Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск
Том 19, № 11-12 (2017)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.30724/1998-9903-2017-19-11-12

ЭНЕРГЕТИКА

3-11 68
Аннотация
В статье представлено исследование однорядных воздухоохлаждаемых теплообменников, состоящих из биметаллических накатных алюминиевых ребристых труб с различными поперечными шагами их установки, оснащенных дополнительным интенсифицирующим устройством – вытяжной шахтой, различной высоты. Проанализирована методика обработки полученных опытных данных и представлены зависимости чисел Нуссельта от чисел Грасгофа. Проанализирована физическая картина структуры потока воздуха, проходящего через однорядный горизонтальный оребренный пучок. Установка вытяжной шахты над пучком приводит к значительному росту теплоотдачи в 2,5-3,0 раза, но при этом эффективность теплоотдачи существенно зависит от высоты вытяжной шахты, ее аэродинамического сопротивления и поперечного шага установки труб в теплообменном пучке.Для смешанноконвективного теплообмена зависимость теплоотдачи от поперечного шага установки труб имеет отличный характер по сравнению со свободноконвективным теплообменом.
12-20 36
Аннотация

В применяемых на практике методах определения аварийных режимов систем тягового электроснабжения железных дорог переменного тока используется эквивалентирование внешней сети реактансами короткого замыкания (КЗ) на вводах тяговых подстанций. Такое эквивалентирование может приводить к появлению погрешностей определения тока КЗ. Причина возникновения погрешностей связана с тем, что предложенные расчетные формулы базируются на методе симметричных составляющих при наличии однократной несимметрии в трехфазной цепи. Короткое замыкание в тяговой сети при двустороннем питании межподстанционной зоны создает двойную несимметрию, поскольку сказывается сразу на двух смежных тяговых подстанциях, и при сильной связи между ними по внешней сети возникает взаимовлияние несимметрий друг на друга.

Для определения границ применимости упрощенного эквивалентирования авторами предприняты сопоставительные расчеты аварийных режимов с помощью моделей, построенных в фазных координатах, и с применением эквивалентных реактансов внешнего электроснабжения.

Определение токов КЗ в системе тягового электроснабжения 27,5 кВ сравнительно простой конфигурации проведено в трех вариантах: по формулам «Руководящих указаний по релейной защите систем тягового электроснабжения», по полнофункциональной расчетной схеме комплекса Fazonord, учитывающей емкостные и индуктивные взаимовлияния проводов, а также по уточненной аналитической формуле. Полученные результаты показывают сравнительно небольшие погрешности при мощности КЗ, превышающей 1000 МВ·А. При небольших значениях мощности КЗ погрешность может достигать нескольких десятков процентов и становится недопустимой. 

21-31 42
Аннотация

Для повышения эффективности защиты шин 110–220 кВ предлагается применение алгоритмов, основанных на дифференциальном принципе в сочетании с методом двойной записи. Двойная запись – способ регистрации хозяйственных операций бухгалтерского учета, при котором каждое изменение состояния средств фиксируется на двух счетах, обеспечивая общий баланс. С помощью организации избыточной обработки информации о токах, измеренных на концах защищаемых объектов и сформированных в специальные матрицы, реализуется надежное функционирование дифференциальной защиты, исключая ее излишние действия при повреждениях трансформаторов тока.

32-38 22
Аннотация
В статье представлены результаты численного моделирования влияния характерных температур факела зоны активного горения на содержание (полициклических ароматических углеводородов) ПАУ, представленных бенз(а)пиреном, в уходящих газах пылеугольного котла БКЗ-75-39 ФБ. Выполнено исследование интенсивности воздействия адиабатической температуры на распределение теплообмена в топочном устройстве котлоагрегата. Установлена степень изменения поглощательной способности топочной среды в условиях влияния безразмерной температуры газов на выходе из зоны активного горения. Выполнена оценка концентраций бенз(а)пирена в пределах температурной зоны (менее 1000 К) пылеугольного факела. На основе полученных результатов определена функциональная зависимость содержания бенз(а)пирена в уходящих газах котла БКЗ-75-39 ФБ от безразмерной температуры продуктов сгорания на выходе из топочной камеры.
39-50 32
Аннотация

Рассмотрены возможности применения водорода как альтернативного источника энергии и полупродукта в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Приведены основные способы производства водорода с подробным описанием процесса парового каталитического риформинга технологии и реактора, а также методов выделения высокочистого водорода и новых технологических решений для парового риформинга.

51-61 47
Аннотация

Разработаны основные принципы проектирования и схемные решения альтернативных систем жизнеобеспечения, принцип действия которых основан на реализации открытого абсорбционного цикла с солнечной регенерацией абсорбента. Такие системы позволяют обеспечивать: экологичность применения, уменьшение энергетических потерь, возможность комплексного жизнеобеспечения, включающего отопление, горячее водоснабжение, охлаждение и кондиционирование воздуха для жилых и производственных помещений. Количество вариантов таких схемных решений достаточно многообразно и определяется конкретными условиями решаемых задач охлаждения сред и кондиционирования воздуха. Все тепломасообменные аппараты, входящие в состав систем – двухконтурные, обеспечивающие бесконтактное охлаждение теплоносителя. Применено принципиально новое решение использовать тепломассообменные аппараты с подвижной насадкой, обеспечивающие возможность эксплуатации в экстремальных условиях (загрязненные среды, резкие колебания нагрузок), повышение предельных нагрузок, высокую поперечную равномерность (упрощение задачи масштабирования), нетребовательность к качеству распределения потоков.

62-72 61
Аннотация
Предложена схема воздушно-аккумулирующей газотурбинной электростанции (ВАГТЭ) с использованием, в период спада электрической нагрузки, абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины (АБХМ) для добавочного охлаждения сжатого воздуха в дополнительном охладителе перед воздушным аккумулятором. Проведен техникоэкономический анализ возможных вариантов изменения в составе и длительности работы компрессорного и турбинного оборудования ВАГТЭ в связи с дополнительным снижением температуры сжатого воздуха при использовании АБХМ на 10  – 20 ºС. Вариант внедрения АБХМ в схему ВАГТЭ, при котором профили компрессора и газовой турбины не меняются, а изменяется продолжительность их работы, оказывается более эффективным. 
73-87 21
Аннотация

В работе обоснована актуальность повышения точности определения значений гармонических составляющих в электрических сигналах. Показана необходимость учѐта нелинейного характера изменения индуктивности цепи для увеличения точности определения амплитудных и/или действующих значений гармонических составляющих в первичной цепи. Описаны быстродействующие алгоритмы точного определения значений гармонических составляющих. Представлены результаты натурных испытаний с использованием предлагаемых методов. Выполнено сравнение приведѐнных алгоритмов обработки вторичных сигналов.

88-100 48
Аннотация
Исследования в области анализа, расчета и оптимизации систем активного энергопотребления становятся все более актуальными, а их результаты – все более востребованными. Реализация концепции активного потребителя в интеллектуальной интегрированной энергосистеме представляет собой серьезную научную проблему, нуждающуюся в разработке соответствующего научно-методического инструментария. Определенное развитие этого направления рассматривается в настоящей статье. В ней представлена математическая модель активного потребителя, учитывающая технологические особенности, экономические интересы и релевантность его энергоснабжения. Формулируется комплекс задач оптимального управления нагрузкой активного потребителя (на примере электропотребления) и оптимальной загрузки источников энергии активного потребителя управления генерацией электроэнергии, тепловой энергии и холода с учетом наличия у потребителя нескольких собственных источников энергии. Они относятся к задачам смешанно-целочисленного линейного программирования. Приведена методика проведения вычислений с использованием разработанного методического и программного обеспечения. Исследуются основополагающие функции активного потребителя в интеллектуальной интегрированной энергосистеме в соответствии с его базовыми принципами формирования, связанными с повышением требований по обеспечению комфортных условий и качеству поставляемой энергии, развитием распределенной генерации и участием потребителей не только в получении, но и в поставке энергии в систему.  
101-111 39
Аннотация
В данной статье рассмотрен вопрос повышения эффективности парогазовой установки с одноконтурным котлом-утилизатором за счет включения в схему абсорбционного бромисто-литиевого преобразователя теплоты. 
112-118 44
Аннотация
Рассмотрены уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи от гладкой поверхности, полученные с применением моделей турбулентного пограничного слоя Прандтля и Дайслера. Показано, что учет возмущений в пограничном слое (шероховатость стенки, выступы, кольцевые накатки) можно выполнить параметрически за счет корректировки динамической скорости, толщины вязкого подслоя и толщины пограничного слоя. Даны результаты расчетов средних значений коэффициентов теплоотдачи (в безразмерном виде чисел Нуссельта и Стантона) и сравнение с известными экспериментальными данными.  

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

126-134 52
Аннотация

Проведен численный анализ процесса формирования температурных полей в результате выделения Джоулева тепла в сегменте типичной литий-ионной аккумуляторной батареи. Использовались программные пакеты ANSYS Electric и ANSYS Fluent. При математическом моделировании учитывались конвективный и кондуктивный механизмы теплопереноса и выделение тепловой энергии при прохождении электрического тока через материал пластин батареи. В результате численного моделирования установлены температуры электролита аккумулятора при прохождении токов, близких к предельно допустимым. Получены характерные распределения температур в исследуемой области. Выделен критический режим работы аккумулятора при нерегламентных токовых нагрузках.

ПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

135-141 74
Аннотация
Долговременное бесперебойное электроснабжение потребителей требует «интеллектуализации» существующих электрических сетей. Одним из этапов создания «умной» сети является оснащение воздушных линий электропередачи устройствами автоматического сбора информации о гололѐдообразовании. В статье предложен алгоритм мониторинга оледенения воздушных ЛЭП посредством онлайн-видеоизмерения габарита фазных проводов. Представлен вариант технической реализации соответствующего устройства и сделан вывод о целесообразности его применения.  

К ЗАЩИТЕ ДИССЕРТАЦИЙ

152-156 73
Аннотация

В данной работе приведены результаты опытов по изучению возможности применения кристаллогидратов хлорида кобальта для осушки трансформаторных масел. Показано, что использование кристаллогидратов хлорида кобальта для осушки трансформаторных масел приводит к их полному обезвоживанию. Это происходит за счет взаимодействия между молекулами хлорида кобальта и воды. Для определения взаимодействия хлорида кобальта с маслом и водой были исследованы спектры поглощения в видимой и ближней ИК области при комнатной температуре в кюветах толщиной 10 мм в диапазоне длин волн λ 300÷1000 нм. Показано, что независимо от количества добавленного хлорида кобальта спектры трансформаторного масла не изменяются и, следовательно, не изменяется химический состав масла. Это говорит о том, что хлорид кобальта никак не реагирует с трансформаторным маслом и в полном объеме остается на дне емкости с трансформаторным маслом. Данный метод более экономичен и менее «ресурсозатратен».

 

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

119-125 30
Аннотация

В статье представлен обзор современного состояния работ по комплексному использованию углеводородного сырья для энергообеспечения промышленных и коммунальнобытовых потребителей, а также генерации технологического газа. Предложена тепловая схема энергохимической установки с комбинированной выработкой энергоносителей (тепловой и электрической энергии) и технологического газа, содержащего H2 и CO. Зарегистрирован программный продукт в виде математической модели реактора частичного окисления, который позволил оценить параметры синтез–газа при коэффициенте расхода воздуха α=0,7, степени повышения давления πк=5 и удельном расходе водяного пара 6,5 кг/кг (N2=35,8%; H2O=50,2%; CO2=5,9%; CO=2,6%; H2=5,5% и температура 1570оС), а также геометрические размеры аппарата D=1,3 м и L=10,8 м.

ФИЗИКА

142-151 24
Аннотация

В статье на базе модернизированной физико-химической модели «идеальный газ», предполагающей наличие у него химической энергии, и теории термодинамических потенциалов произведено исследование изотермического расширения идеального газа. Рассмотрение данного явления осуществлено как для обратимого, так и необратимого вариантов развития процесса, включая и такой его крайний случай, как расширение идеального газа в пустоту. В работе выявлена и обоснована возможность исследования процесса расширения идеального газа с использованием метода термодинамических потенциалов. На основе проведѐнного анализа получены результаты, аналогичные получаемым при исследовании данных процессов традиционным способом. С другой стороны, применение «химического» и «электрохимического» методов исследования позволило увеличить арсенал средств, используемых для изотермического расширения идеального газа, и получить адекватное объяснение эффектов локального нагрева и охлаждения и ряда других явлений, имеющих место при проведении классического опыта Гей-Люссака.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)