Повышение эффективности стационарных дизель-энергетических установок за счет использования теплоты отработавших газов для обеспечения дизелей топливом

• Автор: Краснов, Артем Михайлович
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕГО ТОПЛИВОМ
1.1. Обзор существующих способов использования теплоты
отработавших газов двигателей
1.2. Использование теплоты отработавших газов дизелей, работающих вблизи мест наличия углеводородного сырья
1.3. Принципиальная схема системы получения топлив
использованием теплоты отработавших газов
1.3.1. Общие положения
1.3.2. Принципиальная схема
1.3.3. Принципиальная схема нагревателя-разделителя
1.4. Цели и задачи работы
1.5. Выводы
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НАГРЕВАТЕЛЯ-РАЗДЕЛИТЕЛЯ СИСТЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
2.1. Общие положения
2.2. Эквивалентная углеводородная смесь
2.3. Уравнения фазовых переходов эквивалентной углеводородной смеси
2.4. Методика теоретического определения фракционного состава эквивалентной углеводородной смеси
2.5. Методика расчета процессов теплопередачи в нагревателе

2.5.1. Основные уравнения
2.5.2. Уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи
2.5.3. Уравнения для определения давления углеводородного сырья в нагревательном элементе

2.6. Уравнения теплового баланса разделителя
2.7. Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ И НАГРЕВАТЕЛЯ-РАЗДЕЛИТЕЛЯ
3.1. Описание экспериментального стенда
3.2. Порядок проведения и результаты экспериментальных исследований
3.2.1. Экспериментальное исследование на воде
3.2.2. Экспериментальное исследование на газовом конденсате
3.3. Исследование работы дизеля на полученном топливе
3.4. Выводы
4. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ И СИСТЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛОТЫ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
* 4.1. Определение оценочных показателей
4.2. Влияние конструктивных параметров нагревателя
4.3. Влияние температуры нагрева углеводородного сырья на производительность системы
4.4. Влияние режима работы дизеля
4.5. Влияние вида углеводородного сырья на производительность системы
^ 4.5.1. Виды углеводородного сырья для исследования
4.5.2. Светлые газовые конденсаты
4.5.3. Темные газовые конденсаты
4.5.4. Нефти
4.5.5. Выводы о влиянии вида углеводородного сырья

4.6. Влияние конструктивных факторов дизеля на характеристики его
совместной работы с системой
4.6.1. Общие положения
^ 4.6.2. Влияние типа камеры сгорания
4.6.3. Влияние газотурбинного наддува
4.6.4. Влияние степени сжатия
4.6.5. Влияние доли теплоты, передаваемой в систему охлаждения
4.6.6. Выводы о влиянии конструктивных факторов дизеля
4.7. Расчет экономического эффекта от применения системы
получения топлив использованием теплоты отработавших газов
4.8. Выводы
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

змеевика и змеевика, использованного для получения этого уравнения. Определяющая скорость для вычисления числа Рейнольдса Reor равна w:
Коэффициент теплоотдачи с учетом угла обтекания витков потоком ОГ:
где Лог - теплопроводность ОГ, Вт/М'К;
сгр - коэффициент, учитывающий влияние угла обтекания витков потоком:
использовать критериальное уравнение для случая продольного обтекания витков змеевика [104]:
Коэффициент теплоотдачи а'ог принимается равным коэффициенту аог. В действительности они несколько различаются, но их значения близки. Кроме того, при теплопередаче от ОГ к атмосферному воздуху и к парам УС внутри разделителя, основное гидравлическое сопротивление возникает не со стороны потока ОГ, поэтому этот коэффициент не является определяющим.
При вычислении коэффициента теплоотдачи а от змеевика к нагреваемому теплоносителю следует учитывать следующие обстоятельства. Во-первых, при течении теплоносителя внутри витых каналов на него действуют центробежные силы, которые приводят к изменению структуры потока по сравнению с движением теплоносителя в прямолинейной трубе [103]. Обычно возникающие при этом макровихри способствуют интенсификации теплоотдачи, а учет их влияния на коэффициент теплоотдачи осуществляется с помощью отношения АлМВторой важной особенностью является то, что в определенный момент времени нагреваемый теплоносителя начинает кипеть, что коренным образом меняет механизм теплопередачи, значительно ее интенсифицируя. Вскипание начинается еще до того, как средняя температура теплоносителя достигла
ср =0,305 + 0,0143• в-0,7376-КГ4в2 -0,292■ КГ9 • в3 [104].
В случае если угол обтекания витков меньше 15°, целесообразнее