Приложения термодинамического метода к решению проблем энергосбережения

• Автор: Стенин, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Северодвинск
• Количество страниц: 335 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений, единиц и терминов

ф Введение

1.Проблемы энергосбережении и обоснование термодинамического подхода к их решению

1.1.Определение объектов исследования

1.2. Проблемы энергосбережения в объектах исследования

1.2.1.Технологический процесс сушки

1.2.2.Эффективность систем энергоснабжения

1.2.3. Оценка энергетической эффективности установок

получения и преобразования энергии

.З.Методика приложения термодинамического метода к разработке

энергосберегающих технологий и конкретизация задач исследования
ф 2.Приложении термодинамического метода к разработке энергосберегающих
технологий при сушке капиллярнопористых материалов
2.1 .Разработка методики исследования процессов тепло и массопереноса при
сушке, основанной на использовании электрокинетическнх явлений и ТМ
2.1.1 .Методика регистрации электрокинетнческих сигналов
2.1.2.Электрокинетическне свойства пористых структур
2.1.3.Метод электрокинетической влагометрии
2.1.4.Исследованис нестационарных процессов. Идентификация пористой структуры с помощью переходной функции
2.1.5.Исследование нестационарных процессов. Регулярный режим массопереноса
2.1.6.Контроль массопереноса .
2.1.7.Анализ фазовых переходов
2.1.8.Параметр трещииообразования 3 2.1.9.0пределение оптимальной продолжительности термообработки материалов
2.2.Исследование кинетики и оптимизация параметров теплового 2 технологического процесса сушки сварочных электродов
2.2.1 .Обоснование критериев оптимизации технологического процесса 2 сушки покрытий сварочных электродов
2.2.2.Кииетнка высокотемпературной сушки сварочных электродов
2.2.3.Кинетика фазовых превращений при сушке сварочных электродов
2.2.4.0птимизация режима термообработки пористых структур
2.2.5.Контроль влажности материала
2.3.Особенности применения методики в тепловых технологических процессах 9 2.4.Выводы
З.Приложснии термодинамического метода к разработке энергосберегающих 1 технологий в системах энергоснабжения
3.1 .Разработка методики исследования процессов теплопереноса в тепловых 7 системах, основанной на переменных состояния, термодинамическом и численных методах
3.1.1 .Обобщение численных методов теорией пространства состояний
3.1.2.Математическая модель нестационарной теплопроводности неограниченной 4 пластины граничные условия первого рода
3.1.3.Математическая модель нестационарной теплопроводности неограниченной 1 пластины граничные условия третьего рода
3.2.Разработка методики определения эффективности тепловой защиты зданий
при расчете тепловой нагрузки тепловой сети
3.2.1 .Определение тепловых нагрузок в зданиях по укрупненным показателям 5 3.2.2.0цснка мероприятий по энергосбережению в оболочке зданий
3.2.3.Функции чувствительности оболочки зданий
3.2.4.Функция чувствительности площади окон
3.2.5.Функцня чувствительности коэффициента формы
3.2.6.Чувствительность инфильтрации наружного воздуха
З.З.Оптимизация тепловых параметров технологического процесса испытания 8 системы ВВД на герметичность
3.3.1.Математическая модель нестационарного теплообмена в трубопроводной 8 системе и ее апробация
3.3.2.Физичсское моделирование сопряженной задачи нестационарного
теплообмена
З.З.З.Особенности испытаний систем ВВД на герметичность
3.3.4.Уточнение методики испытаний систем ВВД на герметичность
3.3.5.0ценка численных свойств схем дискретизации МПС
ЗАВыводы
4.Приложешя термодинамического метода к разработке энергосберегающих 0 технологий в установках получения и преобразования энергии
4.1.Оптимизация схем паросиловых установок на основе комбинирования 0 принципов оптимизации . 4.1.1.Комбинирование утилизации и регенерации, в цикле ГСУ
4.1.2.Комбинирование утилизации и интеграции в цикле ПСУ
4.2.0птимизация схемы транспортной АЭУ на основе комбинированной 4 выработки энергии
4.3.Оптимизация схем ТКУ на основе комбинированного преобразования 1 энергии
4.3.1 .Комбинированное производство сжатого воздуха и тепла в ТКУ
4.3.2.Комбинированное преобразование энергии сжатого воздуха в работу и 6 теплоту
4.4.0птимизация схемы котельной установки на основе комбинирования
утилизации и термохимической регенерации
4.4.1.Теоретическое обоснование ТХР в котельных установках
9 4.4.2.Термохимическая регенерация в энергетических установках
4.4.3.Экспериментальное исследование ТХР на физической модели
4.5.Выводы
Заключение
Список использованных источников


Как показывает практика, весьма перспективным является установление режимов отопления дневного и ночного времени, зимнего и осенневесеннего периодов, выходного дня, дежурного и т. Ориентировочные расчеты показывают, что модернизация инженерных систем жилых и общественных зданий позволяет сократить расход тепла на отопление и нагрев приточного или инфильтрирующего воздуха на . При этом капитальные единовременные затраты будут значительно от 2 до раз ниже, чем затраты на увеличение термического сопротивления стен. В целом реально довести расчетные потери тепла в жилых зданиях до Втм2, т. Качественная реализация прерывистого отопления предполагает широкое использование аналитических расчетов нестационарных процессов теплообмена. Численные методы являются мощным и гибким средством решения задач нестационарной теплопроводности. Их можно успешно применять для решения задач, которые трудно решить другими методами. К примеру, Дж. Неймана. П.Роуч предлагает проводить оценку устойчивости методом дискретных возмущений. Сходимость является, повидимому, наиболее важным численным свойством схемы дискретизации. В то время как аппроксимация и устойчивость связаны, в первую очередь, с конечноразностными схемами, в которых используется разложение в ряд Тейлора, сходимость представляет собой общее свойство большинства численных методов. Согласно теореме Лакса ,, конечноразностные схемы обладают сходимостью в том и только в том случае, если эта схема является одновременно и устойчивой и аппроксимирующей. По Д. Андерсену. При решении задач теплопроводности универсальными являются конечноразностные методы . С появлением вычислительных машин такие хметоды находят самое широкое применение. Появление мощной вычислительной техники послужило толчком к развитию прикладных, в определенной степени, сложных и дорогостоящих вычислительных алгоритмов и программных пакетов ,,,,, однако при всей универсальности они довольно трудоемки, а иногда мало пригодны для оценочных инженерных расчетов. Поэтому, несмотря на развитие вычислительной техники, проблемными остаются вопросы разработки доступных в практическом применении инженерных методик расчета процессов теплопроводности, теплообмена и массопереноса, как для тел простой формы, так и тел сложной конфигурации. При анализе перспективности энергосберегающих мероприятий в стационарной тепловой энергетике целесообразно провести аналогию с судовой энергетикой, как наиболее мобильной, передовой и прогрессивной, причем здесь имеются существенные достижения, дающие возможность повышать экономичность как транспортных, так стационарных установок. Наиболее экономичным главным судовым двигателем до сих пор является малооборотный дизель с прямой передачей на винт. Его КПД в дальнейшем может быть повышен как за счет более полной утилизации теплоты выпускных газов и охлаждающей воды, так и за счет повышения качества технической эксплуатации. Имеются определенные возможности термодинамического совершенствования цикла ДВС, в частности, увеличения степени повышения давления, а, следовательно, максимальной температуры цикла и максимального давления сгорания. Например, повышение максимальной температуры Т2 только на 0К от К до К приводит к увеличению термодинамического КПД цикла на 4 при прочих равных условиях. Увеличение степени сжатия с, к примеру, с ,6 до ,8 уменьшает удельный расход топлива , на гкВтчас. Увеличение е является более эффективным средством, чем повышение давления наддува 2,3. С целыо интенсификации процессов горения в четырехтактных дизелях может быть применена двухфазная подача топлива. Основное топливо подается в цилиндр в период впрыска через форсунку. В начальный момент впуска в цилиндр поступает чистый воздух и только по достижении максимальной скорости поршня на середине его хода, когда выпускной клапан закрыт, вводится топливовоздушная смесь. Опыт применения двухфазной подачи топлива во вспомогательных дизелях 8ЧР показал увеличение топливной экономичности на 7. Минимальный удельный расход топлива достигается при содержании воды в эмульсии 7. Как указывается в 5, не менее интересен факт снижения выбросов азота и сажи при применении водотопливных эмульсий.