовно розділена на два режими передачі тепла: конвективно-кондуктивний, що відповідає малим значенням підведеної теплової потужності, та пульсаційний, що відповідає середнім та високим значенням підведеної теплової потужності та початку кипіння теплоносія. Величину теплового потоку, за якої відбувається перехід від одного режиму передачі тепла до другого, названо перехідним QПЕРЕХ. В результаті досліджень виявлено вплив режимних (підведений тепловий потік, витрата та температура охолоджувальної рідини) і експлуатаційних (орієнтації в просторі, зовнішні механічні вібрації) на температурний режим, термічний опір та коефіцієнти тепловіддачі ПТТ. Отримана напівемпірична залежність для приблизного розрахунку QПЕРЕХ. Отримані формули для обчислення кількості петель замкнутої та розімкнутої ПТТ в залежності від геометрії капілярної трубки, довжин зон нагріву та конденсації. На базі пульсаційного механізму теплопередачі розроблені новітні пристрої. Порівняння роботи ПТТ з іншими радіаторами показало, що пульсаційні теплові труби найбільш ефективні при необхідності відведення високих теплових потоків (більш ніж 6 Вт/см2).
The dissertation is dedicated to the heat transfer characteristics of pulsating capillary heat pipes (PHP) depending on the regime and operational parameters. The experiments were conducted with glass and copper PHP with the internal diameter, respectively, 3,8mm and 1mm; number of turns 4 and 7. The water was used as a heat carrier; the filling ratio was approximately 50% of the internal volume. Cooling of the glass PHP was carried out by free air convection, and cooling of the copper one was carried out by forced convection of the liquid with different values of temperature and flow rate. The inclination angle of the copper PHP varied from -90° to + 90° in increments of 45 °. The PHP operation can be conditionally divided into two modes of heat transfer that are: convection-conductive mode that corresponds to small values of input heat power and pulsation mode that corresponds to middle and high of input heat power and to the heat carrier boiling. The heat flux called transient takes place at the transition from one mode of heat transfer to another. As a result of experimental studies the temperature of the PHP heating, transport, and condensation areas as well as thermal resistance and heat transfer coefficients are presented depending on the input heat flux and parameters of the cooling fluid. The dependence of the PHP heat transfer characteristics on external mechanical vibrations and PHP orientation in space was researched. The simplified semi-empirical formula for transient heat flux calculating is obtained. Given dissertation also presents a constructional calculation of the PHP number of loops when manufactured depending on the geometry of the capillary tube, and the lengths of the heater and the condenser. On the basis of the pulsation heat transfer mechanism some new heat transfer devices were designed, such as pulsating thermosyphon radiator with PHP. Comparing of the PHP with other cooling systems has shown that it is most effective for rejection of the heat fluxes over 6 W/cm2.
Диссертация посвящена исследованию теплопередающих характеристик пульсационных капиллярных тепловых труб (ПТТ) в зависимости от режимных и эксплуатационных параметров. Исследования проводились со стеклянной и медной ПТТ с внутренним диаметром, соответственно, 3,8мм и 1мм; количество петель 4 и 7. Теплоносителем служила вода с коэффициентом заполнения примерно 50% от внутреннего объема. Охлаждение стеклянной ПТТ осуществлялось за счет свободной конвекции воздуха, медной – за счет принудительной конвекции жидкости с разными значениями температуры и расхода. Угол наклона медной ПТТ к горизонту изменялся от -90° до +90° с шагом 45°. Работа ПТТ условно разделена на два режима передачи тепла: конвективно-кондуктивный, соответствующий малым значениям подведенной тепловой мощности, и пульсационный, соответствующий средним и высоким значениям подведенной тепловой мощности и началу кипения теплоносителя. Величина теплового по- тока, при котором происходит переход от одного режима передачи тепла к другому, называется переходным QПЕРЕХ. В результате экспериментальных исследований представлены зависимости температур в зонах нагрева (ЗН), транспорта (ЗТ) и конденсации (ЗК) ПТТ от времени и подведенного теплового потока. Показано влияние параметров охлаждающей жидкости – расхода и температуры – на величину QПЕРЕХ. Для медной ПТТ стабильный пульсационный режим теплопередачи устанавливается при 30-50 Вт в зависимости от параметров эксперимента. Величина термического сопротивления ПТТ различается только в области конвективно-кондуктивного режима теплопередачи и достигает значений 4-5 °С/Вт, после начала кипения эта цифра снижается на порядок и составляет примерно 0,3-0,6 °С/Вт. Влияние режима теплопередачи сказывается и на величину средних коэффициентов теплоотдачи в ЗН и ЗК ПТТ. Если для конвективно-кондуктивного режима теплопередачи средние коэффициенты теплоотдачи для ЗН составляют 400-450 Вт/(м2·К), а для ЗК – 200-250 Вт/(м2·К), то для пульсационного режима передачи тепла в ПТТ средние коэффициенты теплоотдачи в ЗН достигают 3,5-4 кВт/(м2·К), а в ЗК – 1,8 кВт/(м2·К), т.е. почти в 9 раз больше. Впервые исследована зависимость теплопередающих характеристик ПТТ от внешних механических колебаний. Эксперименты показали, что вибрации практически не оказывают влияния на величину термического сопротивления, однако способствуют тому, что QПЕРЕХ наступает при меньших значениях подведенной мощности. Например, если без вибраций QПЕРЕХ = 45-50 Вт, то для частоты 10 Гц это значение снижается до 40 Вт, а для частоты порядка 40 Гц – до 20-25 Вт. Приведена физическая модель процессов, возникающих в ЗН в момент начала кипения теплоносителя. На основе теплового баланса построена математическая модель, учитывающая зарождение, рост и дальнейший отрыв парового пузырька в ЗН. В результате решения математической модели получена упрощенная полуэмпирическая формула для расчета QПЕРЕХ. Расчетные значения величины QПЕРЕХ превышают экспериментальные данные в среднем на 21%, что не уменьшает работоспособности формулы. В работе представлен конструктивный расчет количества петель ПТТ при её изготовлении в зависимости от геометрии капиллярной трубки, а также длин ЗН и ЗК. Приведена методика инженерного расчета ПТТ. Зная максимальную температуру и геометрические параметры теплонагруженного элемента, а также отводимую мощность и условия охлаждения, можно рассчитать среднюю температуру и термическое сопротивление ПТТ. На основе пульсационного механизма передачи тепла разработаны новые конструкции теплопередающих устройств: пульсационный термосифон и радиатор с ПТТ.

Проектне навантаження градирень систем охолодження відповідно до поточних кліматичних умов = Project load on cooling towers of chilling systems in response to current climatic conditions / А. М. Радченко, Є. І. Трушляков, Б. С. Портной, С. Г. Фордуй, С. А. Кантор // Матеріали X міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 т. – Миколаїв : НУК, 2019. – Т. 1. – С. 480–483.
Анотація. Розглянуто двоступеневе охолодження повітря із застосуванням двоступінчастої тепловикористовуючої абсорбційно-ежекторної холодильної машини комбінованого типу, до складу якої входять абсорбційна бромистолітієва та хладонова ежекторна холодильні машини як ступені трансформації скидної теплоти в холод. За результатами моделювання роботи охолоджувального комплексу визначено раціональний розподіл проектних теплових навантажень на абсорбційний та ежекторний ступені тепловикористовуючої холодильної машини комбінованого типу, що забезпечує скорочення теплового навантаження на градирні. Показано, що завдяки такому підходу до визначення раціонального теплового навантаження на градирні системи оборотного охолодження, який полягає в урахуванні перерозподілу теплового навантаження між абсорбційним бромистолітієвим і хладоновим ежекторним ступенями охолодження з різною ефективністю трансформації скидної теплоти (різними тепловими коефіцієнтами) відповідно до поточних кліматичних умов експлуатації, можна звести до мінімуму кількість градирень відведення теплоти від холодильних машин з відповідним скороченням капітальних витрат на комплекс охолодження повітря в цілому.
Abstract. Two-stage air cooling is considered using a two-stage combined type waste heat recovery chiller, which includes absorption lithium-bromide and refrigerant ejector chillers as steps to convert waste heat into cold. Based on the results of modeling the operation of the cooling complex a rational distribution of the project heat loads on the absorption and ejector stages of a combined type waste heat recovery chiller that provides reduce heat load on cooling towers. It is shown that due to this approach to determining the rational heat load on the cooling towers of the circulating cooling system whith taking into account the redistribution of heat load between the absorption lithiumbromide and refrigerant ejector cooling stages with different efficiency and transformation of waste heat (different heat coefficients) in accordance with current climate conditions, it is possible to minimize the number of cooling towers for the circulating cooling system for chillers with a corresponding reduction in capital expenditures on the cooling complex as a whole.
Аннотация. Рассмотрено двухступенчатое охлаждение воздуха с применением двухступенчатой теплоиспользующей абсорбционно-эжекторной холодильной машины комбинированного типа, в состав которой входят абсорбционная бромистолитиевая и хладоновая эжекторная холодильные машины как ступени трансформации сбросной теплоты в холод. По результатам моделирования работы охладительного комплекса определено рациональное распределение проектных тепловых нагрузок на абсорбционную и эжекторную ступени теплоиспользующей холодильной машины комбинированного типа, которое обеспечивает сокращения тепловой нагрузки на градирни. Показано, что благодаря такому подходу к определению рациональной тепловой нагрузки на градирни системы оборотного охлаждения, который состоит в учете перераспределения тепловой нагрузки между абсорбционной бромистолитиевой и хладоновой эжекторной ступенями охлаждения с разной эффективностью трансформации сбросной теплоты (разными тепловыми коэффициентами) в соответствии с текущими климатическими условиями эксплуатации, можно свести к минимуму количество градирен отведения теплоты от холодильных машин с соответствующим сокращением