Розробка рівнорозвинених поверхонь теплообміну для регенераторів теплоти ГТУ газотранспортних систем і дослідження їх теплоаеродинамічних характеристик

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПисьменний, Євген Миколайович
dc.contributor.advisorPis’mennyi, Ye. N.en
dc.contributor.advisorПисьменный, Евгений Николаевичru
dc.contributor.degreedepartmentатомних електричних станцій і інженерної теплофізикиuk
dc.contributor.degreefacultyтеплоенергетичнийuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»uk
dc.date.accessioned2017-02-01T14:55:18Z
dc.date.available2017-02-01T14:55:18Z
dc.date.issued2013
dc.description.abstractenGas turbine unit (GTU) is the dominant type of drive gas transportation system of Ukraine. However, most of them morally and physically obsolete, leading to a waste of gas for its own needs, which in 2010 amounted to 4.9 billion m3. To improve gas turbine is to use the least expensive stoves (regenerator) for utilization of heat in the turbine exhaust gases at the same time regenerators at current levels of use are bulky often have low operational reliability. The creation of new turbine with high technical and economic parameters or modernizing impossible without the use of their designs reliable and efficient heat transfer surfaces. Such requirements are met by developed new surface - helical tube equal the developed surface. Within the offered research designed and manufactured laboratory models of helical-shaped tubes knurled by three rollers with the developed surface surface with different geometrical characteristics by using relatively cheap technology. Studies of hardness and its tube wall thickness after deformation. The experimental results showed that the greatest intensity of stress and strain achieved by the rounded edges of the roller tube screw fracture appears in the greatest depth of the groove (h ≥ 5 мм) at maximum deformation εк ≥ 0,6. The structure in the form of flow lines flow on the surface of tubes. The results of flow visualization revealed the existence of three-dimensional vouchers zones and vortex structures that are effective in generating additional turbulence in the boundary layer and the flow as a whole. Experimental study of convective heat transfer and aerodynamic resistance of the investigated package helical tubes suggest that the intensity of the heat tube depends on the geometry and characteristics of stepper package. Depending on the operating conditions is 10-30 % higher than for similar in layout smooth round tubes. According to experimental results obtained by calculation methodology and aerodynamic resistance to heat transfer surfaces helical tubes. A methodology based on generalized empirical dependences for calculation of heat transfer coefficients and pressure losses external and internal coolant for heat exchangers such as "gas-gas". Proposed guidelines on technology of spiral tubes knurled by three rollers thin smooth round tubes. Results teploaerodynamichnyh calculations showed that the surface of the helical tube can increase the compactness of the heat exchanger by (30-40) %, which reduce the overall size and weight.en
dc.description.abstractruГазотурбинные установки (ГТУ) являются доминирующим типом привода газотранспортной системы Украины. Однако большая часть из них морально и физически устарела, что приводит к чрезмерным затратам газа на собственные нужды, которые в 2010 году составили 4,9 млрд. м3. Для улучшения работы ГТУ наименее затратным является применение воздухонагревателей (регенераторов) для утилизации теплоты отработавших в турбине газов В то же время регенераторы при сегодняшнем уровне их использования являются громоздкими и металлоемкими, часто имеют низкую эксплуатационную надежность. Поэтому создание новых ГТУ с высокими технико-экономическими показателями и модернизация существующих невозможно без использования в их конструкциях надежных и эффективных поверхностей теплообмена. Таким требованиям отвечают разработанные новые поверхности - винтовые трубы с равноразвитой поверхностью. В рамках предлагаемой научно-исследовательской работы разработаны и изготовлены лабораторные макеты трехзаходных винтовых труб с равноразвитой поверхностью с различными геометрическими характеристиками с помощью относительно дешевой технологии трехроликового обкатывания тонкостенной круглой трубы. Проведены исследования твердости стенки трубы и ее толщины после деформации. Результаты экспериментов показали, что наибольшие интенсивности напряжений и деформаций достигались у скругленных кромок ролика, винтовое разрушение трубы появлялись в области наибольшей глубины канавки (h ≥ 5 мм) при максимальной деформации εк ≥ 0,6.Исследована структура течения в виде линий тока на поверхности труб. Результаты по визуализации течения показали существование трехмерных отрывных зон и вихревых структур, которые являются эффективным средством дополнительного порождения турбулентности в пограничном слое и потоке в целом, что благоприятно влияет на интенсификацию теплоотдачи. Экспериментальные исследования конвективного теплообмена и аэродинамического сопротивления исследованных пакетов винтовых труб свидетельствуют, что интенсивность теплообмена зависит от геометрии труб и шаговых характеристик пакета. В зависимости от режимных параметров она на 10-30 % выше, чем для аналогичных по компоновке гладких круглых труб. По результатам экспериментальных исследований получены методики расчетов теплообмена и аэродинамического сопротивления поверхностей винтовых труб. Созданные методики базируются на эмпирических обобщенных зависимостях для расчетов коэффициентов теплоотдачи и потерь давления внешнего и внутреннего теплоносителей для теплообменных аппаратов типа "газ–газ". Разработаны рекомендации по технологии изготовления трехзаходных винтовых труб трехроликовым обкатыванием тонкостенных гладких круглых труб. Создана установка для изготовления трех заходных винтообразных труб с равноразвитой поверхностью. Результаты теплоаэродинамических расчетов показали, что поверхность из винтовых труб позволяет повысить компактность теплообменного аппарата на (30-40) %, то есть соответственно уменьшить его габаритные размеры и массу.ru
dc.description.abstractukГазотурбінні установки (ГТУ) є домінуючим типом приводу газотранспортної системи України. Проте велика частина з них морально і фізично застаріла, що приводить до надмірних витрат газу на власні потреби, які в 2010 році склали 4,9 млрд. м3. Для поліпшення роботи ГТУ найменш витратним є застосування повітронагрівачів (регенераторів) для утилізації теплоти відпрацьованих в турбіні газів. В той же час регенератори при сьогоднішньому рівні їх використання є громіздкими і металоємними, часто мають низьку експлуатаційну надійність. Тому створення нових ГТУ з високими техніко-економічними показниками і модернізація існуючих неможливо без використання в їх конструкціях надійних і ефективних поверхонь теплообміну. Таким вимогам відповідають розроблені нові поверхні – гвинтоподібні труби з рівнорозвиненою поверхнею. В межах пропонуємої науково-дослідної роботи розроблені та виготовлені лабораторні макети трьохзахідних гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею з різними геометричними характеристиками за допомогою відносно дешевої технології трьохроликового обкочування тонкостінної круглої труби. Проведені дослідження твердості стінки труби та її товщини після деформації. Результати експериментів показали, що найбільші інтенсивності напружень та деформацій досягалися біля округлених кромок ролика, гвинтове руйнування труби з’являлося в області найбільшої глибини канавки (h ≥ 5 мм) при максимальній деформації εк ≥ 0,6. Досліджена структура течії у вигляді ліній току на поверхні труб. Результати з візуалізації течії показали існування тривимірних відривних зон та вихрових структур, які є ефективним засобом додаткового породження турбулентності у примежовому шарі та потоці в цілому, що сприяє інтенсифікації тепловіддачі. Експериментальні дослідження конвективного теплообміну та аеродинамічного опору досліджених пакетів гвинтоподібних труб свідчать, що інтенсивність теплообміну залежить від геометрії труб та крокових характеристик пакету. В залежності від режимних параметрів вона на 10-30% вища ніж для аналогічних за компонуванням гладких круглих труб. За результатами експериментальних досліджень отримані методики розрахунків теплообміну і аеродинамічного опору пакетів (поверхонь) з гвинтоподібних труб. Створені методики базуються на емпіричних узагальнених залежностях для розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі і втрат тиску зовнішнього та внутрішнього теплоносіїв для теплообмінних апаратів типу „газ-газ”. Розроблені рекомендації із технології виготовлення трьохзахідних гвинтоподібних труб трьохроликовим обкочуванням тонкостінних гладких круглих труб. Створено установку для виготовлення трьохзахідних гвинтоподібних труб з рывнорозвиненою поверхнею. Результати теплоаеродинамічних розрахунків показали, що поверхня з гвинтоподібних труб дозволяє підвищити компактність теплообмінного апарату на (30-40) %, тобто відповідно зменшити його габаритні розміри і масу.uk
dc.format.page6 с.uk
dc.identifier2538-п
dc.identifier.govdoc0112U000935
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/18686
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectгазотурбінні установкиuk
dc.subjectлабораторні макетиuk
dc.subjectтрубиuk
dc.subjectтеплообмінuk
dc.subjectгвинтоподібні трубиuk
dc.titleРозробка рівнорозвинених поверхонь теплообміну для регенераторів теплоти ГТУ газотранспортних систем і дослідження їх теплоаеродинамічних характеристикuk
dc.title.alternativeDevelopment equalincreased heat transfer surfaces for gas turbine regenerators of gas transport systems and research their heat-aerodynamics characteristicsuk
dc.title.alternativeРазработка равноразвитых поверхностей теплообмена для регенераторов теплоты ГТУ газотранспортных систем и исследование их теплоаэродинамических характеристикuk
dc.typeTechnical Reportuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
2538-p.doc
Розмір:
236.5 KB
Формат:
Microsoft Word
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.65 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (АЕ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського