Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок
Представлены результаты оценки влияния различных методов интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок. Наведенo результати оцінки впливу різних методів інтенсифікації процесів теплопередачі на техніко-еко...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61334 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок / В.В. Кузнецов, Д.Н. Соломонюк // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 117-119. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860230467499851776 |
|---|---|
| author | Кузнецов, В.В. Соломонюк, Д.Н. |
| author_facet | Кузнецов, В.В. Соломонюк, Д.Н. |
| citation_txt | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок / В.В. Кузнецов, Д.Н. Соломонюк // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 117-119. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлены результаты оценки влияния различных методов интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок.
Наведенo результати оцінки впливу різних методів інтенсифікації процесів теплопередачі на техніко-економічні та масогабаритні показники теплообмінних апаратів.
Results of estimation of influence of various intensification methods of heat transfer processes on technical and economic indexes and mass and overall dimensions of heat exchange apparatuses of gas turbine plants are presented.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:21:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
Снижение массогабаритных показателей тепло;
обменных аппаратов является актуальной задачей,
решение которой позволяет улучшить технико;
экономические показатели самих теплообменни;
ков и энергетических установок, в состав кото;
рых они входят.
Наиболее перспективным путем снижения
массогабаритных показателей теплообменников
является интенсификация теплопередачи. Боль;
шинство публикаций на эту тему посвящено ис;
следованию влияния методов интенсификации
на изменение коэффициентов теплопередачи и
гидравлического сопротивления в широком диа;
пазоне изменения числа Рейнольдса [1, 2, 3]. При
этом комплексного анализа влияния интенсифи;
кации теплопередачи на технико;экономические
показатели теплообменных аппаратов не прово;
дилось. Особенно необходим такой комплексный
анализ для газотурбинных установок, у которых
удельные массогабаритные показатели сущест;
венно зависят от аналогичных показателей тепло;
обменников и составляют 18…25 кг/кВт.
Целью работы является оценка влияния от;
дельных методов интенсификации процессов
теплопередачи на удельные показатели массы,
габаритов и стоимости при фиксированных зна;
чениях показателя тепловой эффективности.
В качестве примера решения поставленной за;
дачи приводятся результаты численного модели;
рования процессов теплопередачи в регенераторе,
разработанном ОАО "НЭТ", для газотурбинной
установки мощностью 10 МВт. Регенератор труб;
чатый, многоходовой по воздуху. Температура
воздуха на входе в регенератор – 190 oС, на выхо;
де – 450 oС. Коэффициент тепловой эффектив;
ности – 0,8. При исследовании рассмотрены сле;
дующие конструкции трубчатой поверхности: с
непрерывным спиральным оребрением, прово;
лочными петлями, спиральными плавно очер;
ченными канавками и с радиально высокими ре;
брами. Определяющим размером в указанных
выше конструкциях является гидравлический
диаметр канала. В результате из;за изменения
величины определяющего размера от 0,04 до
0,02м числа Re изменялись в диапазоне
13630…16535, что составляло ±10%. Коэффици;
енты теплоотдачи рассчитывались по зависимо;
стям [4]. Стоимости используемых материалов
принимались по данным Интернет;сайта
http://www.vizir.dp.ua.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 117
Наведенo результати оцінки впливу
різних методів інтенсифікації процесів
теплопередачі на техніко)економічні та
масогабаритні показники теплообмінних
апаратів.
Представлены результаты оценки
влияния различных методов интенси)
фикации процессов теплопередачи на
технико)экономические и массогаба)
ритные показатели теплообменных ап)
паратов газотурбинных установок.
Results of estimation of influence of
various intensification methods of heat
transfer processes on technical and eco)
nomic indexes and mass and overall
dimensions of heat exchange apparatuses
of gas turbine plants are presented.
УДК621.438.004
КУЗНЕЦОВ В.В.1, СОЛОМОНЮК Д.Н.2
1Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, открытое ак[
ционерное общество "НЭТ", Украина, г. Николаев
2Государственное предприятие научно[производственный комплекс газотурбостроения
"Зоря"["Машпроект", Украина, г. Николаев
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА ТЕХНИКО)ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И
МАССОГАБАРИТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
Результаты показали, что при рассматривае;
мых методах интенсификации теплообмена ко;
эффициент теплоотдачи при обтекании пучков
труб регенератора с интенсификацией процессов
теплопередачи, по сравнению с гладкими пучка;
ми, увеличивается в 1,3…1,8 раза. Это привело к
снижению поверхности теплопередачи в 1,2…1,4
раза и соответственно массы регенератора в
1,1...1,3 раза.
На рис. 1 и 2 приведены зависимости удельной
массы поверхности теплообмена, коэффициента
теплопередачи и удельной поверхности теплооб;
мена от числа Рейнольдса для наиболее часто ис;
пользуемого метода интенсификации поверхнос;
ти теплообмена в теплообменных аппаратах
газотурбинных установок – спирально;ленточ;
ного оребрения. Лучшие показатели достигаются
при значениях числа Re = 16535: удельная масса
снижается, а коэффициент теплоотдачи повыша;
ется в 1,2 раза соответственно (рис.1). Поверх;
ность, необходимая для передачи одинаковой
мощности, снижается, по сравнению с гладко;
трубной поверхностью, в 1,42 раза (рис.2). Одна;
ко при этом суммарные гидравлические потери
увеличиваются на 6%, что приведет к дополни;
тельным затратам на прокачку теплоносителей.
Более рациональным можно считать увеличение
числа Re до 14500 (пересечение графиков mуд и k
на рис.1), что приведет к увеличению сопротив;
ления на 3,2%.
Уменьшение массы регенератора позволит
снизить стоимость материалов для одной секции
на 75…110 тыс. грн, что снизит срок окупаемос;
ти таких теплообменных аппаратов на 1…3 года.
На рис. 3. представлена зависимость удельной
стоимости поверхности теплообмена от числа
Рейнольдса для различных методов интенсифи;
кации процессов теплопередачи. При расчетах не
была учтена стоимость изготовления поверхности.
Результаты показывают преимущество интенси;
фикации с помощью спиральных плавно очерчен;
ных канавок перед традиционно используемыми
поверхностями. Стоимостные характеристики в
случае использования канавок ниже в 1,4…1,7 ра;
за, что снижает не только удельные показатели,
но и стоимость теплообменного аппарата в це;
лом.
118 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7
Рис. 1. Осредненная зависимость удельной массы
поверхности теплообмена и коэффициента
теплопередачи от числа Рейнольдса для
спирально)ленточного оребрения.
Рис. 2. Осредненная зависимость удельной
поверхности теплообмена от числа Рейнольдса
для спирально)ленточного оребрения.
Для оценки конкурентоспособности регенера;
тора ОАО "НЭТ" с рассмотренными конструкци;
ями трубчатых поверхностей было произведено
его сравнение с регенератором РГ;10 производ;
ства НПЦ "Анод", г. Н. Новгород (Россия,
http://www.anod.ru), в котором в качестве поверх;
ности теплообмена используются змеевики с ма;
лым радиусом гиба. Установлено, что по массе
регенератор с интенсификацией процессов теп;
лопередачи не уступает российскому аналогу ;
масса регенераторов составляет порядка 48 т
каждого, длина секции регенератора РГ;10 на 1м
меньше, чем регенератора ОАО "НЭТ". Стоимо;
стные показатели регенератора ОАО "НЭТ" ниже
в 1.4…1.6 раз, что вызвано использованием раз;
ных материалов при изготовлении этих теплооб;
менников.
Выводы
Полученные данные могут быть использованы
при разработке перспективных поверхностей
теплообменных аппаратов газотурбинных уста;
новок, маркетинговых исследованиях возмож;
ности реализации теплообменников и на стадиях
технического проектирования газотурбинных ус;
тановок с теплообменными аппаратами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А. Научные ос;
новы расчета высокоэффективных компактных
теплообменных аппаратов с рациональными ин;
тенсификаторами теплоотдачи// Теплоэнергети;
ка. – 2006. – №4. – С. 2–14.
2. Дрейцер Г.А. Проблемы создания высоко;
эффективных трубчатых теплообменных аппара;
тов// Теплоэнергетика. – 2006. – №4. – С. 31–38.
3. Халатов А.А. Теплообмен и гидродинами;
ка около поверхностных углублений (лунок). –
К.: Институт технической теплофизики НАН Ук;
раины, 2005. – 76 с.
4. Бажан П.И, Каневец Г.Е., Селиверстов В.М.
Справочник по теплообменным аппаратам. –
М.: Машиностроение, 1989. – 367с.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 7 119
Рис. 3. Осредненная зависимость удельной
стоимости поверхности теплообмена от числа
Рейнольдса.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61334 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:21:18Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кузнецов, В.В. Соломонюк, Д.Н. 2014-04-30T16:38:43Z 2014-04-30T16:38:43Z 2007 Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок / В.В. Кузнецов, Д.Н. Соломонюк // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 7. — С. 117-119. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61334 621.438.004 Представлены результаты оценки влияния различных методов интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок. Наведенo результати оцінки впливу різних методів інтенсифікації процесів теплопередачі на техніко-економічні та масогабаритні показники теплообмінних апаратів. Results of estimation of influence of various intensification methods of heat transfer processes on technical and economic indexes and mass and overall dimensions of heat exchange apparatuses of gas turbine plants are presented. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок Estimation of influence of the intensification of heat transfer processes on technical and economic indexes and mass and overall dimensions of heat exchange apparatuses of gas turbine plants Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок Кузнецов, В.В. Соломонюк, Д.Н. |
| title | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| title_alt | Estimation of influence of the intensification of heat transfer processes on technical and economic indexes and mass and overall dimensions of heat exchange apparatuses of gas turbine plants |
| title_full | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| title_fullStr | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| title_full_unstemmed | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| title_short | Оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| title_sort | оценка влияния интенсификации процессов теплопередачи на технико-экономические и массогабаритные показатели теплообменных аппаратов газотурбинных установок |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61334 |
| work_keys_str_mv | AT kuznecovvv ocenkavliâniâintensifikaciiprocessovteploperedačinatehnikoékonomičeskieimassogabaritnyepokazateliteploobmennyhapparatovgazoturbinnyhustanovok AT solomonûkdn ocenkavliâniâintensifikaciiprocessovteploperedačinatehnikoékonomičeskieimassogabaritnyepokazateliteploobmennyhapparatovgazoturbinnyhustanovok AT kuznecovvv estimationofinfluenceoftheintensificationofheattransferprocessesontechnicalandeconomicindexesandmassandoveralldimensionsofheatexchangeapparatusesofgasturbineplants AT solomonûkdn estimationofinfluenceoftheintensificationofheattransferprocessesontechnicalandeconomicindexesandmassandoveralldimensionsofheatexchangeapparatusesofgasturbineplants |