Добірка наукової літератури з теми "Установка енергетична"

В статті запропоновані сучасні методи низькотемпературного сушіння зернових культур. Найбільш поширені для сушіння зернових культур бункери та силоси для вентилювання, сушарки колонкового та шахтного типу. Приведені енергетичні витрати зерносушарок у найбільш відомих виробників, що становлять в залежності від типу зерносушарки 4350 – 5000 кДж/кг випареної вологи. Розроблена енергетична класифікація існуючих зерносушарок в залежності від заходів направлених на зниження енергетичних витратах теплоти, але цього недостатньо. Витрати теплоти в існуючих зерносушарках потрібно зменшувати, тому розроблені заходи із зниження витрат теплоти на процес сушіння, серед яких доцільно застосувати теплові насоси, які вирішують комплексно проблему енергоефективності. Ефективність теплонасосної установки підтверджується проведеними експериментальними дослідженнями, в якій розраховані енергетичні витрати на 1 кг випареної вологи, що становлять 3675–3700 кДж/кг випареної вологи. Процес сушіння насіння зернових культур в теплонасосній сушильній установці проходить періоди нагрівання, постійної та падаючої швидкості сушіння. Найбільш доцільна температура сушильного агента 50°С, швидкість сушіння 1,5 м/с та шар матеріалу в 20 мм. Насіннєві властивості зернових культур після теплової обробки зберігаються на рівні 99–100 %. Вирішення проблеми енергоефективності сушіння насіння зернових культур досягається встановленням в технологічну схему сушіння теплонасосної установки. Зерносушильна установка складається з 3-х зон, перша зона з температурою 80°С необхідна для швидкого підігрівання насіння зернових культур, друга зона із температурою теплоносія 50°С від конденсатора теплового насосу дозволяє сушити насіння, третя зона використовується для охолодження матеріалу від випарника теплового насосу. Бібл. 10, рис. 6.

Енергетичні установки, що є на суднах, забезпечують їх рух, роботу суднових систем, життєдіяльність екіпажа і пасажірів. Функціонування таких установок надає вплив на довкілля і володіє своїми специфічними особливостями.Основним судновим джерелом забруднення довкілля є енергетична установка. На ії долю доводиться близько 60–80 % всіх токсичних відходів. Це нафтовміщуючі води і викиди відпрацьованих газів дизельних двигунів. Встановлено, що в газових викидах дизельних двигунів міститься більше 200 компонентів, причому 99÷99,9 % з них складають оксиди азоту (до 5 %), діоксид сірки (до 13 % перш за все із-за важкого високо-в'язкого мазуту, використовуваного як паливо), кисень, діоксид вуглецю і вода. Що залишилися 0,1÷1 % відносяться до токсичних компонентам. За останні роки кількість шкідливих речовин в атмосфері різко збільшується, що привело останніми роками до підвищення середньорічної температури оточующего середовища. Всі ці зміни видно з нижче приведеного графіка

Сучасні вимоги щодо екологічності суден вимагають все більшого залучення роторних вітрил. Роторні вітрила є ефективним інструментом для економії палива та зниження викидів вуглецю. У статті досліджуються можливості роторних вітрил в залежності від напряму і швидкості вітру у даному регіоні. Для експерименту беруться 2 судна та моменти сил вітру. Провідний світовий постачальник допоміжних вітроенергетичних установок Norsepower Oy Ltd. успішно встановлює роторні вітрила на судна різних типів. Завдяки цій технології судно може значно зекономити паливо і скоротити викиди. Так, згідно аналізу, проведеного Norsepower і Sea-Cargo, нова установка на борту судна «SC Connector» може забезпечити зниження витрат палива і його вартості, а також викидів вуглецю до 25%. При відповідному вітрі судно буде підтримувати постійну швидкість руху тільки вітрилом. У процесі декарбонізації світового флоту і досягнення цілей IMO на 2030 і 2050 роки, морська галузь активно шукає рішення для скорочення викидів, тому розробки минулого стають у пригоді. Роторне вітрило Norsepower – це модерні- зована версія ротора Флеттнера або «турбовітрила», що обертається на основі ефекту Магнуса, використовуючи енергію вітру для руху судна. Сучасна розробка повністю автоматизована, система сама визначає, коли напрям вітру підходящий, а його швидкість достатня, щоб забезпечити еконо- мію палива і необхідну тягу, після чого роторні вітрила запускаються автома- тично. У статті розглядаються морські переходи через океани, вітрові явища та особливості роботи роторних вітрил під час цих переходів. Роторні вітрила є оригінальною і дуже ефективною з точки зору економії палива судновою енерге- тичною установкою. Запропоновано найкращий варіант розміщення роторних вітрил в залежності від конструктивних особливостей судна. Стаття є теоре- тичною базою для встановлення роторних вітрил на великі судна.

У промислових енергетичних установках утворюється велика кількість відносно низькотемпературного тепла, утилізація якого може забезпечувати енергозбереження та захист навколишнього середовища. При утилізації відпрацьованого тепла вдається виробляти електроенергію, тепло для опалення або гарячого водопостачання, а також холод. Для цієї мети підходить цикл Каліни, що дозволяє при використанні низькотемпературного тепла реалізовувати зазначені процеси. Робочим тілом в досліджуваній установці є водоаміачний розчин. При аналізі показників установки враховується, що в ній не тільки потреби в теплі і холоді, а й електроенергії – непостійні. Виходом із цієї ситуації є створення установок, які можуть виробляти електроенергію, тепло і холод як одночасно, так і окремо. Причому, бажано, щоб цим вимогам задовольняла одна установка, а не кілька, які включаються або вимикаються у міру виникнення потреби в тому чи іншому вигляді енергії, тепла або холоду. Це дозволить, по-перше, зменшити термін окупності таких установок за рахунок того, що вони будуть працювати практично безперервно, змінюючи лише кількість і якість виробленої енергії, по-друге, поліпшити енергетичні показники самих установок, так як при їх експлуатації не доведеться витрачати час і енергію на висхід установки в необхідний режим роботи. Наведено характеристики установки при експлуатації її в «зимовому» і «літньому» режимах роботи. Урежимі тригенерації показники запропонованої установки порівнювалися з характеристиками теплової машини для отримання механічної енергії; водогрійного котла для вироблення тепла; холодильної машини для охолодження. Ступінь термодинамічної досконалості теплової і холодильної машин склала 23,7%, що для установок, що використовують викидне тепло, цілком прийнятно

В статті розглядаються моделі автоматизації елементів судна. При цьому зазначається, що сучасне судно є більш скомпонованим об’єктом при управлінні яким підвищується складність елементів і завдань, це призводить до необхідності автоматизації всього судна.Так, якодна людина (як і вахта в цілому) не здатна ефективно управляти всіма технологічними процесами на судні, контролювати всі параметри двигунів, судових систем, допоміжних систем. У цьому випадку актуальним є застосування сучасних інформаційних технологій. В роботі зазначається, що комплексна автоматизація суден дозволяє собою підвищити технічну безпеку плавання та скоротити чисельність екіпажа. Вона сприяє також збільшенню ресурсу суднових технічних засобів; економії палива завдяки вибору раціональних режимів роботи; скороченню шляху в результаті точності витримування курсу при плаванні; підвищенню надійності механізмів. Завдання комплексної автоматизації містить раціональний розподіл функцій управління та контролю між людиною-оператором та засобами автоматики.Так, наприклад, системи автоматизації допоміжних двигунів генераторів реалізуються в комплексі з автоматизацією суднової електро-енергетичної установки (ЕЕУ). Сучасні системи автоматичного управління ЕЕУ судна забезпечують захист, контроль та управління допоміжними генераторами. Окремої уваги заслуговують моделі автоматизації котлової установки. Засоби автоматизації котлів здійснюють функції захисту при зупинці паливного насоса, загасанні факелу або відсутності процесів горіння палива. Автоматичне управління ведеться двохпозиційною системою регулювання.Таким чином, комплексна автоматизація суден дозволяє підвищити технічну безпеку плавання та скоротити чисельність екіпажа. Вона також сприяє збільшенню ресурсу суднових технічних засобів; економії палива, завдяки вибору раціональних режимів роботи; скороченню шляху в результаті точності витримування курсу при плаванні; підвищенню надійності механізмів. Завдання комплексної автоматизації містить раціональний розподіл функцій управління та контролю між людиною-оператором та засобами автоматики.Ключові слова: автоматизація, інформатизація, контроль технологічних процесів. суднова енергетична установка.

У статті розкрито поняття «духовне пробудження» особистості, використовуючи християнський, духовно-філософський, ноосферний і науковий підходи. Представлено авторське визначення цього поняття, де духовно пробуджена людина трактується як особистість з космопланетарним рівнем свідомості, носій духовності і духовних знань, активно діюча інформаційно-енергетична одиниця Всесвіту, через яку транслюються духовні космічні енергії. Головне призначення духовно пробудженої людини – одухотворяти світ, привносити у життя людства красу і гармонію, любов і добро, мир і істину, сприяючи його еволюції. Духовний саморозвиток, духовне зростання є вищим смислом її життя. Розглянуто образи духовно пробудженої людини та їх характерні особливості у творчості видатних вчених: філософів, психологів ХХ–ХХІ століття (А. Маслоу, М. Савчина, послідовників вчення В. Вернадського). Охарактеризовано умови, які сприяють духовному пробудженню особистості: духовний спосіб життя; пріоритет духовних цінностей; вміння керувати своїми емоціями, почуттями, думками, поведінкою; стійка самодисципліна; позитивна налаштованість особистості, установка на творчість, гармонізацію взаємостосунків зі світом; усвідомлене прагнення до духовного саморозвитку, самовдосконалення; духовно-моральний, особистісний, соціальний рівні зрілості; високий духовно-моральний і духовно-естетичний рівні розвитку; просвітлена свідомість, досягнення стану внутрішньої гармонії через молитву, медитацію та інші духовні практики. Визначено чинники духовного пробудження особистості: класична музика, література, поезія, мистецтво, спілкування з людьми високого духовного рівня, інформаційно-енергетична взаємодія з літературою духовного спрямування тощо.

У післязбиральному обробленні зерна та насіння найбільш енергоємним є процес сушіння. Значні енергетичні витрати на процес зневоднення зерна є передумовою до впровадження нового енергозберігаючого обладнання і підвищення ефективності існуючих установок через їх технічну і технологічну модернізацію. Скорочення енерговитрат в АПК на сушіння зернових матеріалів є можливим через заходи, що спрямовані на зменшення викидів тепла із відпрацьованим теплоносієм, використання поновлювальних джерел енергії і вторинних енергоресурсів. Ці заходи реалізуються шляхом використанням енергоефективного теплонасосного обладнання. Для визначення енергетичної і технологічної ефективності, раціональних режимів функціонування теплонасосних сушильних установок та їх конструктивних параметрів необхідно мати науково-обґрунтований метод розрахунків, що базується на математичних моделях теплоенергетичних процесів в елементах обладнання цих установок, що функціонують, як правило, в нестаціонарних режимних умовах. У статті на основі теоретичного аналізу тепломасообмінних процесів у теплонасосній сушильній установці розроблена математична модель нестаціонарних процесів тепло- і масообміну. Синтезовану математичну модель можна використовувати для розроблення системи автоматичного керування процесом сушіння сільсько-господарської продукції. Перетворення динамічної моделі в статичну шляхом виключення похідних змінних параметрів, що характеризують процес, дозволить визначати раціональні режими функціонування теплонасосної системи теплопостачання сушильної установки і оптимізувати режими функціонування насіннєвої сушарки.

У цій статті досліджується комплекс проблем, починаючи від отримання газоподібного діоксиду вуглецю з різних джерел постачання та завершуючи аналізом характеристик вуглекислотних установок. Удосконалення вуглекислотних установок безпосередньо пов'язано з підвищенням ефек­тивності застосовуваних в них процесів, способів і схем. Приділено увагу економічному отриманню СО2 з продуктів згорання природного газу. Пропонується заміна в абсорбційно-десорбційній установці абсорбенту МЕА на абсорбент МДЕА (метилдіетаноламін), що дозволить заощадити гріючий пар і зменшити кратність циркуляції розчину. Розглянуто два типи вуглекислотних стан­цій, що працюють на природному газі: традиційної технологічної побудови; і з новими схемами, в яких застосовуються процеси когенерації та тригенерації. В даний час вважається, що доцільніше виробляти один універсальний продукт – низькотемпературний рідкий діоксид вуглецю, який легко можна трансформувати в будь-який інший його вид і необхідний стан. Обґрунтовано зниження енергетичних витрат в установках традиційного типу. На їх основі можна проводити модернізацію і реконструкцію існуючих вуглекислотних станцій. Показано, що при використанні продуктів згорання від стороннього джерела, наприклад, котельні установки, вуглекислотна станція для виробництва тієї ж кількості низькотемпературного рідкого діоксиду вуглецю буде витрачати, як мінімум, на 30% менше природного газу. Включення когенераційної установки до складу вуглекислотної станції дозволить одночасно виробляти крім рідкого діоксиду вуглецю, також електроенергію і теплоту. Утилізація теплових потоків в такій вуглекислотній станції може здійснюватися в паротурбінній установці, яка генерує додатково до 40% електроенергії. Видалення кисню з димових газів і повне осушення і очищення викидного потоку з абсорбера дозволяє отримати чистий газоподібний азот як додатковий продукт. Ексергетичний ККД запропонованого енерготехнологічного комплексу досягає 40%, тобто в 10 разів перевищує його значення для традиційних вуглекислотних станцій

У доповіді зазначено. що в процесі підготовки Об’єднаної енергетичної системи України до переходу на синхронну роботу з об’єднанням енергосистем європейських країн постала ціла низка науково-технічних завдань, у вирішенні яких активну участь брали профільні установи НАН України. Ці роботи виконувалися в рамках серії цільових програм наукових досліджень НАН України «Об’єднання». Отримані результати дали змогу в складних умовах успішно реалізувати перехід ОЕС України на режим повної синхронізації з європейською енергетичною мережею ENTSO-E і відокремлення від енергетичних систем Росії та Білорусі.

Визначення енергетичної ефективності компресорних установок за допомогою коефіцієнтів перетворення енергії , які базуються тільки на першому законі термодинаміки, не є об'єктивним показником їх енергетичної ефективності , а навіть хибним. Так як при цьому не враховуються якість енергетичних потоків та рівень їх оборотності – обмеження, які витікають із другого закону термодинаміки , відповідно до якого теплова енергія являється енергією нижчого ґатунку в порівнянні з енергією стиснутого газу або механічною та електричною. В результаті такого підходу автори деяких робіт стверджують, що тільки 5-15 % електричної енергії, що витрачається, трансформується в енергію стислого повітря, а 85-95 % передається тепловому потоку, який скидається до навколишнього середовища. При термодинамічному аналізі термомеханічних систем найбільш доцільним являється метод функцій (ексергетичний), який по відношенню до традиційного методу циклів є більш простим та універсальним, так як не потребує визначення та аналізу допоміжних моделей порівняння. Застосування ексергетичного методу при термодинамічному аналізі повітряних компресорних установок дозволяє враховувати не тільки кількісні показники при енергетичних перетворюваннях в процесах, але і визначати якісні характеристики енергетичних потоків. Приводяться результати розрахунку ексергетичних показників суднової повітряної компресорної установки та побудована на їх основі діаграма ексергетичних потоків , що дозволяє визначити при цьому процеси з найбільшим рівнем необоротності (рівнем деградації енергії), як в абсолютних так і в відносних показниках, до яких в першу чергу відносяться проміжні та кінцеві охолоджувачі. Такий підхід дозволяє рекомендувати першочергові заходи для оптимізації процесів енергетичних перетворень в компресорних системах з метою підвищення їх загальної термодинамічної та техніко-економічної ефективності

У роботі розглянуто наступні питання та виконано наступні розрахунки: тепловикористовуючі холодильні машини, абсорбційна холодильна машина (АБХМ), історія створення абсорбційних холодильних машин, двоступенева абсорбційна машина, абсорбційна машина із ступінчастим абсорбером, багатоступенева машина із ступінчастим кип'ятильником і абсорбером, абсорбційної-резорбціонна машина, комбіновані абсорбція холодильні машини, абсорбційна бромістолітіевая холодильні машини. У розділі хорони праці розглянуті питання електробезпеки при роботі з холодильними установками та виконано розрахунок заземлюючого контуру.
В работе рассмотрены следующие вопросы и выполнены следующие расчеты: теплоиспользующие холодильные машины, абсорбционная холодильная машина (АБХМ), история создания абсорбционных холодильных машин, двухступенчатая абсорбционная машина, абсорбционная машина со ступенчатым абсорбером, многоступенчатая машина со ступенчатым кипятильником и абсорбером, абсорбционной-резорбционный машина, комбинированные абсорбция холодильные машины, абсорбционная бромистолитиевая холодильные машины. В разделе избавь труда рассмотрены вопросы электробезопасности при работе с холодильными установками и выполнен расчет заземляющего контура.
The following issues were considered and the following calculations were performed: heat-consuming chillers, an absorption chiller (ABHM), the history of the creation of absorption chillers, a two-stage absorption machine, an absorption machine with a step absorber, a multistage machine with a step boiler and absorber, an absorption-resorption machine, combined absorption chillers, absorption bromide-lithium chillers. In the labor safety section, electrical safety issues are considered when working with refrigeration units, and the grounding loop is calculated.

Оцінено енергетичну, екологічну та економічну ефективність парокомпресійних теплонасосних установок (ТНУ) з різними видами приводу та джерелами низькотемпературної теплоти порівняно з альтернативними джерелами теплопостачання: котельними на газоподібному та рідкому паливі.

Астахова, К. В. Удосконалення технології проектування і ремонту розподільних валів енергетичних установок тепловозів : авт. дис. к. т. н.: 05.22.07 / К. В. Астахова ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Д. : Вид-во УкрДАЗТу, 2012. - 20 с. : рис., табл. УДК 629.424.3:621.436(043.3) ГРНТИ 55.41.31 Захист - 21 лютого 2013 р.
UA: АНОТАЦІЯ Дисертацію присвячено вирішенню актуального науково-практичного завдання з удосконалення технології проектування і ремонту розподільних валів енергетичних установок сучасних тепловозів за умов поліпшення їх техніко-економічних показників. В роботі проведено аналіз конструкції, функціонування та зношення енергетичних установок тепловозів, запропоновано блочно-ієрархічне описання конструкції ЕУТ з виділенням підсистеми розподільного валу, проаналізовано існуючі технології проектування та особливості ремонту розподільних валів енергетичних установок тепловозів. Формалізовано описання етапу профілювання газорозподільних кулачків удосконаленої технології проектування розподільних валів енергетичних установок тепловозів у вигляді задачі багатовимірної оптимізації з обмеженнями. У відповідності до запропонованого формалізованого описання розроблено новий патентозахищений метод профілювання високоефективних безударних кулачків. Для проведення перевірок виконання умов міцності та прийнятної динаміки запропоновано уточнені методи розрахунку кінематичних та динамічних характеристик просторових механізмів газорозподілу енергетичних установок тепловозів з дизелями Д49. На основі запропонованого нового методу профілювання газорозподільних кулачків проведено розрахунок координат профілів кулачків, відповідних кінематичних та динамічних характеристик. Пророблено технологію виготовлення і встановлення на розподільні вали нових патентозахищених безударних газорозподільних кулачків. Здійснено оцінку економічної ефективності впровадження запропонованих технічних рішень.
RU: АННОТАЦИЯ Диссертация посвящена решению актуального научно-практического задания по усовершенствованию технологии проектирования и ремонта распределительных валов энергетических установок современных тепловозов по условию улучшения их технико-экономических показателей. В работе проведен анализ особенностей конструкции, функционирования и износа распределительных валов энергетических установок тепловозов, предложено блочно-иерархическое описание конструкции энергетических установок тепловозов с выделением подсистемы распределительного вала, что позволило учесть межсистемные связи при решении задачи усовершенствования его конструкции. Проанализированы существующие технологии проектирования и особенности ремонта распределительных валов энергетических установок тепловозов. Формализовано описание этапа профилирования газораспределительных кулачков усовершенствованной технологии проектирования распределительных валов энергетических установок тепловозов в виде задачи многомерной оптимизации с ограничениями. Использование данной технологии и предложенных подходов к решению задачи позволяют решать задачи создания новых и модернизации существующих распределительных валов при условии улучшения показателей топливной экономичности и надежности энергетических установок тепловозов. В соответствии с предложенным формализованным описанием разработан новый патентозащищенный метод профилирования высокоэффективных безударных кулачков, особенностью которого является формирование и дальнейшее использование базовой кривой ускорений толкателя, которая в отличие от известных кривых учитывает не только заданные по требованиям рабочего процесса условия, но и установленные ограничения на изготовление и характеристики функционирования кулачкового механизма газораспределения. Для проведения проверок выполнения условия прочности и приемлемой динамики предложены уточненные методы расчета кинематических и динамических характеристик пространственных механизмов газораспределения энергетических установок тепловозов с дизелями Д49. На основе предложенного нового метода профилирования газораспределительных кулачков проведен расчет координат профилей кулачков, соответствующих кинематических и динамических характеристик, анализ которых подтвердил достижение высоких значений времени-сечения впускных и выпускных клапанов и понижение динамических нагрузок в КМГР ЭУТ Д49 при использовании на распределительном валу новых безударных газораспределительных кулачков. Проработана технология изготовления и установки на распределительные валы новых патентозащищенных безударных газораспределительных кулачков. Выполнена оценка экономической эффективности внедрения предложенных технических решений.
EN: THE SUMMARY Thesis are dedicated to the solution of issue scientific and practical problem of the improvement of the design technology and repair of camshafts modern diesel power plants providing improved conditions of their technical and economic performance. The analysis of design features, performance and wear camshaft diesel power plants, block-hierarchical description of the construction of power plants is carried out, emitting locomotives subsystem camshaft. Existing design technology and features of repair camshaft diesel power plants are analyzed. The description of the gas distribution segment profiling cams with the advanced technology design of the camshaft diesel power plants in the form of a multidimensional optimization problem with contingencies is formalized. New patented method of profiling high unstressed cams is developed in line with the formalized description. Refined methods of calculation of the kinematic and dynamic characteristics of spatial timing of power plants with diesel locomotives D49 are proposed with aim of verification of the condition and acceptable strength speakers. Based on the proposed new method of gas distribution cam profiling coordinates of cam profile corresponding to the kinematic and dynamic characteristics are calculated. The technology of production and installation of new camshafts patented unstressed gas distribution cams are worked out. Economic efficiency of the proposed solutions is evaluated
Українська державна академія залізничного транспорту, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

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 питанням покращення характеристик та параметрів СППМП на основі виявлення фізико-технічних закономірностей горіння металізованих палив і розробки алгоритму структурно-параметричної оптимізації енергетичних установок для забезпечення їх високої ефективності. Проведено дослідження кінетичних характеристик металізованих палив різного складу та виявлені основні закономірності горіння металізованих палив. Досліджено фізико-хімічний процес горіння боромістких металізованих палив. Розроблено метод структурно-параметричної оптимізації систем паливоподачі металізованих палив. Синтезовані системи СППМП з різними рівнями регулювання процесів паливоподачі. Експериментально визначені експлуатаційні характеристики та оцінена ефективність роботи синтезованих систем паливоподачі.
Thesis for obtaining the degree of Candidate of Technical Sciences in Specialty 05.05.03 – Engines and Power Plants. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute". – Kharkiv, 2017. The thesis presents the issues of development of features and parameters of metal-backer fuel supply systems for power plants on the basis of detection of physical and technical patterns of metal-backer fuel burning and elaboration of the structural and parametric algorithm of power plant efficiency. The study of kinetic features of metal-backer fuels of different composition has been conducted and the main patterns of metal-backer fuel burning have been found. Physical and chemical process of metal-backer boron fuel burning has been explored. The method of structural and parametric optimization of metal-backer fuel supply systems has been elaborated. The metal-backer fuel supply systems with different levels of fuel supply regulation have been synthesized. Operating parameters have been experimentally determined and efficiency of the synthesized fuel supply systems has been assessed.

Магістерська дисертація складається зі вступу, трьох розділів, висновків. Загальний об’єм дисертації становить 101 сторінку, з них 88 сторінок основного тексту, 31 рисунок, 4 таблиці, список джерел з 37 найменувань. Актуальність теми. Розвиток ядерної енергетики в даний час направлено на створення АЕС на базі екологічно чистих реакторів 4-го покоління. Однією з можливих концепцій таких реакторів є модульний гелієвий реактор, в якому в якості теплоносія використовується гелій. В даний час розробляються перспективні проекти створення газоохолоджувальних ЯЕУ 4-го покоління, які поєднують в собі виробництво електроенергії та водню методом високотемпературного електролізу пари, що здійснюється в високотемпературних парогенераторах. Найбільший інтерес у питанні моделювання парогенератора ЯЕУ представляє собою течія киплячої рідини в вертикальному каналі довільної форми. Тому пошук максимально можливої компактності конструкції при достатньому рівні міцності та високих теплогідравлічних характеристиках є актуальною проблемою. Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Науково-дослідна робота по темі дисертації проводилася по програмі спільних робіт з «Відділенням Цільової Підготовки «КПІ ім. Ігоря Сікорського» для НАНУ за напрямком №1.7.1.АХ.2 «Термогазодинаміка турбулентних потоків в обертових каналах високотемпературних енергетичних установок» від 02.01.2018 р., реєстраційний номер 0118Г000006. Мета даної роботи − дослідження теплогідравлічних та геометричних параметрів парогенератора ГТ-МГР для виробництва електроенергії та водню, а також моделювання процесу теплообміну при кипінні рідини в вертикальній трубі. Досягнення мети передбачає виконання таких завдань: – Розробити математичну модель високотемпературного парогенератора ЯЕУ четвертого покоління з використанням гелію в якості первинного теплоносія з гвинтовими закрученими (змієвиковими) трубами. – Змоделювати процес теплообміну при кипінні рідини. – Дослідити структуру потоку та характерні режими теплообміну в вертикальній трубі. – Реалізувати п'ять різних методів розрахунку теплообміну при кипінні у вертикальній трубі, заснованих на експериментальних кореляційних залежностях. Об’єктом дослідження є теплогідравлічні процеси в парогенераторі ядерної енергетичної установки ГТ-МГР з гелієвим реактором для виробництва електроенергії та водню. Предметом дослідження є закономірності та показники впливу на теплообмін і гідродинаміку від температури і тиску при кипінні рідини в теплообмінному елементі парогенератора. Методи дослідження: При досліджуванні використовувався метод математичного моделювання за допомогою спеціалізованої програми «STEAMG» для теплового та гідравлічного розрахунку парогенератора. Наукова новизна одержаних автором результатів полягає у наступному: 1. За допомогою спеціалізованої програми «STEAMG» було змодельовано процес теплообміну при кипінні рідини в вертикальній трубі. 2. Було визначено найбільш коректний з фізичної точки зору метод Чена для розрахунку теплообміну при русі двофазного потоку в каналі довільної форми. 3. Було отримано, що з ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора в діапазоні D = 2,2…3,6 м відносні втрати тиску в холодному тракті парогенератора зростають на 7 % і знижуються зі збільшенням числа труб в трубному пучку на 11 %. 4. Відносні втрати тиску в гарячому тракті парогенератора невеликі і зменшуються з ростом діаметра зовнішнього кожуха і збільшенням числа труб в трубному пучку на 5 %. 5. З ростом діаметра зовнішнього кожуха парогенератора маса і об’єм теплопередавальних поверхонь парогенератора зростають на 10 % через зниження середньої швидкості первинного теплоносія, зниження значень коефіцієнта тепловіддачі і зростання потрібної довжини труб парогенератора. 6. В гарячому тракті значення коефіцієнта тепловіддачі при ηT = 0,925 на 15 % вище, ніж при ηT = 0,85. Практичне значення даної роботи полягає в отриманні початкових даних для створення компактних високотемпературних теплообмінників ядерної енергетичної установки з гелієвим реактором по виробництву електроенергії та водню. Апробація результатів роботи. Основні положення і результати роботи доповідались і обговорювались на конференції: – ХVІ Науково практична конференція студентів аспірантів та молодих вчених «Теоретичні і прикладні проблеми фізики, математики та інформатики.», м. Київ, 2018 р
The Master's thesis consists of an introduction, three chapters, and conclusions. The total volume of the thesis is 101 pages, including 88 pages of the basic text, 31 figures, 4 tables, a list of references of 37 titles. Importance of scientific problem. The development of nuclear energy is currently aimed at the creation of a nuclear power plant based on the 4th generation environmentally friendly reactors. One of the possible concepts for such reactors is a modular helium reactor, in which helium is used as a coolant. Currently promising projects for the creation of gas-cooled UES of the 4th generation are being developed, which combine the production of electricity and hydrogen by high-temperature steam electrolysis, which is carried out in high-temperature steam generators. The greatest interest in the modeling of the steam generator EIEU is the flow of boiling fluid in a vertical channel of arbitrary shape. Therefore, finding the maximum possible compactness of the structure with sufficient strength and high thermo-hydraulic characteristics is an urgent problem. Relationship to scientific programs, plans and themes. The research work on the topic of the dissertation was conducted on the program of joint work with the "Department of Target Preparation" KPI them. Igor Sikorsky for the National Academy of Sciences of Ukraine in the direction №.1.7.1.AX.2 "Thermogasodynamics of turbulent flows in the rotary canals of high-temperature power plants" dated January 2, 2018, registration number 0118Г000006. The aim of this work is to study the thermohydraulic and geometrical parameters of the GT-MGG steam generator for the production of electricity and hydrogen, as well as to simulate the process of heat exchange during boiling liquid in a vertical pipe. Achieving the goal involves performing the following tasks: - To develop a mathematical model of the high-temperature steam generator EIEA of the fourth generation using helium as a primary coolant with spiral twisted (snake) pipes. - Modify the process of heat exchange with boiling liquids. - Explore the flow structure and characteristic heat transfer modes in the vertical pipe. - Realize five different methods of calculating heat transfer when boiling in a vertical pipe, based on experimental correlation dependencies. The object of research is the thermal-hydraulic processes in the steam generator of the nuclear power plant GT-MGR with a helium reactor for the production of electricity and hydrogen. The subject of research is the patterns and indicators of the effect on heat transfer and hydrodynamics from temperature and pressure at boiling liquid in the heat-exchange element of the steam generator. Research methodology: In the study, the method of mathematical modeling was used with the help of a specialized program "STEAMG" for thermal and hydraulic calculation of the steam generator. The scientific novelty of the results obtained by the author is as follows: 1. With the use of the STEAMG specialized program, the process of heat exchange during boiling liquid in a vertical pipe was simulated. 2. It was determined that the most correct from the physical point of view is the Chen method for calculating heat transfer in the movement of two-phase flow in a channel of arbitrary form. 3. It was found that with increasing diameter of the outer casing of the steam generator in the range D = 2,2…3,6 m relative pressure losses in the cold tract of the steam generator increase by 7% and decrease with an increase in the number of pipes in the tube bundle by 11%. 4. Relative pressure losses in the hot path of the steam generator are small and diminish with the growth of the diameter of the outer casing and the increase in the number of pipes in the tube bundle by 5%. 5. With the growth of the diameter of the outer casing of the steam generator, the mass and volume of the heat transfer surfaces of the steam generator increase by 10% due to the decrease in the average speed of the primary coolant, the decrease in the values of the coefficient of heat transfer and the growth of the required length of steam of the steam generator. 6. In the hot path, the value of the coefficient of heat transfer at ηT = 0,925 is 15% higher than at ηT = 0,85. The importance for practice of this work is to obtain the initial data for the creation of compact high-temperature heat exchangers of a nuclear power plant with a helium reactor for the production of electricity and hydrogen. Conferences. The main provisions and results of work were reported and discussed at the conference: - XVI Scientific and Practical Conference of Students of Postgraduate Students and Young Scientists "Theoretical and Applied Problems of Physics, Mathematics and Informatics.", Kyiv, 2018

Прoведенo дocлiдження cтруктур aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк нa ocнoвi фoтoелектричних перетвoрювaчiв з реaлiзaцiєю cпocoбiв пiдвищення їх енергетичнoї ефективнocтi. Пoкaзaнo, щo реaлiзaцiя екcтремaльнoгo регулювaння пoтужнocтi coнячних бaтaрей – нaйбiльш дiєвий cпociб пiдвищення енергетичнoї ефективнocтi AФЕУ, який мoжнa пoрiвняти зi cпocoбoм aвтoмaтичнoгo cпocтереження coнячних бaтaрей зa Coнцем, aле прocтiше реaлiзoвaний прaктичнo. Удocкoнaленo метoдику прoектувaння aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк, якa зacнoвaнa нa рoзрaхунку енергoбaлaнcу i cтaтиcтичних знaченнях грaфiкa iнcoляцiї кoнкретнoї мicцевocтi, щo дoзвoляє визнaчити рaцioнaльну cтруктуру i технiчнi пaрaметри енергетичнoї уcтaнoвки для зaдaних умoв екcплуaтaцiї i грaфiкa енергocпoживaння. Прoведенo aнaлiз cпocoбiв i aлгoритмiв регулювaння екcтремуму пoтужнocтi coнячних бaтaрей i пoкaзaнo, щo крoкoвий cпociб зaбезпечує cтiйке регулювaння тoчки екcтремуму пoтужнocтi нa ВВХ в будь-яких умoвaх екcплуaтaцiї CБ, щo змiнюютьcя. Рoзрoбленo cиcтему екcтремaльнoгo крoкoвoгo регулювaння пoтужнocтi coнячних бaтaрей, щo зaбезпечує cтiйке регулювaння мaкcимуму пoтужнocтi coнячнoї бaтaреї i кoефiцiєнт її викoриcтaння не менше 98 %
Недовикористання енергії сонячних батарей до 30 % пояснюється відсутністю у більшості автономних фотоелектричних енергетичних установках систем регулювання максимуму потужності сонячних батарей. Відомий ряд способів екстремального регулювання потужності сонячних батарей, але в даний час не досліджена перевага будь-якого з них у відношенні систем на основі фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії. Проведено огляд методів визначення параметрів і характеристик автономних фотоелектричних енергетичних установок, виявлено їх основні особливості та недоліки. Удосконалено методику проектування АФЕУ, засновану на розрахунку енергобалансу і статистичних значеннях графіка інсоляції, що дозволяє в процесі проектування оптимізувати структуру і технічні параметри енергетичної установки. Розглянуто способи регулювання максимуму потужності сонячних батарей і виявлено найбільш раціональний з них. Наведено опис розробленої імітаційної моделі автономної фотоелектричної енергетичної установки, проведено аналіз характеристик систем екстремального крокового регулювання потужності сонячної батареї і визначені їх параметри.
The underutilization of solar energy by up to 30% is due to the lack of systems for regulating the maximum power of solar panels in most stand-alone photovoltaic power plants. There are a number of methods for extreme power regulation of solar panels, but currently the advantage of any of them in relation to systems based on photovoltaic converters of solar energy has not been studied. A review of methods for determining the parameters and characteristics of autonomous photovoltaic power plants, identified their main features and shortcomings. The AFEU design methodology based on the calculation of the energy balance and statistical values of the insolation schedule has been improved, which allows optimizing the structure and technical parameters of the power plant in the design process. Methods of regulating the maximum power of solar panels are considered and the most rational of them is revealed. The description of the developed simulation model of the autonomous photovoltaic power plant is given, the analysis of characteristics of systems of extreme step regulation of power of the solar battery is carried out and their parameters are defined.
ВCТУП 1 AНAЛIТИЧНИЙ РOЗДIЛ 9 1.1 Типoвa cтруктурнa cхемa aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 9 1.2 Хaрaктериcтики тa режими екcплуaтaцiї coнячних тa aкумулятoрних бaтaрей 10 1.3 Енергoперетвoрювaльнi приcтрoї уcтaнoвoк з фoтoелектричними перетвoрювaчaми coнячнoї енергiї 12 1.4 Cпocoби пiдвищення енергетичнoї ефективнocтi уcтaнoвoк iз фoтoелектричними перетвoрювaчaми coнячнoї енергiї 13 1.5 Виcнoвки дo рoздiлу 16 2 ПРOЕКТНO-КOНCТРУКТOРCЬКИЙ РOЗДIЛ 17 2.1 Метoди визнaчення пaрaметрiв i хaрaктериcтик aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 17 2.2 Метoдикa прoектувaння aвтoнoмних енергетичних уcтaнoвoк, зacнoвaнa нa рoзрaхунку енергoбaлaнcу i cтaтиcтичних знaченнях грaфiкa iнcoляцiї 22 2.3 Пoрiвняльний aнaлiз енергетичнoї ефективнocтi i пaрaметрiв aвтoнoмних фoтoелектричних енергетичних уcтaнoвoк 30 2.4 Виcнoвки дo рoздiлу 34 3 РOЗРAХУНКOВO-ДOCЛIДНИЦЬКИЙ РOЗДIЛ 35 3.1 Перетвoрювaчi пoтужнocтi coнячних бaтaрей 35 3.2 Cпocoби регулювaння мaкcимуму пoтужнocтi coнячних бaтaрей 44 3.3 Мoделювaння cиcтем екcтремaльнoгo крoкoвoгo регулювaння пoтужнocтi coнячнoї бaтaреї 48 3.4 Виcнoвки дo рoздiлу 63 4 OХOРOНA ПРAЦI ТA БЕЗПЕКA В НAДЗВИЧAЙНИХ CИТУAЦIЯХ 65 4.1 Зaхoди безпеки при мoнтaжi електрoуcтaнoвoк 65 4.2 Дoпoмoгa при урaженнi електричним cтрумoм в електрoуcтaнoвкaх нaпругoю дo 1000 В 67 4.3 Пiдвищення cтiйкocтi рoбoти oб’єктiв енергетики у вoєнний чac 69 ЗAГAЛЬНI ВИCНOВКИ 73 ПЕРЕЛIК ПOCИЛAНЬ 74

Економія традиційних видів палива є актуальною у наш час. Завдяки використанню біогазових установок отриманий біогаз ми можемо витратити на виробництво теплової і електричної енергії. Забруднення атмосфери – проблема, яка стосується кожного з нас, а при використанні даних установок ми можемо знизити викиди парникових газів в атмосферу, припинити вивіз органічних відходів на полігони їхнього поховання. В даний час спостерігається збільшення застосування ДВЗ для отримання теплової та електричної енергії. Ці автономні теплоелектростанції (когенераційні установки) відповідають найсучаснішим вимогам і мають високий ККД. Спільне виробництво тепла і електроенергії можливо, як при використанні газопоршневих двигунів, так і газових турбін. Але, за оцінками багатьох експертів, застосування турбін більш доцільно при експлуатації установок великої потужності (10 - 20 МВт), а також в тих випадках, коли цілий рік існує потреба в постійному великому споживанні теплової енергії. Така точка зору заснована на високу вартість розробки і монтажу існуючих установок іноземного виробництва. Сучасні мікро- газотурбінні установки (МГТУ) мають високу вартість, складні в обслуговуванні, експлуатації, а ремонт вимагає спеціально підготовленого персоналу. Використання в мікро- газотурбінних установках заводських вузлів, що серійно випускаються, дозволяє знизити їх вартість і переглянути існуючу думку про недоцільність їх використання.
Економія традиційних видів палива є актуальною у наш час. Завдяки використанню біогазових установок отриманий біогаз ми можемо витратити на виробництво теплової і електричної енергії. Виходячи зі зробленого аналізу існуючих конструкторських рішень газотурбінних установок і мікро газотурбінних установок найбільш придатною є радіальна доцентрова турбіна. У роботі проведено огляд і аналіз існуючих систем енергопостачання на основі газотурбінних технологій. Проаналізовано та вибрано методики розрахунку для створення мікро- газотурбінної електростанції, що використовує турбокомпресор двигуна внутрішнього згорання з можливістю роботи на різних видах газоподібного палива. Запропоновано систему автоматичного управління, що дозволяє здійснювати регулювання всіх необхідних параметрів в потрібній заданій послідовності з дотриманням заданого режиму горіння.
Saving traditional fuels is relevant today. Due to the use of biogas plants, the obtained biogas can be spent on the production of heat and electricity. Based on the analysis of existing design solutions of gas turbines and micro gas turbines, the most suitable is a radial centrifugal turbine. The paper reviews and analyzes the existing power supply systems based on gas turbine technologies. The calculation methods for the creation of a micro-gas turbine power plant using a turbocharger of an internal combustion engine with the ability to work on different types of gaseous fuel are analyzed and selected. An automatic control system is proposed, which allows to adjust all the necessary parameters in the desired set sequence in compliance with the set combustion mode
ВСТУП 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Області застосування й існуючі системи автономного енергопостачання 8 1.2 Переваги та недоліки газотурбінних генераторів 10 1.3 Висновки до розділу 15 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 16 2.1 Принцип роботи газотурбінних установок 16 2.2 Методика підбору турбокомпресора ДВЗ, для використання в МГТУ в якості головного робочого органу двигуна 20 2.3 Методика розрахунку термодинамічних параметрів газового потоку в жарову трубу МГТУ 30 2.4 Висновки до розділу 42 3 РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 43 3.1 Розрахунок параметрів камери згоряння при використанні різних видів палива на газотурбінній установці 43 3.2 Методика розрахунку камери згоряння для багатопаливної МГТУ 46 3.2.1 Розрахунок паливної форсунки і тиску подачі пропан-бутану або біогазу в камеру згоряння 46 3.2.2 Розрахунок геометричних параметрів жарової труби камери згоряння 58 3.2.3 Розрахунок геометричних параметрів камери згоряння 64 3.3 Розрахунок параметрів силової турбіни 69 3.4 Розробка системи управління 70 3.5 Розрахунок ККД газотурбінної установки 74 3.6 Висновки до розділу 75 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТА ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 76 4.1 Основні вимоги безпеки до улаштування та експлуатації технологічного обладнання 76 4.2 Особливості електротравматизму, електричний струм як чинник небезпек 80 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 81 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 82