CC BY
31
sea water chamber \
steam
evaporating tube
J— 2
3 P>vJ,
4 P»vJ<
5 P>v*T
▼ Ьгше
Рис. 3: Схема процесса испарения в установке на базе турбины ВЭМУ
Первый - вход в трубу, разгон частиц воды до скорости VI, начало выделения пузырьков пара. Второй - участок трубы от входа до выхода, для которого характерно постепенное увеличение суммарного потока за счет постепенно возрастающего объёма сжатого пара и изменения скорости суммарного потока до \2. [ ! Третий - участок свободной гидропаровой струи, для которого характерно активное выделение пара, отбор энергии из струи на образование и выделение пара и охлаждение за счет этого неиспарившейся воды, в которой остаются растворённые вещества.
Четвертый - участок свободного движения охлаждённой жидкости концентрированного рассола.
ЛИТЕРАТУРА
1. K. Knrokawa, K. Komoto, P. van der Vleuten, and D. Faiman (eds), "Energy from the Desert: Practical Proposals for Very Large Scale Photovoltaic Systems James and James, London, 2006.
2. V. V. Cheboxarov, V. V. Cheboxarov, and A. T. Bekker, "Numerical Analysis of Large-Scale Offshore Vertical Axis Wind Turbine", Int. J. Offshore and Polar Eng, Vol.14, No.3, 2004, pp 233-238.
3. V. V. Cheboxarov, V. V. Cheboxarov, "Analysis of Air Flow and Deformations of Large-Scale Floating Wind Turbine" Proc. of the Intern. Conference "Renewable Energy-2006Makuhari Messe, Japan, 2006, pp 759 - 762.
Чебоксаров Виктор В.
1 I
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА COSMOS FLOWORKS ДЛЯ РАСЧЕТА ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Для исследования и проектирования ряда сложных технических объектов, работающих в среде жидкости или газа, таких как ветроэнергетические установки, в настоящее время широко применяются методы компьютерной динамики жидкости (СТО). Они позволяют заменить дорогостоящий физический эксперимент многократно более дешёвым и быстрым вычислительным экспериментом. Однако для достоверности полученных СБО-методами результатов, этот эксперимент должен выполняться с использованием корректно построенной расчетной области, включая правильно выбранные начальные и граничные условия, модель турбулентности и условия сходимости расчёта. Кроме того,
эксперимент должен выполняться, используя программный продукт (солвер) в пригодности которого для решения данного класса задач нет сомнений. К таким продуктам относятся тяжёлые САЕ-системы, например, CFX, Star-CD, Fluent. К сожалению, эти системы обладают весьма недружественным интерфейсом, не локализованы, трудны в освоении и очень дороги. Они практически не пригодны для использования в учебном процессе или самостоятельного освоения студентами за достаточно короткий период курсового/дипломного проектирования.
В настоящее время всё большую популярность среди инженеров получают CAD-системы среднего уровня, такие как SolidWorks, которые лишены указанных недостатков и в совокупности с установленными дополнениями позволяют решать широкий круг инженерных задач. Таким дополнением SolidWorks для расчета задач жидкостной динамики является система COSMOS Flo Works. Данный продукт полностью интегрирован в интерфейс SolidWorks, что облегчает его освоение и неплохо описан в русскоязычной литературе. Целью настоящей работы стала проверка пригодности COSMOS FloWorks 2004...2006 для задач моделирования работы ветроэнергетических установок (ВЭУ). Отметим, что в указанной литературе имеются сведения о расчетах в COSMOS FloWorks течения в таких объектах, как центробежные вентиляторы и компрессоры.
Особенностью ВЭУ как объекта анализа является наличие ротора, вращение которого при моделировании задаётся через вращающуюся координатную систему (вращающуюся зону внутри расчетной области). В самом начале подготовки анализа в COSMOS FloWorks необходимо выбрать тип решаемой задачи, внешняя или внутренняя. Выяснилось, что COSMOS FloWorks любых версий не позволяет организовывать интерфейсы внутри расчетной области, для внешних задач расчетная область всегда имеет форму прямоугольного параллелепипеда, а вращающаяся зона может быть только цилиндрической (в общем случае, иметь форму тела вращения). Таким образом, задача анализа обтекания ротора ВЭУ, являющаяся по сути внешней, не может быть решена в COSMOS FloWorks как внешняя.
Выход был найден в формировании расчётной области внутри фиктивного цилиндрического корпуса большого диаметра (в несколько раз больше диаметра ротора), имеющего противолежащие окна. Для этих окон были заданы граничные условия входного и выходного потоков через векторы скорости. Это позволило провести вычислительные эксперименты с вращением расчётной области.
Тем не менее, считать полученные результаты полностью достоверными нельзя. В расчётной области присутствуют необъяснимые отклонения векторных линий потока и соответствующие им градиенты давления. Предположительно они связаны с некорректной обработкой вращающейся зоны в солвере.
Кроме того, формирование сетки конечных объёмов в COSMOS FloWorks является далеко не оптимальным. Плотность сетки управляется во всём объёме расчётной области, не позволяя повышать её вблизи стенок (лопастей ВЭУ), обтекание которых представляет наибольший интерес. В результате получается или слишком грубая расчётная сетка, или неоправданно большой её объём. И самое главное, постпроцессор COSMOS FloWorks не предоставляет в численном виде интегральную информацию о силах (давлениях), действующих на отдельных избранных поверхностях (лопастях ВЭУ), получение которой являлось главной целью анализа.
Таким образом, можно заключить, что программный продукт COSMOS FloWorks, пригодный для оценочного анализа во многих инженерных задачах, в то же время совершенно не пригоден для расчётов ВЭУ.
i
Чебоксаров Валерий В., Чебоксаров Виктор В.
, t i
! ТИПОВАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА.
К РЕШЕНИЮ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ КУРИЛЬСКИХ OCTPOBOÍ
Техническое предложение
В предложении учтены следующие особенности решения проблемы. 1. Курильские острова - один из основных рыбодобывающих районов, имеющий первостепенное экономическое значение для России и её ближайших соседей Японии, Кореи и Китая. Экологическое
471
i
