CC BY
31
правка стабильно протекает в том случае, если технологические параметры составляют S - 80...250 мм/мин, t - 10...40 мкм, I - 10...30 А.
Для быстрого удаления связки у нового алмазного круга (вскрытия) рекомендуется выбирать следующие режимы КЭП: V = 2...5 м/с, S = 200...250 мм/мин, t = 30...40 мкм.
Для увеличения режущей способности круга (мм3/мин) при шлифовании и меньшей шероховатости поверхности требуется чистовая правка круга при режимах: скорость круга V = 2...5 м/с, скорость осевой подачи vo = 200...250 мм/мин, t = 5...15 мкм.
Список литертатуры:
1Абразавная и алмазная обработка материалов. Справочник /Под ред. проф. А.Н. Резникова -М.: Машиностроение, 1977. - 390 с.
2 Quality assurance issues of hard-processing aluminum alloy parts fabrication for aircraft construction and engine-building. Kolodyazhniy Y.Y., Lyu-bomudrov S.A., Makarova T.A. Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Т. 11. № 14. С. 30193023.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРУБ С ПОПЕРЕЧНОЙ КОЛЬЦЕВОЙ НАКАТКОЙ В УСТАНОВКАХ
МНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ.
Василевский Никита Сергеевич
Магистр, кафедра «Теплоэнергетики и теплотехники»,
УрФУ, г.Екатеринбург Мунц Владимир Александрович Док. тех. наук, профессор, заведующий кафедрой «Теплоэнергетики и теплотехники»,
УрФУ, г.Екатеринбург Стёпин Сергей Максимович Кан. тех. наук, технический директор ООО «Реиннольц Лаб»,
г.Екатеринбург DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2019.3.60.17-21
АННОТАЦИЯ
Теплоэнергетика и другие отрасли промышленности нуждаются в производстве воды высокого качества для технологических целей. В настоящее время актуальной задачей при создании систем водоподго-товки является уменьшение эксплуатационных затрат и вредного воздействия водоподготовки на окружающую среду. В связи с этим предлагается усовершенствование существующих термообессоливающих установок с помощью поперечно кольцевой накатки.
ABSTRACT
Thermal and other industries need to produce high quality water for technological purposes. Currently, the urgent task in creating water treatment systems is to reduce operating costs and the harmful effects of water treatment on the environment. In this regard, it is proposed to improve the existing thermal desalting plants using extended heat transfer.
Ключевые слова: интенсификация теплообмена, водоподготовка, развитые поверхности
Keywords: heat transfer intensification, water treatment, developed surfaces.
Постоянное ужесточение законодательства в вопросах экологической защиты делают все более актуальными вопросы уменьшения стоков и количества используемых реагентов с промышленных и энергетических предприятий.
В большинстве современных водоподготови-тельных установках используют технологические схемы, разработанные в первой половине XX века. Эти схемы включают такие методы как осветление, фильтрование, ионный обмен, мембранные технологии и пр., обеспечивающие высокое качество воды. Однако они обладают рядом недостатков, связанных со значительным количеством использования химических реагентов, наличием высокоминерализованных стоков, требующих обезвреживания и утилизации. Возрастающая стоимость реагентов (щелочи, кислоты), а также их количество, используемое при получении дистиллята, ставит вопрос о повышении экологической и экономической эффективности этих систем.
Получение глубокообессоленной воды (дистиллята) без увеличения вредного воздействия на
экологию возможно за счет отечественной технологии, основанной на термическом обессоливании в испарителях мгновенного вскипания (ИМВ) работающих в условиях вакуума.
Для снижения металлоёмкости конструкций ИМВ предлагается использовать развитые поверхности теплообмена, в частности трубы с поперечной кольцевой накаткой. В ступени испарения установок мгновенного вскипания необходимо охлаждать образовавшиеся водяные пары, которые конденсируются в продукт установки - дистиллят.
Достаточно высокие значения коэффициентов теплоотдачи обоих теплоносителей приводят к высокому коэффициенту теплопередачи, и относительно небольшими поверхностями нагрева. Теплообмен при конденсации определяется толщиной пограничного слоя - слоя конденсата - образовавшегося на трубках, в значительной степени уменьшающего коэффициент теплопередачи в этом процессе. Помимо пленочной конденсации возможно организация капельной конденсации в результате которой образующийся конденсат не образует
плотной пленки на поверхности трубы, как результат коэффициент теплопередачи в меньшей степени будет зависеть от слоя конденсата.
Повышение коэффициента теплопередачи за счет формирования капельного режима конденсации позволит уменьшить поверхность теплообмена, сохраняя тепловой поток, и как следствие снизить металлоёмкость конструкции и капитальные затраты на УМВ.
При конденсации на горизонтальной гладкой трубе пленка конденсата полностью закрывает поверхность теплообмена (Рис. 1).
Для расчета теплообмена при конденсации со стороны конденсирующегося теплоносителя, направляемого в межтрубное пространство, можно использовать формулу [1, с. 567], полученную Нус-сельтом для горизонтального цилиндра:
(1)
Рис. 1. Пленка конденсата на горизонтальной трубе.
При расчёте коэффициента теплоотдачи теплоносителя, движущегося внутри трубок, необходимо определить режим течения жидкости [2 с. 89]. При ламинарном режиме движения жидкости в трубе (Яе<2300):
Ыи = 4
При турбулентном (Яе>10000):
Рг
Л
0,25
Рг
V ст У
(2)
режиме течения
Ыи = 0,02^ РтТ
/ \0,25
Рг
V ст У
(3)
В переходных режимах приближенный расчёт можно провести по формуле:
Ыи = А Рг
Где А=/(Яеж)
0,43
Гъ Л0,25
Рг РГ
V ст У
(4)
При пленочной конденсации эффект снижения теплоотдачи на наружной поверхности труб обусловлен действием поверхностного натяжения на пленку конденсата. Чем толще и равномернее пленка конденсата, тем больше ее термическое сопротивление. Поэтому для интенсификации теплообмена снаружи труб необходима геометрия (Рис.2), которая обеспечивает срыв пленки конденсата или ее стекание в канавки с уменьшением толщины на остальных участках трубы, создавая приближение к капельной конденсации. Достигается это путем придания выступающей части трубы выпуклой формы и плавного сопряжения поверхностей канавок и выступающих частей трубы.
Если трубы размещены горизонтально, то образующаяся на них пленка конденсата стекает по наружной поверхности трубы поперек ее оси сверху вниз и внизу трубы отрывается. Наличие переменного сечения наружной поверхности трубы с плавными переходами (см. Рис.2) приводит к дополнительному стеканию конденсата в периодически размещенные канавки. Это обуславливает уменьшение толщины пленки конденсата на выступающих частях трубы, что дает уменьшение термического сопротивления между паром и стенкой и увеличивает интенсивность теплообмена.
Рис. 2. Капельная конденсация на поверхности труб с накаткой
Компанией ООО «Реиннольц», являющейся резидентом «Сколково», была создана установка для исследования теплообмена при конденсации пара на горизонтальных пучках труб с накаткой (Рис.3.).
Установка представляет собой бойлер, внутри которого размещен трубный пучок. Теплообмен-ные трубы обварены и развальцованы в трубных ре-
шетках. Одна из трубных решеток жестко соединена с кожухом, вторая соединена с подвижной плавающей камерой, перемещающейся внутри кожуха под действием теплового расширения трубного пучка. С торцов кожух аппарата закрыт камерами: распределительной (для нагреваемой технологической среды) и поворотной (для размещения плавающей головки). Камеры крепятся к кожуху посредством фланцевого соединения.
Рис. 3. Схема экспериментальной установки.
Пар из трубопровода поступает во входной штуцер межтрубного пространства, расположенный в верхней половине аппарата. Межтрубное пространство ограничено кожухом, трубными досками и наружной поверхностью труб. Направление движения пара задается лабиринтным расположением поперечных перегородок
Нагреваемая среда - вода, поступает из трубопровода во входной штуцер распределительной камеры. Распределительная камера имеет перегородку, вследствие этого среда направляется по трубкам первого хода, разворачивается в поворотной плавающей камере и движется в обратном направлении в сторону распределительной камеры.
Корпус аппарата снабжен двумя смотровыми окнами, расположенными напротив друг друга, и
служащими для визуального контроля за конденсацией пара и уровнем заполнения корпуса конденсатом.
Комплект первичных преобразователей включает в себя:
• Датчики температуры ДТС035Л-Pt100; 4
шт;
ходе
Температура охлаждающей воды на входе Температура охлаждающей воды на вы-
Температура пара
Температура конденсата
Датчики давления ПД100-ДИ1,6; 5 шт.
Давление охлаждающей воды на входе
Давление охлаждающей воды на выходе
Давление пара
Давление конденсата
Давление в кожухе
Датчик расхода воды ЭРСВ-440Ф; 1 шт. Расход охлаждающей воды
а
= 2,469
Вторичные преобразователи собраны в шкаф с блоком питания. Полученные данные передавались на ПК для обработки данных.
Аппарат испытывался на режимах с расходом воды от 15 до 30 т/ч. Всего было исследовано более 10 режимов работы аппарата, отличающихся расходом воды и уровнем заполнения корпуса конденсатом. Режимы с повышенным расходом воды (25 и 30 т/ч) были продублированы.
Стабилизация каждого режима визуально отслеживалась по показаниям датчиков, выведенных на дисплей ноутбука и отображаемых в режиме реального времени.
По данным эксперимента определяли коэффициент теплопередачи. Коэффициент теплоотдачи за счет накатки увеличивается в 1,8 - 2,65 раз, причем его величина тем больше, чем больше глубина канавок, чем меньше шаг между ними и чем меньше радиус закругления выступающих частей труб Я. Полученные опытные данные удовлетворительно обобщаются известной зависимостью, для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации на горизонтальных трубах с накаткой [3 с.283]:
V
1 -А
д
л
л
н У
1 - 0,379—
Д
3,651 1-
А,
(5)
ну
Теплообмен внутри трубы, так же нельзя считать по то формулам для гладких труб. Использование накатки, являющейся одним из самых простых способов интенсификации теплоотдачи при турбулентном движении жидкости - увеличение шероховатости внутренней поверхности труб, способ-
Ыи = Ыип
1 +
2,64Ке°,°36 Рг°,°24
ствует разрушению или возмущению вязкого подслоя турбулентного пограничного слоя потока, что способствует повышению теплоотдачи.
Коэффициент теплоотдачи внутри труб определяли через безразмерное число Нуссельта по соотношению [4 с. 103]:
, >7
0,21 / /„\0,29
Г А1
V о у
0,212
Г—1
V п у
Аа
"90"
(6)
На Рис.5 представлен сопоставление экспериментальных значений коэффициента теплопередачи и расчетных данных. Максимальное отклонение составило - 13,3%, среднее значение отклонения -1%. Полученные данные позволяют
рассчитать эффект от использования накатанных труб в УМВ. Уменьшение поверхности теплообмена составило 58%.
6000
к; Вт/м3 К
5500 5000 4500 4000 3500
3000
10
15
20
25
С; т/ч
30
Рис. 4. Сравнение расчетных и экспериментальных значений коэффициента теплопередачи.
(линия - расчет, т
Использование накатанных труб позволяет достичь следующих результатов в ИМВ:
1. Использование коррозионностойких материалов. За счет снижения поверхности конденсатора, появляется возможность использовать более качественные материалы, без увеличения стоимости аппарата. Использование коррозионностойких сталей позволяет увеличить срок службы аппарата, не смотря на высокую агрессивность среды.
2. Снижение габаритов установки. Накатанные трубы увеличить коэффициент теплопередачи, что позволяет при тех же мощностях снизить длину труб установки, сделать более компактные ступени испарения.
Таким образом конструкция с накатанными трубами может успешно использоваться для термо-
ки - эксперимент)
бессоливания воды как в опреснительных установках, так и в водоподготовке для энергетических предприятий.
Список литературы:
1. NusseltW. - Ztschr. derVDI, 1916, Bd 60<S. 541-569.
2. Сапожников Б.Г. Тепломассообмен: учебное пособие, Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 188 с.
3. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З., Мякочин А.С. Эффективные поверхности теплообмена. - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 408 с.: ил.
4. Попов, И.А. Физические основы и промышленное применение интенсификации теплообмена: Интенсификация теплообмена: монография / И.А.Попов, Х.М.Махянов, В.М.Гуреев; под общ. ред. Ю.Ф.Гортышова. - Казань: Центр инновационных технологий, 2009. - 560 с
АИИС КУЭ КАК ЭЛЕМЕНТ SMART GRID НА ПРИМЕРЕ ФИЛИАЛА АО «ДРСК» «АМУРСКИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ»
Максим Сергеевич Михальченко
(магистрант) Антон Андреевич Гриневич
(магистрант)
Амурский государственный университет,
г. Благовещенск DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2019.3.60.21-27
АННОТАЦИЯ
В статье проанализирована работа по внедрению АИИС КУЭ как элемента Smart Grid на примере филиала АО «ДРСК» «Амурские электрические сети». AMSTRACT
The article analyzed the work on the introduction of AIIS KUE as an element of the Smart Grid on the example of the JSC "FEGC".
Ключевые слова: прибор учёта, потери электроэнергии, показатели. Keywords: energy meter, power loss, mark.
В последнее время в отечественной энергетике наблюдается растущий интерес к системе Smart Grid, обусловленный влиянием целого ряда факторов: технологического прогресса, роста объемов потребления электроэнергии в связи с развитием производственных мощностей потребителей, повышения требований к качеству и надежности электроснабжения, изменения рынка, необходимости решения вопросов энергоэффективности и экологической безопасности. Выбор в пользу инновационного направления развития электроэнергетики России обозначен в Стратегии развития электросетевого комплекса РФ на период до 2030 года [5].
В сетевых компаниях сегодня реализуются проекты по модернизации электросетевого оборудования, которые могут рассматриваться с точки зрения перспектив внедрения Smart Grid. Это замена устаревших устройств РЗА на современные микропроцессорные устройства. Внедрение современных программно-технических комплексов для диспетчерского персонала, позволяющих ему в режиме реального времени отслеживать работу энергообъектов, контролировать уровни напряжения, нагрузку энергооборудования, перетоки мощности,
дистанционно управлять режимами работы оборудования и оперативно реагировать на его повреждения. Применение цифровых каналов связи по волоконно-оптическим кабельным линиям, широкая полоса пропускания которых в перспективе позволит передавать большие информационные потоки и т.д. В перспективе модернизируемое сегодня оборудование энергетических компаний должно быть совмещено с новыми технологиями и интегрировано в новую энергетическую систему Smart Grid., в соответствии с одним из её ключевых принципов - преемственности и технологической совместимости
[3].
С этих же позиций можно рассматривать и поэтапное внедрение автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета электроэнергии (АИИС КУЭ).
Целью данной работы является анализ проводимой в электроэнергетике работы по внедрению АИИС КУЭ, как элемента Smart Grid, на примере филиала АО «ДРСК» «Амурские электрические сети».
Филиал АО «ДРСК» «Амурские электрические сети» выбран в качестве объекта исследования
