Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Влияние состава рабочего тела на объём теплообменных аппаратов замкнутой газотурбинной установки

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 02, апрель 2016
DOI: 10.7463/aplts.0216.0837906
Файл статьи: Aplts_Apr2016_025to037.pdf (1232.32Кб)
автор: Шафиков Г. А.1,*

УДК 536.242

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Работа посвящена теме выбора состава рабочего тела для теплообменных аппаратов замкнутой газотурбинной установки (ЗГТУ).
Изучение влияния состава рабочего тела на габариты подогревателя является частью работы по проектированию долгоресурсной ЗГТУ мощностью 25 кВт с температурой газа 1273 К перед турбиной для удалённого автономного потребителя энергии. Целью данного исследования является нахождение оптимального состава смеси для получения минимальных объёмов теплообменных аппаратов (ТА) ЗГТУ. При этом подогрев осуществляется за счет подвода теплоты от продуктов сгорания различных дешевых видов топлива, что в свою очередь может приводить в загрязнению поверхностей теплообмена. Дополнительным условием при анализе является требование по снижению уровня загрязнения теплообменных поверхностей, для чего используется трубчатая матрица ТА и турбулентный режим течения потока.
Для повышения срока службы установки в качестве рабочего тела используется инертный газ – гелий ксеноновая смесь. Получены и представлены в виде диаграмм зависимости коэффициентов теплопроводности и вязкости гелий-ксеноновой смеси от процентного содержания гелия в смеси.
В работе подробно рассматривается влияние состава гелий-ксеноновой смеси на параметры потока смеси в подогревателе и на объём его матрицы. Кроме того представлены результаты расчётов по влиянию состава гелий-ксеноновой смеси на объёмы матриц регенератора и охладителя.
После оценки влияния состава гелий-ксеноновой смеси на параметры ТА проводится их сравнение по объёмам и стоимости материалов, из которых необходимо их изготавливать. На основании этих данных делается вывод о том, что на стоимость теплообменного оборудования оказывает большое влияние объём подогревателя и целесообразно выбирать состав смеси при котором его объём минимален.

 

Список литературы
  1. Арбеков А.Н., Леонтьев А.И., Самсонов В.Л., Суровцев И.Г., Каторгин Б.И., Чванов В.К., Кашкаров А.М., Елисеев Ю.С., Трдатьян С.А., Бабаев И.Г. Безъядерная энергетика пилотируемой экспедиции на Марс //Известия Российской академии наук. Энергетика. 2002. № 4. С. 3-12.
  2. Манушин Э.А., Бекнев B . C , Осипов М.И., Суровцев И.Г. Ядерные газотурбинные и комбинированные установки. М.: Э нергоатомиздат. 1993. 272 с.
  3. Стерман Л.С., Тевлин С.А., Шарков А.Т. Тепловые и атомные электростанции. 2-е изд., перераб. и доп. М: Энергоздат. 1982. 457 c.
  4. Арбеков А.Н. Автономная долгоресурсная малообслуживаемая замкнутая газотурбинная установка, работающая на органическом топливе // Вестник СГАУ. № 3-2(34). Спец. вып. Самара, 2012. С. 307-312.
  5. Елисеев Ю.С, Манушин Э.А., Михальцев В.Е., Осипов М.И., Суровцев И.Г. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок: учеб. для втузов. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2000. 635 с.
  6. Леонтьев А.И., Арбеков А.Н., Бурцев С.А., Голубев С.В. Теплохладоэнергетический агрегат. Патент на полезную модель РФ № 123069, МПК F01K25/10.20.12.2012.
  7. Арбеков А.Н., Бурцев С.А. Исследование цикла замкнутой газотурбинной тригенерационной установки последовательной схемы // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 3. Режим доступа:http://technomag.bmstu.ru/doc/359008.html (дата обращения 28.01.2016).
  8. Арбеков А.Н., Бурцев С.А. Исследование цикла замкнутой газотурбинной тригенерационной установки параллельной схемы // Тепловые процессы в технике. 2012, Т. 4 № 7. С. 326-331.
  9. Бурцев С.А., Кочуров Д.С., Щеголев Н.Л. Исследование влияния доли гелия на значение критерия Прандтля газовых смесей // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 5. С. 314-329. DOI:10.7463/0514.0710811.
  10. Бурцев С.А., Кочуров Д.С., Щеголев Н.Л. Исследование влияния состава бинарных смесей инертных газов на их теплофизические свойства // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 11. С. 217–237. DOI: 10.7463/1115.0822897.
  11. Иванов В.Л., Леонтьев А.И., Манушин Э.А., Осипов М.И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок. М.: МГТУ им. Баумана. 2003. 591 с.
  12. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А., Олимпиев В.В., Щелчков А.В., Каськов С.И. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Казань: Центр инновационных технологий. 2009. 531 c.
  13. Афанасьев В.Н., Бурцев С.А., Егоров К.С., Кулагин А.Ю. Цилиндр в пограничном слое плоской пластины // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. № 2. С. 3-22.
  14. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники . М.: Государственное энергетическое издательство. 1962. 160 с.
  15. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. 408 с.
  16. Бурцев С.А., Киселёв Н.А., Леонтьев А.И. Особенности исследования теплогидравлических характеристик рельефных поверхностей // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. №. 6. С. 895-898. DOI: 10.7868/S0040364414060052.
  17. Ligrani P.M., Oliveira M.M., Blaskovich T. Comparison of Heat Transfer Augmentation Techniques // AIAA Journal, 2003. V. 41, No. 3. P. 337-362.
  18. Бурцев С.А., Виноградов Ю.А., Киселёв Н.А. Стронгин М.М. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик поверхностей с коридорным расположением лунок // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 5. C. 348–369. DOI: 10.7463/0515.0776160.
  19. Бурцев С.А., Васильев В.К., Виноградов Ю.А., Киселёв Н.А., Титов А.А. Экспериментальное исследование характеристик поверхностей, покрытых регулярным рельефом // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 1. С. 263-290. DOI: 10.7463/0113.0532996.
  20. Киселев Н.А., Бурцев С.А., Стронгин М.М. Методика определения коэффициентов теплоотдачи поверхностей с регулярным рельефом // Метрология. 2015. № 3. С. 34 – 45.
  21. Шафиков Г.А. Интенсификация теплоотдачи при помощи лунок и накатки на поверхности теплообмена // Молодёжный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015, № 4. Режим доступа: http://sntbul.bmstu.ru/doc/775066.html (дата обращения: 25.02.2016).
  22. Мунябин К.Л. Эффективность интенсификации теплообмена углублениями и выступами сферической формы // Теплофизика и аэромеханика. 2003. Т. 10. №. 2. С. 235-247.



Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)