CC BY
2
жидкой капли при охлаждении. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. - 2016.- №6 (76). - С. 72-74.
2. Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2014. - № 11-12. - С. 75-80.
3. Misbakhov R.Sh., Moskalenko N.I., Gureev V.M., Ermakov A.M. Heat transfer intensifies efficiency research by numerical methods. // Life Science Journal. - 2015. - Т. 12. № 1S. - С. 9-14.
4. Литвиненко Р.С., Павлов П.П., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. Оценка технического уровня сложных систем на этапе разработки. // Вестник машиностроения. 2015. № 6. С. 35-39.
5. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Ячеечная модель фазового перехода в сферической капле при охлаждении. //Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 8. С. 71-74.
6. Лаптев А.Г., Мисбахов Р.Ш., Лаптева Е.А. Численное моделирование массопереноса в жидкой фазе барботажного слоя термического деаэратора. // Теплоэнергетика. 2015. № 12. С. 76.
7. Reshetnikov A.P., Ivshin I.V., Denisova N.V., Safin A.R., Misbakhov R.S., Kopylov A.M. Optimization of reciprocating linear generator parameters. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31403-31414.
8. Safin A.R., Ivshin I.V., Kopylov A.M., Misbakhov R.S., Tsvetkov A.N. Selection and justification of design parameters for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31427-31440.
УДК 621.432.3
Кувшинов Н.Е.
инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ КРИОТЕМПЕРАТУРА
Аннотация: в статье рассматривается эффективная криотемпература в объемах энерготехнологических агрегатов.
Ключевые слова: Датчики давления, температуры, топочные пространства, генетические излучения.
Kuvshinov N.E., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
HIGH-EFFICIENCY CRYOTHYMER
Abstract: The paper considers the effective cryotemperature in the volumes of energy-technological aggregates.
Keywords: pressure sensors, temperature, combustion space, genetic radiation.
Во многих случаях непосредственное измерение температур в опочных объемах энерготехнологических агрегатов затруднено. В этой связи большое значение для инженерных расчетов лучистого теплообмена имеют аналитические зависимости, описывающие распределение температур в неизотермических объемах рабочих сред. При описании распределения температур неизотермических сред собственное излучение неоднородной среды заменяется гипотетическим излучением однородного изотермического объема. В топочных пространствах и газоходах вследствие сильной загрязненности поверхностей нагрева граничные поверхности являются отражающими и излучающими. Кроме этого, около поверхностей нагрева всегда имеется слой газа с более низкой по сравнению с центром объема температурой.
В качестве параметра при корректном описании температурного поля неизометрических объемов при расчетах лучистого теплообмена принята эффективная температура Тэф При простейших инженерных расчетах в качестве эффективной температуры принимают среднеарифметическую Тса, среднегеометрическую Тсг температуры:
Тса = (Тст+Тц)/2, Тсг = (ТстТц)0,5 (1)
где Тст,Тц - температуры стенки и центра поперечного сечения неизотермического объема газохода.
Более строгий учет селективности свойств газовой среды и не изотермичности при определении эффективной температуры может быть выполнен исходя из решения уравнения переноса монохроматического полусферического излучения в плоском слое неизотермической среды при наличии отражающих и излучающих граничных поверхностей. Удобным является использование понятия приведенной эффективной температуры 0эф, которое позволяет исключить из рассмотрения при анализе конкретных расчетов длину волны X. В окончательном виде формула для эффективной приведенной температуры двухфазной среды, полученная К.С. Адзерихо, Е.Ф. Ноготовым, В.П. Трофимовым [28], записывается в виде: 0эф = ХТэф = с2(1п(1+1/А))-1, (2)
т0
J
где А = (К/( 1 -ехр(-КтО)) о ехр(-К(т0 - т)))/(ехр(с2/Щт)) -1);
К = 2(1-Sc)0,5; с2 - вторая константа излучения Планка; т0,т'-конечное и текущее значения монохроматической плотности (оптической плотности); Sc- критерий Шустера.
Конкретное распределение температур по поперечным сечениям газоходов для неизотермических объемов может быть описано в зависимости от оптической толщины т одним из следующих выражений, заданных аналитически: 0i (т)=ХТ (т), i=1,2,...,8.
Первое из этих выражений характеризует собой распределение
температур в установившимся турбулентном потоке (профиль Шлихтинга) (рис. 1):
Рис. 1. Распределение температур по поперечным сечениям газоходов: а - профиль Щлихтинга, б - профиль с центральным изотермическим ядром
01(х) = 0ст+(0ц - 0ст) [1-(1-2т/т0)1,5]1,6. (3)
Представленные схемы профилей и конкретных экспериментальных распределений температур по поперечным сечениям газоходов, показывают, что для энерготехнологических агрегатов наиболее характерными являются профили с центральным изотермическим ядром при Тц/Тст = 1,4-2,6.
Расчеты с использованием формулы (1) , что при т0>5 с увеличением критерия Шустера Бс от 0 до 0,6 эффективная приведенная температура 0эф возрастает в среднем на 11 %. При т0>5 влияние критерия Шустера Бс на 0эф становится меньше. С ростом полки изотермического ядра тц от 0 до 0,5т0 при т>5, Бс=0, 0эф уменьшается на 22%. При дальнейшем увеличении тц уменьшение 0эф замедляется. Увеличение отношения 0эф/0ст от 1,4 до 2,6 приводит к росту 0эф в среднем на 5 % при температуре центра 0ц=3 103 мК, где 0ст - приведенная температура стенки. Для удобства анализа можно представить среднеарифметическую Тса и среднегеометрическую Тсг температуры в виде условных приведенных температур: 0са=ХТса, 0сг=ХТсг. Сравнение 0эф=ХТэф, с 0са=ХТса и 0сг=ХТсг показывает, что при небольших оптических толщинах т0 до 5 и 0ц в области 3 10-3 мК величины Тса и Тсг занижены в среднем на 25 %.
Для оптических толщин т0=15-20, Бс=0, тц=0 и 0ц/0ст>2 значения Тса, Тсг являются завышенными на 15-35%. Наименьшие расхождения (в среднем 10%) между Тэф и Тса, Тсг в зависимости от размеров центрального ядра наблюдаются в области т0=5 при тц=0. В области больших оптических толщин т0=15-20 и 0ц/0ст=1,5-2 значения Тса и Тсг, в зависимости от размеров центрального ядра тц, могут быть больше или меньше Тэф на 20-45%.
Размер центрального ядра тц наиболее сильно влияет на 0эф/0ц при оптических толщинах около т0=15 . Как и следовало ожидать, увеличение
0ц/0ст вызывает снижение 0эф. Сопоставление результатов расчета Тэф для конкретных энерготехнологических агрегатов с расчетными данными других авторов для энергетических котлов показывает их хорошее согласование.
а) б)
Рис. 2.: а - зависимость 0эф/0ц от центрального ядра тц при 0ц=3 10-3 мК для различных т0 и 0ц/0ст.; б - сопоставление Тэф при Тц=3 10-3 мК и Тц = 3 10-3 мК для Тц/Тст=2 с результатами, полученными другими авторами
Использованные источники:
1. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Моделирование теплопроводности в составной области с фазовыми переходами. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 4. С. 39-43.
2. Шуина Е.А., Мизонов В.Е., Мисбахов Р.Ш. Влияние поперечной неоднородности потока газа на кривую разделения гравитационного классификатора. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 5. С. 60-63.
3. Safin A.R., Ivshin I.V., Kopylov A.M., Misbakhov R.S., Tsvetkov A.N. Selection and justification of design parameters for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31427-31440.
4. Kopylov A.M., Ivshin I.V., Safin A.R., Misbakhov R.S., Gibadullin R.R. Assessment, calculation and choice of design data for reversible reciprocating electric machine. // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. Т. 10. № 12. С. 31449-31462.
5. Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 11-12. С. 75-80.
