Научная статья на тему 'Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов типа "жидкость - жидкость"'

Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов типа "жидкость - жидкость" Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
578
61
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ / ОЦЕНКА / ТЕПЛОВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ / ТЕПЛОВОЙ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ / HEAT EXCHANGE APPARATUS / ESTIMATION / THERMAL EFFICIENCY / THERMAL AND HYDRODYNAMIC CALCULATION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Аблаев Алим Рустемович, Аблаев Ремзи Рустемович

Рассматриваются методики оценки эффективности теплообменных аппаратов. Объектом анализа являются судовые теплообменные аппараты типа «жидкость жидкость». Исследуются два способа оценки эффективности теплообменников: первый способ определение эффективности по заданным начальным и конечным температурам теплоносителей и расходным характеристикам, а также термодинамической эффективности; второй способ определение эффективности с использованием параметра S (число единиц переноса тепла) и индекса противоточности, учитывающего схему движения теплоносителей. Обосновывается, что определяемая термодинамическая эффективность не отражает в полной мере потребительских свойств теплообменного аппарата (удельные затраты) и не может дать объективной оценки эффективности теплообменника. Предлагается методика оценки тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов на стадии проектирования. В этой методике эффективность противоточного теплообменника принята за аналог для теплообменников «жидкость жидкость», при этом при сравнении теплообменников род жидкости, участвующей в процессе теплообмена, должен обязательно учитываться. Комплекс S, в который входят поверхность теплообмена и общий коэффициент теплопередачи, позволяет удобно сравнивать проектируемый теплообменник с «гипотетическим аналогом» и оценивать его с учетом единовременных затрат при изготовлении, массы, занимаемого объема на судне и затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при эксплуатации. Указанная методика позволяет повышать тепловую эффективность с учетом изменения гидравлических сопротивлений. Приведен расчетный анализ эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость жидкость» на примере охладителей пресной воды и масла ОКН 1-170-1 и ОКП 17-420-1. Определено, что повышение эффективности можно производить за счет резерва гидравлических сопротивлений как в трубной, так и в межтрубной полости.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THERMAL EFFICIENCY OF SHIP HEAT EXCHANGERS OF TYPE “LIQUID-LIQUID”

Methods for evaluating the efficiency of heat exchangers are considered. The object of the analysis are ship heat exchangers of the “liquid-liquid” type. Two methods for evaluating the efficiency of heat exchangers are explored: the first method is to determine the efficiency with respect to the given initial, final temperatures of the heat carriers and flow characteristics, thermodynamic efficiency; The second way is to determine the efficiency using the parameter S (the number of heat transfer units) and the countercurrent index (taking into account the flow of coolant flow). It is substantiated that the thermodynamic efficiency being determined does not fully reflect the consumer properties of the heat exchanger (unit costs) and can not give an objective assessment of the efficiency of the heat exchanger. The technique of an estimation of thermal efficiency of ship heat exchanging devices, at a stage of designing is offered. In this technique, the countercurrent heat exchanger efficiency is taken as an analog for liquid-liquid heat exchangers, while comparing the heat exchangers, the kind of fluid participating in the heat exchange process must be taken into account. The complex, which includes the heat exchange surface and the overall heat transfer coefficient, makes it possible to conveniently compare the designed heat exchanger with the “hypothetical analog” and evaluate it taking into account the one-time costs of production, the mass, the volume occupied by the vessel and the energy costs for overcoming hydraulic resistances during operation. This method allows to increase the thermal efficiency taking into account the change in hydraulic resistance. The calculation analysis of efficiency of ship heat-exchange devices of “liquid-liquid” type is given on the example of coolants for fresh water and oil OKN 1-170-1 and OKP 17-420-1. It is determined that the increase in efficiency can be achieved due to the reserve of hydraulic resistances, both in the pipe and in the intertube cavity.

Текст научной работы на тему «Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов типа "жидкость - жидкость"»

ВЕСТНИК«)

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ^^

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-1-221-228

ANALYSIS OF THERMAL EFFICIENCY OF SHIP HEAT EXCHANGERS

OF TYPE "LIQUID-LIQUID"

A. R. Ablaev, R. R. Ablaev

Sevastopol State University, Sevastopol, Russian Federation

Methods for evaluating the efficiency of heat exchangers are considered. The object of the analysis are ship heat exchangers of the "liquid-liquid" type. Two methods for evaluating the efficiency of heat exchangers are explored: the first method is to determine the efficiency with respect to the given initial, final temperatures of the heat carriers and flow characteristics, thermodynamic efficiency; The second way is to determine the efficiency using the parameter S (the number of heat transfer units) and the countercurrent index (taking into account the flow of coolant flow). It is substantiated that the thermodynamic efficiency being determined does not fully reflect the consumer properties of the heat exchanger (unit costs) and can not give an objective assessment of the efficiency of the heat exchanger. The technique of an estimation of thermal efficiency of ship heat exchanging devices, at a stage of designing is offered. In this technique, the countercurrent heat exchanger efficiency is taken as an analog for liquid-liquid heat exchangers, while comparing the heat exchangers, the kind offluid participating in the heat exchange process must be taken into account. The complex, which includes the heat exchange surface and the overall heat transfer coefficient, makes it possible to conveniently compare the designed heat exchanger with the "hypothetical analog" and evaluate it taking into account the one-time costs of production, the mass, the volume occupied by the vessel and the energy costs for overcoming hydraulic resistances during operation. This method allows to increase the thermal efficiency taking into account the change in hydraulic resistance. The calculation analysis of efficiency of ship heat-exchange devices of "liquid-liquid" type is given on the example of coolants for fresh water and oil OKN1-170-1 and OKP 17-420-1. It is determined that the increase in efficiency can be achieved due to the reserve of hydraulic resistances, both in the pipe and in the intertube cavity.

Keywords: heat exchange apparatus, estimation, thermal efficiency, thermal and hydrodynamic calculation.

For citation:

Ablaev, Alim R., and Remzi R. Ablaev. "Analysis of thermal efficiency of ship heat exchangers of type

"liquid-liquid"." Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S.O. Ma-

karova 10.1 (2018): 221-228. DOI: 10.21821/2309-5180-2018-10-1-221-228.

УДК 629.12.03-714.001.24

АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУДОВЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ТИПА «ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ»

А. Р. Аблаев, Р. Р. Аблаев

ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет», г. Севастополь, Российская Федерация

Рассматриваются методики оценки эффективности теплообменных аппаратов. Объектом анализа являются судовые теплообменные аппараты типа «жидкость - жидкость». Исследуются два способа оценки эффективности теплообменников: первый способ — определение эффективности по заданным начальным и конечным температурам теплоносителей и расходным характеристикам, а также термодинамической эффективности; второй способ—определение эффективности с использованием параметра S (число единиц переноса тепла) и индекса противоточности, учитывающего схему движения теплоносителей. Обосновывается, что определяемая термодинамическая эффективность не отражает в полной мере потребительских свойств теплообменного аппарата (удельные затраты) и не может дать объективной оценки эффективности теплообменника. Предлагается методика оценки тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов на стадии проектирования. В этой методике эффективность проти-воточного теплообменника принята за аналог для теплообменников «жидкость - жидкость», при этом при сравнении теплообменников род жидкости, участвующей в процессе теплообмена, должен обязательно учитываться. Комплекс S, в который входят поверхность теплообмена и общий коэффициент тепло-

Г2211

ЛВЕСТНИК

............ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Х^ОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

передачи, позволяет удобно сравнивать проектируемый теплообменник с «гипотетическим аналогом» и оценивать его с учетом единовременных затрат при изготовлении, массы, занимаемого объема на судне и затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при эксплуатации. Указанная методика позволяет повышать тепловую эффективность с учетом изменения гидравлических сопротивлений. Приведен расчетный анализ эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость - жидкость» на примере охладителей пресной воды и масла ОКН1-170-1 и ОКП17-420-1. Определено, что повышение эффективности можно производить за счет резерва гидравлических сопротивлений как в трубной, так и в межтрубной полости.

Ключевые слова: теплообменный аппарат, оценка, тепловая эффективность, тепловой и гидродинамический расчет.

Для цитирования:

Аблаев А. Р. Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость -жидкость» / А. Р. Аблаев, Р. Р. Аблаев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2018. — Т. 10. — № 1. — С. 221-228. DOI: 10.21821/23095180-2018-10-1-221-228.

im

Введение (Introduction)

Разработка и изготовление судовых теплообменных аппаратов (СТА) высокого качества предполагают наличие соответствующих критериев, позволяющих произвести объективную оценку. Применяемые критерии оценки эффективности энергетических установок, в том числе и критерии оценки эффективности теплообменных аппаратов, несмотря на их разнообразие, используют главным образом подход, позволяющий рассматривать теплообменник с одной или двух позиций. В работах [1] - [2] рассматривается способ оценки тепловой эффективности только для противоточного и прямоточного теплообменного аппарата. Предложенные методики, согласно исследованиям [3] - [5], могут быть применены для замкнутых систем охлаждения, для других видов теплообменных аппаратов данные не представлены. Результаты, полученные в серии работ [6] - [8], не позволяют оценить тепловую эффективность СТА при многоходовых течениях рабочих жидкостей в трубной и межтрубной полостях. Поэтому информация, необходимая для выбора оптимальной конструкции теплообменного устройства, не является достаточно полной, а исследования, касающиеся данной проблематики, не исчерпывают потребностей энергетической практики.

Целью работы является анализ и разработка методики оценки эффективности теплообмен-ной поверхности аппарата на стадии расчета.

Методы и материалы

Тепловую эффективность теплообменника оценивают зависимостью

е= - tr 2 ) = W (t X2 - ^ ) (1)

Win (rl - tx 1 ) Win (l - tx 1)'

где W — водяной эквивалент горячей жидкости; W — водяной эквивалент холодной жидкости; t , 12 — температура горячей жидкости на входе в теплообменник и на выходе из теплообменника соответственно; tx1, t — температура холодной жидкости на входе в теплообменник и на выходе из теплообменника соответственно; W . — наименьшая из величин W и W (как правило, она яв-

' min г x v *

ляется заданной, т. е. задача проектировщика состоит в том, чтобы обеспечить указанную эффективность с наименьшими «приведенными затратами»).

Кроме исходных данных, разработчику СТА могут задаваться следующие ограничения: давление по трубной и межтрубной полостям; гидравлические сопротивления по трубной и межтрубной полостям; пространственная схема входа и выхода теплоносителей; конструктивные характеристики патрубков входа и выхода; параметры надежности. Разработчик СТА должен учитывать и другие нормативные ограничения, к которым относятся: скорость морской воды в трубной полости в зависимости от применяемых материалов теплообменных труб (выбор ма-

териалов теплообменных труб связан с параметрами надежности и заданным гидравлическим сопротивлением); скорость охлаждаемой среды в межтрубной полости, которая ограничивается как гидравлическим сопротивлением межтрубной полости, так и частотой колебаний теплообменных труб, которая не должна совпадать с частотой колебаний судовых механизмов; род жидкости как по межтрубной, так и по трубной полостям (по межтрубной полости это различные марки масел, пресная вода, дистиллят; по трубной полости — морская вода различной солености либо пресная вода, если теплообменник находится во втором контуре системы охлаждения); температура внутренней и наружной стенок труб. Однако в основе проектирования теплообменника лежит определение его теплообменной поверхности в указанных ограничениях, которые существенно затрудняют выбор реального аналога для сравнения с проектируемым СТА. Поэтому для его оценки по тепловой эффективности рекомендуется гипотетический аналог, в сравнении с которым можно оценить его уровень с позиций как термодинамического показателя, так и с учетом энергетической эффективности.

В статье [9] используются критерии по группе назначения, которые объективно отражают потребительские свойства судовых охладителей; рассматривается процедура сравнения оцениваемого аппарата с аналогами, исключающая несопоставимость результатов; предлагается, чтобы в основе сравнения лежала тепловая эффективность аппарата, которую можно выразить в виде

N

, (2)

£ =-= f

At

kF W - —mm, схема тока

v W W .

V mm max J

где — изменение температуры теплоносителя с меньшим водяным эквивалентом, °С; k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 • К); F — поверхность теплообмена, м2; Дt — располагаемый температурный напор в теплообменнике, °С.

W /

Обозначим соотношение mvyW = A.

/ max

Выразим

kF- = * = (3)

W.,_ At

В указанной форме записи безразмерная величина £ представляет собой число единиц пере -носа теплоты, которая в неявном виде характеризует массу СТА и затраты энергии, характеризующие долю коэффициента теплопередачи в произведении kF.

Указанные безразмерные параметры не только позволяют в удобной форме представить графически характеристики теплообменников, но и имеют вполне определенный физический смысл. Например, эффективность е выражает соотношение между фактически переданным количеством теплоты Жг (г1 -^2) = Жх (х2 -и тем максимально возможным количеством теплоты, которое может быть передано только в идеальном противоточном теплообменнике с бесконечно большой поверхностью теплопередачи, а именно Жх (г1 - ¿х1), если Жх < Жг, или Жг (г1 - ¿х1), если Жг < Жх. ¥

Таким образом е представляет собой эффективность теплообменника с термодинамической точки I

зрения. С другой стороны, величину е определяют £, А и схема тока. В [2] для противоточного ?

теплообменника она выражается зависимостью

е= 1 -(4) €23

8 1 - А ■ е- *^ А> ' (4)

которая может рассматриваться как эффективность совершенного теплообменника с точки зрения оптимальной схемы тока.

В этом уравнении величина £ для реального теплообменника рассчитывается при тепло-гидродинамическом расчете, используя уравнения:

2 О

8

ЛВЕСТНИК

............ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Х^ОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

5 =

F • к

Q

At • F • W

bAt min

(5)

(6)

Г ■ к = ^ ч,

/(Чог ^ )

где Q — общая тепловая нагрузка теплообменника; Д^лог — среднелогарифмическое значение разности температур двух теплоносителей, рассчитанное для случая истинного противотока, °С; е^ — коэффициент, являющийся функцией .

Указанный коэффициент выражен в виде функции следующим образом:

е* = /(Р, Я), (7)

г, -^

R =

¿x2 kl

где P =

tri - h 1

Для противоточных теплообменников безразмерный коэффициент sAt = 1. Для всех остальных схем движения sAt меньше единицы. Этот коэффициент может быть определен для различных схем движения теплоносителей и представлен в форме графиков, которые приведены в [1] и отображают зависимость (7).

Коэффициент теплопередачи k характеризует интенсификацию теплообмена, который, в свою очередь, зависит от принятой конфигурации элементов теплообменной поверхности и гидродинамических условий движения рабочих сред.

Численные результаты по уравнению (4) представлены на графике (рис. 1). Из графика следует, что эффективность s противоточного теплообменника s < 0,2 в пределах величины S от 0 до 0,25; характеризуется уравнением прямой s = aS, где a — тангенс угла наклона, и не зависит от отношения A. При значениях S от 0,25 до 0,6 эффективность s возрастает от 0,2 до 0,4; зависимость s от A, начиная от величины S = 0,4, проявляется, но слабо. При возрастании S > 0,8 эффективность растет, при этом существенно сказывается влияние A.

1

- Wmin/Wmax=0

- Wmin/Wmax=0,25 -Wmin/Wmax=0,5

- Wmin/Wmax=0,75

- Wmin/Wmax=1

Рис. 1. Эффективность противоточного теплообменника, s = f (S)

*

Таким образом, эффективность противоточного теплообменника, которая определяется как е = f (£, А), можно принять за аналог для теплообменников «жидкость - жидкость», при этом при сравнении теплообменников должен обязательно учитываться род жидкости, участвующей в процессе теплообмена.

Комплекс в который входят поверхность теплообмена и общий коэффициент теплопередачи в уравнении (3), позволяет удобно сравнивать проектируемый теплообменник с «гипотети-

ческим аналогом» и оценивать его с учетом единовременных затрат при изготовлении, массы, занимаемого объема на судне и затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при эксплуатации.

При проектировании теплообменных аппаратов и использовании графиков для оценки ед/ при различных схемах движения теплоносителей допускаются погрешности, вычисления являются утомительными и громоздкими, так как расчетчику приходится выполнять много последовательных приближений. Поэтому в [10] предложено схему тока выражать через индекс противо-точности, а эффективность любых теплообменников — уравнениями:

s =

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2•[> -1]

[zt + (A +1)]eSZt + zt - (A +1) z, =V(A +1)2 - 4pA ,

(8)

(9)

где р — индекс противоточности, учитывающий эффективность переноса теплоты рассматриваемой схемы тока и величины А.

Эффективность, определяемая по уравнению (8), является, по существу, параметром проектируемого (либо сравниваемого) теплообменника.

Из уравнения (8) следует, что величина е может быть увеличена при р ^ 0 за счет увеличения £. В этом случае £ является функцией затрат и потребляемой мощности. Её можно выразить следующей функцией: £ = f (затрат, суммарной мощности).

В результате оценки тепловой эффективности охладителей пресной воды численно показано, что при значениях £ > 1 управлять эффективностью охладителя возможно с помощью величины А (увеличение расхода охлаждающей воды). При значениях £ < 0,5 управлять повышением эффективности с помощью величины А не имеет смысла, так как зависимость е = f (£, А) равноценна при различных значениях А.

Таким образом, оценку тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость - жидкость» можно производить по предлагаемой методике.

Обсуждение (Discussion)

В качестве примера рассмотрим эффективность охладителей масла ОКН 1-170-1 и ОКП 17-420-1 [11].

При номинальном режиме их фактическая эффективность совпала с эталонным теплообменником с противоточной схемой тока. Однако, по данным расчета, в указанных охладителях был резерв по гидравлическим сопротивлениям. Этот резерв позволяет изменить внутреннее расположение перегородок и увеличить скорость потока в межтрубном пространстве, так как на ве-

личину S =

F • k W .

оказывает существенное влияние коэффициент теплоотдачи в межтрубной поло-

сти. Результаты расчетов представлены в табл. 1 и на рис. 2.

Таблица 1

Результаты оценки эффективности охладителей (охлаждаемая среда — масло)

2 О

8

Модификация охладителя

S

A

8 (расч.)

AP , Па

[225 I

ОКП 17-420-1

0,2125

0,827

87788,2

ОКП 17-420-1

2,37

0,212.5

0,8718

179511,8

ОКН 1-170-1

3,12

0,03505

0,9511

74047

ОКН 1-170-1

3,39

0,03505

0,96213

97384,71

ОКН 1-170-1

3,618

0,03505

0,96926

126393,5

2

ЛВЕСТНИК

............ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Х^ОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

А Р

60000С

700000

—WrrirVWmax=0,2125 (прогувогок) - \Л/гппЛЛ/тах=0,2125 (пря\логок) 50000С __а— \Л/гппЛМпах=0,2125 (расчетное)

40000С WrrirVWmax=0,03505 (пряиогок)

---WrrirVWmax=0,03505

(противоток) - WrrifVWmax=0,03505

(расчетное) -А Р „ (ОКП 17-420-1)

-А Рм (ОКН 1-170-1)

О

0,4 0,6

Эффективность

Рис. 2. Результаты оценки эффективности охладителей (охлаждаемая среда — масло)

Из рис. 2 видно, что эффективность охладителей масла можно повысить за счет использования резервов по гидравлическому сопротивлению в межтрубной полости (уменьшения расстояния между перегородками). В этом случае значение £ для ОКП увеличилось в 1,18 раза, гидравлическое сопротивление по межтрубной полости — в 2 раза. При этом максимальное сопротивление не превысило заданное 0,2 МПа. Для ОКН значение £ увеличилось в 1,16 раза, гидравлическое сопротивление по межтрубной полости в 1,7 раза. При этом максимальное сопротивление не превысило заданное 0,2 МПа. Аналогично выполнена оценка для охладителей пресной воды. Результаты расчетов представлены в табл. 2 и на рис. 3.

Таблица 2

Результаты оценки эффективности охладителей (охлаждаемая среда пресная вода)

Модификация охладителя £ А е (расч.) АР , Па мм

ОКП 17-420-1 1,833 1,067 0,627 8846,57

ОКП 17-420-1 2,438 0,5325 0,8139 40381,9

ОКП 17-420-1 2,97 0,5325 0,85784 98149,27

ОКП 17-420-1 3,4 0,5325 0,8838 204629,7

ОКН 1-170-1 0,3946 1,06987 0,2796 5586

ОКН 1-170-1 0,62993 0,534 0,42136 22199,24

ОКН 1-170-1 0,9654 0,534 0,547 46203,37

ОКН 1-170-1 1,202 0,534 0,61336 107135,3

со о

О 0.1 0.2 03 0,4 0,5 06 07 08 0.9 1 Эффектность

Рис. 3. Результаты оценки эффективности охладителей (охлаждаемая среда пресная вода)

ВЕСТНИК«)

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ^^

МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О. МАКАРОВА

На номинальном режиме коэффициент теплоотдачи в трубной полости для ОКП 17-420-1 при А = 1,067 был ниже в 2,6 раза, чем в межтрубной. При А = 0,5325 коэффициент теплоотдачи увеличился в 1,65 раза, величина S увеличилась в 1,33 раза, гидродинамическое сопротивление в трубной полости увеличилось в 4,5 раза. При этом общее сопротивление составило 0,04 МПа и не превысило заданного.

На номинальном режиме, коэффициент теплоотдачи в трубной полости для ОКН 1-170-1 при А = 1,06987 был ниже в 2,5 раза, чем в межтрубной. При А = 0,534 коэффициент теплоотдачи увеличился в 1,65 раза, величина S увеличилась в 1,6 раза, гидродинамическое сопротивле-ние в трубной полости увеличилось в 4 раза. При этом общее сопротивление составило 0,023 МПа и не превысило заданного.

Заключение (Conclusion)

Предложен усовершенствованный метод оценки энергетической эффективности проектируемых аппаратов, основанный на использовании числа переноса количества теплоты с учетом функциональных связей водяных эквивалентов, индекса противоточности и потерь давления.

Данная методика оценки тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов может быть использована на стадии эскизного проектирования СТА. В этой методике эффективность противоточного теплообменника принята за аналог для теплообменников «жидкость - жидкость», при этом при сравнении теплообменников должен обязательно учитываться род жидкости, участвующей в процессе теплообмена. Комплекс S, в который входят поверхность теплообмена и общий коэффициент теплопередачи, позволяет удобно сравнивать проектируемый теплообменник с «гипотетическим аналогом» и оценивать его с учетом единовременных затрат при изготовлении, массы, занимаемого объема на судне и затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при эксплуатации. Указанная методика позволяет повышать тепловую эффективность с учетом изменения гидравлических сопротивлений. Приведен расчетный анализ эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость - жидкость» на примере охладителей пресной воды и масла ОКН 1-170-1 и ОКП 17-420-1. Определено, что повышение эффективности можно производить за счет резерва гидравлических сопротивлений как в трубной, так и в межтрубной полости.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Исаченко В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. — М.: Энергия, 1975. — 488 с.

2. Кэйс В. М. Компактные теплообменники / В. М. Кэйс, А. Л. Лондон. — М.: Энергия, 1967. — 224 с.

3. Федоровский К. Ю. Исследование теплопередачи в экологически безопасных системах охлаждения энергоустановок морских объектов / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская, В. А. Тимофеев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. — 2016. — № 3 (317). — С. 82-88.

4. Сырцов Л. А. Экспериментальное исследование конвективного теплообмена на основе теории подобия / Л. А. Сырцов, И. В. Наумчик, А. В. Хорошавин // Труды военно-космической академии им. А. Ф. Можайского. — 2015. — № 649. — С. 198-204.

5. Медведев В. В. Интенсификация теплообмена в трубном пространстве и повышение надежности судовых теплообменных аппаратов / В. В. Медведев, М. В. Лакиза // Судостроение. — 2015. — № 5. — С. 40-42.

6. Луданов К. И. Обобщенные методы теплового расчета кожухотрубных теплообменников-рекуператоров / К. И. Луданов // Альтернативная энергетика и экология. — 2013. — № 15 (137). — С. 17-28.

7. Чабаева Е. А. Критерии эффективности теплообменников / Ю. А. Чабаева, А. П. Булеков, В. Б. Са-жин [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. — 2012. — Т. 26. — № 5(134). — С. 112-115.

8. Mlynarczak A. Box coolers as an alternative to existing cooling systems / A. Miynarczak // Zeszyty Nau-kowe / Akademia Morska w Szczecinie. — 2013. — nr. 36 (108) z. 2. — Pp. 131-136.

9. Макаров В. В. Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов / В. В. Макаров, А. Р. Аблаев // Энергомашиностроение. — 2006. — № 1. — С. 48-50.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Г227 1

TJ »ВЕСТНИК

............ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

VjyiOPCKOrO И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С. О.

МАКАРОВА

10. Каневец Г. Е. Обобщенные методы расчета теплообменников / Г. Е. Каневец. — К.: Наук. думка, 1979. — 352 с.

11. ОСТ 5.4254-86. Охладители масла и воды кожухотрубные с прямыми трубками. Технические условия.

1. Isachenko, V.P., V.A. Osipova, and A.S. Sukomel. Teploperedacha. M.: Energiya, 1975.

2. Keis, V.M., and A.L. London. Kompaktnye teploobmenniki. M.: Energiya, 1967.

3. Fedorovsky, K.Yu., N.K. Fedorovskiy, and V.A. Timofeev. "Investigation of heat transfer in an environmentally friendly cooling system power plants offshore facilities." Fundamental'nye iprikladnyeproblemy tekhniki i tekhnologii 3(317) (2016): 82-88.

4. Syrtsov, L.A., I. V. Naumchik, and A. V. Khoroshavin. "Eksperimental'noe issledovanie konvektivnogo teploobmena na osnove teorii podobiya." Trudy voenno-kosmicheskoi akademii im. A.F. Mozhaiskogo 649 (2015): 198-204.

5. Medvedev, V.V., and M.V. Lakiza. "Intensification of heat exchange and improvement of reliability of shipboard heat exchangers." Shipbuilding 5 (2015): 40-42.

6. Ludanov, K.I. "The generalized methods of thermal calculation of recuperative tube heat exchanger. Analytical review." International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology 15(137) (2013): 17-28.

7. Chabaeva, E.A., A.P. Bulekov, V.B. Sazhin, I.A. Popov, and A.A. Bednyakova. "Kriterii effektivnosti teploobmennikov." Uspekhi v khimii i khimicheskoi tekhnologii 26.5(134) (2012): 112-115.

8. Mlynarczak, Andrzej. "Box coolers as an alternative to existing cooling systems." Zeszyty Naukowe/Aka-demia Morska w Szczecinie 36 (108) z. 2 (2013): 131-136.

9. Makarov, V.V., and A.R. Ablaev. "Analiz teplovoi effektivnosti sudovykh teploobmennykh apparatov." Energomashinostroenie (2006): 48-50.

10. Kanevets, G.E. Obobshchennye metody rascheta teploobmennikov. K.: Nauk. dumka, 1979.

11. Russian Federation. OST 5.4254-86. Ship tube and shell oil and water coolers with straight tubes. Speci-

REFERENCES

fication.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT AUTHORS

Аблаев Алим Рустемович —

кандидат технических наук, доцент

ФГАОУ ВО «Севастопольский

государственный университет»

299053, Российская Федерация, Севастополь,

ул. Университетская, 33

e-mail: ARAblaev@sevsu.ru

Аблаев Ремзи Рустемович — старший

преподаватель

ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет» 299053, Российская Федерация, Севастополь, ул. Университетская, 33 e-mail: ablaev.expert@mail.ru

Ablaev, Alim R. —

PhD, associate professor

Sevastopol State University

33 Universitetskaya Str., Sevastopol, 299053,

Russian Federation

e-mail: ARAblaev@sevsu.ru

Ablaev, Remzi R. —

Senior Lecturer

Sevastopol State University

33 Universitetskaya Str., Sevastopol, 299053,

Russian Federation

e-mail: ablaev.expert@mail.ru

Статья поступила в редакцию 18 декабря 2017 г.

Received: December 18, 2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.