МРНТИ 44.31.31                                                                                            №2 (2021г.)

PDF

Генбач А.А., Бондарцев Д.Ю., Айтмагамбетов   А.A.

Особую опасность при переходных режимах вызывает неодинаковость во времени температурных расширений вращающихся и неподвижных деталей и возникающие температурные напряжения, которые не приводят к каким-либо опасным ситуациям на текущий момент, но при циклическом повторении, спустя годы, часто приводят к появлению трещин малоцикловой усталости. Значительный интерес представляют внутренние процессы, протекающие в пористых структурах, в частности интенсивность процесса фазового перехода в зонах пористой структуры. В статье приведено изучение характера влияния кипения капиллярной структуры (КС) на интенсивность теплоотдачи. Представлена методика проектирования пористых систем применительно к разработанным устройством тепловых энергоустановок. Проведенные исследования позволяют внедрять охлаждающую жидкость, материал корпуса и структуры, вид пористого покрытия, провести расчеты теплопределов, сопротивления, термических напряжений и приводят экономическую и экологическую оценку.
Ключевые слова: тепловой поток, паро (газо) турбинная установка, капиллярно-пористые структуры и покрытия, система охлаждения.

Список литературы

1 Трухний А.Д., Ломакин Б.В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. — М.: МЭИ, 2002. — 540с., [Trukhnii A.D., Lomakin B.V. Teplofikatsionnye parovye turbiny i turboustanovki. — M.: MEHI, 2002. — 540s.]

2 Верховский В.В., Данилова Г.Н., Тихонов А.В. Внутренние характеристики процесса и теплообмен при кипении хладагентов на поверхностях с искусственными центрами парообразования // In: Proc. 4th Minsk International Heat and Mass Transfer Forum. Minsk, Belarus.- 2000. — Р. 168-175., [Verkhovskij V.V., Danilova G.N., Tikhonov A.V. Vnutrennie kharakteristiki protsessa i teploobmen pri kipenii khladagentov na poverkhnostyakh s iskusstvennymi tsentrami paroobrazovaniya // In: Proc. 4th Minsk International Heat and Mass Transfer Forum. Minsk, Belarus. — 2000.- R. 168-175.]

3 Arik M. Enhancement of pool boiling critical heat flux in dielectric liquids by microporous coatings / Mehmet Arik, Avram Bar-Cohen, Seung Mun You // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2007. — Vol. 50. — Р. 997-1009.

4 Vafai K., Tien C. L. Boundary and inertia effects on flow and heat transfer in porous media // ht. 1. Heat mass transfer. — 1980. — Vol. 24, — P. 195-203.

5 Ustinov A., Mitrovic J. Special boiling effects of novel microstructured surface // 5th European Thermal — Sciences Conference, The Netherlands. — 2008. — Р. 105-109.

6 Vafai K. and Tien H. C. A numerical investigation of phase change effects in porous materials // ht. 1. Heat mass transfer. — 1989. — Vol. 32, — P. 1261-1277.

7 Genbach A.A., Bondartsev D.Y. Modeling of thermal stresses destroying the porous coating of heat-exchange surfaces of power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2019; 21(3): 117 — 125. https://doi. org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-117-125

8 Genbach A.A., Bondartsev D.Yu. Experimental method of investigation of the heat transfer crisis in a capillary-porous cooling system // News of the academy of sciences of the RK. — Vol. 2, №4 (28). — P. 81 — 88.

9 Genbach A.A., Bondartsev D. Yu., Iliev I.K., Georgiev A.G.. Scientific method of creation of ecologically clean capillary-porous systems of cooling of power equipment elements of power plants on the example of gas turbines. Energy. 199 (2020), 117458. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117458

10 Genbach A.A., BondartsevD.Y., I.K. Iliev. Thermal Science. 2019, Volume 23, Issues 2, Pages 849 — 860. https://doi.org/10.2298/TSCI171016139G

11 Генбач А.А., Бондарцев Д.Ю., Айтмагамбетов А.А. Исследование кризиса теплопередачи и предельного состояния теплообменной поверхности, покрытой капиллярно-пористой средой. Вестник КазНИТУ, №5 (141) 2020.- с. 159-165., [Genbach А.А., Bondartsev D.YU., Ajtmagambetov A.A. Issledovanie krizisa teploperedachi i predel’nogo sostoyaniya teploobmennoj poverkhnosti, pokrytoj kapillyamo-poristoj sredoj. Vestnik KazNITU, №5 (141) 2020. — s. 159 165.]

12 Воронцов Е.Г., Тананайко Ю.И. Теплообмен в жидкостных пленках. — Киев, 1972. — 275 с., [Vorontsov E.G., Tananajko YU.I. Teploobmen v zhidkostnykh plenkakh. — Kiev, 1972. — 275 s.]

13 Воронин В.Г., Ревякин А.В., Сасин В.Я., Тарасов В.С. Низкотемпературные тепловые трубы для летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1976. — 200 с., [Voronin V.G., Revyakin A.V., Sasin V.YA., Tarasov V.S. Nizkotemperaturnye teplovye truby dlya letatel’nykh apparatov. — M.: Mashinostroenie, 1976. — 200 s.]

14 Поляев В.М., Майоров В.А., Васильев Л.Л. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах конструкций летательных аппаратах. — М.: Машиностроение, 1998. — 168 с., [Polyaev V.M., Majorov V.A., Vasil’ev L.L. Gidrodinamika i teploobmen v poristykh ehlementakh konstruktsij letatel’nykh apparatakh. — M.: Mashinostroenie, 1998. — 168 s.]

15 Шитикова Е.В, Табунщик Г.В. Анализ рисков газотурбинных уста новок наземного применения // Вюник двигунобудування. — 2012. — №1. — С. 54 — 59., [SHitikova E.V., Tabunshhik G.V. Analiz riskov gazoturbinnykh ustanovok nazemnogo primeneniya // Visnik dvigunobuduvannya. — 2012. — №1. — S. 54 — 59]

16 Скиба М.В. Тенденции развития рынка газотурбинных установок // Вестник Самарского государственного университета. Серия «Экономика и управление». — 2015. — №9/2 (131). — С. 156 — 164., [Skiba M.V. Tendentsii razvitiya rynka gazoturbinnykh ustanovok // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «EHkonomika i upravlenie». — 2015. — №9/2 (131). — S. 156 — 164.]

17 ИмангазинМ.К., ЕрмуханбетоваЖ.Г. Оценка риска опасности аварий на электростанции ТОО «ЖАНАЖОЛСКАЯ ГТЭС» Актюбинская область // Успехи современной науки. — 2017. — Т.6, №6. — С. 119 — 123., [Imangazin M.K., Ermukhanbetova ZH.G. Otsenka riska opasnosti avarij na ehlektrostantsii TOO «ZHANAZHOLSKAYA GTEHS» Aktyubinskaya oblast’ // Uspekhi sovremennoj nauki. — 2017. — T.6, №6. — S. 119 — 123.,]

18 Минацевич С.Ф., Долинов А.Л., Минацевич Е.С. Анализ безопасности современных газоперекачивающих агрегатов и экономическая оценка рисков чрезвычайных ситуаций // Научные исследования и инновации. — 2013.- Т.7, № 1-4. — С. 140 — 146., [Minatsevich S.F., Dolinov А^., Minatsevich E.S. Analiz bezopasnosti sovremennykh gazoperekachivayushhikh agregatov i ehkonomicheskaya otsenka riskov chrezvychajnykh situatsij // Nauchnye issledovaniya i innovatsii. — 2013. — T.7, № 1-4. — S. 140 — 146]

19 Соколов В.С. Газотурбинные установки. // М.: Издат. Высшая школа, 1986. — С. 150., [Sokolov V.S. Gazoturbinnye ustanovki. // M.: Izdat. Vysshaya shkola, 1986. — S. 150.]

20 Цанев С.В., Буров В.Д., Осыка А.С. Газотурбинные энергетические установки: учебное пособие для вузов / под ред. С.В. Цанева — М.: Издательский дом МЭИ, 2011. — 174 с., [Tsanev S.V., Burov V.D., Osyka A.S. Gazoturbinnye ehnergeticheskie ustanovki: uchebnoe posobie dlya vuzov / pod red. S.V. TSaneva — M.: Izdatel’skij dom MEHI, 2011. — 174 s.] 21 Плоткин Е.Р., Трубилов М.А. К вопросу о пуске паровых турбин паром номинальных и скользящих параметров // Теплоэнергетика. — 1963. — № 9. — С. 6- 8., [Plotkin E.R., Trubilov М.А. K voprosu o puske parovykh turbin parom nomi- nal’nykh i skol’zyashhikh parametrov // Teploehnergetika. — 1963. — № 9. — S. 6- 8]

References

1 Trukhnij A.D., Lomakin B.V. Teplofikaczionny`e parovy`e turbiny` i turboustanovki. — M.: ME`I, 2002. — 540s., [Trukhnii A.D., Lomakin B.V. Teplofikatsionnye parovye turbiny i turboustanovki. — M.: MEHI, 2002. — 540s.]

2 Verkhovskij V.V., Danilova G.N., Tikhonov A.V. Vnutrennie kharakteristiki proczessa i teploobmen pri kipenii khladagentov na poverkhnostyakh s iskusstvenny`mi czentrami paroobrazovaniya // In: Proc. 4th Minsk International Heat and Mass Transfer Forum. Minsk, Belarus.- 2000. — R. 168-175., [Verkhovskij V.V., Danilova G.N., Tikhonov A.V. Vnutrennie kharakteristiki protsessa i teploobmen pri kipenii khladagentov na poverkhnostyakh s iskusstvennymi tsentrami paroobrazovaniya // In: Proc. 4th Minsk International Heat and Mass Transfer Forum. Minsk, Belarus. — 2000.- R. 168-175.]

3 Arik M. Enhancement of pool boiling critical heat flux in dielectric liquids by microporous coatings / Mehmet Arik, Avram Bar-Cohen, Seung Mun You // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2007. — Vol. 50. — Р. 997-1009.

4 Vafai K., Tien C. L. Boundary and inertia effects on flow and heat transfer in porous media // ht. 1. Heat mass transfer. — 1980. — Vol. 24, — P. 195-203.

5 Ustinov A., Mitrovic J. Special boiling effects of novel microstructured surface // 5th European Thermal — Sciences Conference, The Netherlands. — 2008. — Р. 105-109.

6 Vafai K. and Tien H. C. A numerical investigation of phase change effects in porous materials // ht. 1. Heat mass transfer. — 1989. — Vol. 32, — P. 1261-1277.

7 Genbach A.A., Bondartsev D.Y. Modeling of thermal stresses destroying the porous coating of heat-exchange surfaces of power plants. Power engineering: research, equipment, technology. 2019; 21(3): 117 — 125. https://doi. org/10.30724/1998-9903-2019-21-3-117-125

8 Genbach A.A., Bondartsev D.Yu. Experimental method of investigation of the heat transfer crisis in a capillary-porous cooling system // News of the academy of sciences of the RK. — Vol. 2, №4 (28). — P. 81 — 88.

9 Genbach A.A., Bondartsev D. Yu., Iliev I.K., Georgiev A.G.. Scientific method of creation of ecologically clean capillary-porous systems of cooling of power equipment elements of power plants on the example of gas turbines. Energy. 199 (2020), 117458. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117458

10 Genbach A.A., BondartsevD.Y., I.K. Iliev. Thermal Science. 2019, Volume 23, Issues 2, Pages 849 — 860. https://doi.org/10.2298/TSCI171016139G

11 Genbach A.A., Bondarczev D.Yu., Ajtmagambetov A.A. Issledovanie krizisa teploperedachi i predel`nogo sostoyaniya teploobmennoj poverkhnosti, pokry`toj kapillyarno-poristoj sredoj. Vestnik KazNITU, #5 (141) 2020.- s. 159-165., [Genbach A.A., Bondartsev D.YU., Ajtmagambetov A.A. Issledovanie krizisa teploperedachi i predel’nogo sostoyaniya teploobmennoj poverkhnosti, pokrytoj kapillyamo-poristoj sredoj. Vestnik KazNITU, #5 (141) 2020. — s. 159 165.]

12 Voronczov E.G., Tananajko Yu.I. Teploobmen v zhidkostny`kh plenkakh. — Kiev, 1972. — 275 s., [Vorontsov E.G., Tananajko YU.I. Teploobmen v zhidkostnykh plenkakh. — Kiev, 1972. — 275 s.]

13 Voronin V.G., Revyakin A.V., Sasin V.Ya., Tarasov V.S. Nizkotemperaturny`e teplovy`e truby` dlya letatel`ny`kh apparatov. — M.: Mashinostroenie, 1976. — 200 s., [Voronin V.G., Revyakin A.V., Sasin V.YA., Tarasov V.S. Nizkotemperaturnye teplovye truby dlya letatel’nykh apparatov. — M.: Mashinostroenie, 1976. — 200 s.]

14 Polyaev V.M., Majorov V.A., Vasil`ev L.L. Gidrodinamika i teploobmen v poristy`kh e`lementakh konstrukczij letatel`ny`kh apparatakh. — M.: Mashinostroenie, 1998. — 168 s., [Polyaev V.M., Majorov V.A., Vasil’ev L.L. Gidrodinamika i teploobmen v poristykh ehlementakh konstruktsij letatel’nykh apparatakh. — M.: Mashinostroenie, 1998. — 168 s.]

15 Shitikova E.V, Tabunshhik G.V. Analiz riskov gazoturbinny`kh usta novok nazemnogo primeneniya // Vyunik dvigunobuduvannya. — 2012. — №1. — S. 54 — 59., [SHitikova E.V., Tabunshhik G.V. Analiz riskov gazoturbinnykh ustanovok nazemnogo primeneniya // Visnik dvigunobuduvannya. — 2012. — №1. — S. 54 — 59]

16 Skiba M.V. Tendenczii razvitiya ry`nka gazoturbinny`kh ustanovok // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «E`konomika i upravlenie». — 2015. — №9/2 (131). — S. 156 — 164., [Skiba M.V. Tendentsii razvitiya rynka gazoturbinnykh ustanovok // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «EHkonomika i upravlenie». — 2015. — №9/2 (131). — S. 156 — 164.]

17 ImangazinM.K., ErmukhanbetovaZh.G. Oczenka riska opasnosti avarij na e`lektrostanczii TOO «ZhANAZhOLSKAYa GTE`S» Aktyubinskaya oblast` // Uspekhi sovremennoj nauki. — 2017. — T.6, №6. — S. 119 — 123., [Imangazin M.K., Ermukhanbetova ZH.G. Otsenka riska opasnosti avarij na ehlektrostantsii TOO «ZHANAZHOLSKAYA GTEHS» Aktyubinskaya oblast’ // Uspekhi sovremennoj nauki. — 2017. — T.6, №6. — S. 119 — 123.,]

18 Minaczevich S.F., Dolinov A.L., Minaczevich E.S. Analiz bezopasnosti sovremenny`kh gazoperekachivayushhikh agregatov i e`konomicheskaya oczenka riskov chrezvy`chajny`kh situaczij // Nauchny`e issledovaniya i innovaczii. — 2013.- T.7, № 1-4. — S. 140 — 146., [Minatsevich S.F., Dolinov A^., Minatsevich E.S. Analiz bezopasnosti sovremennykh gazoperekachivayushhikh agregatov i ehkonomicheskaya otsenka riskov chrezvychajnykh situatsij // Nauchnye issledovaniya i innovatsii. — 2013. — T.7, № 1-4. — S. 140 — 146]

19 Sokolov V.S. Gazoturbinny`e ustanovki. // M.: Izdat. Vy`sshaya shkola, 1986. — S. 150., [Sokolov V.S. Gazoturbinnye ustanovki. // M.: Izdat. Vysshaya shkola, 1986. — S. 150.]

20 Czanev S.V., Burov V.D., Osy`ka A.S. Gazoturbinny`e e`nergeticheskie ustanovki: uchebnoe posobie dlya vuzov / pod red. S.V. Czaneva — M.: Izdatel`skij dom ME`I, 2011. — 174 s., [Tsanev S.V., Burov V.D., Osyka A.S. Gazoturbinnye ehnergeticheskie ustanovki: uchebnoe posobie dlya vuzov / pod red. S.V. TSaneva — M.: Izdatel’skij dom MEHI, 2011. — 174 s.] 21 Plotkin E.R., Trubilov M.A. K voprosu o puske parovy`kh turbin parom nominal`ny`kh i skol`zyashhikh parametrov // Teploe`nergetika. — 1963. — № 9. — S. 6- 8., [Plotkin E.R., Trubilov M.A. K voprosu o puske parovykh turbin parom nomi- nal’nykh i skol’zyashhikh parametrov // Teploehnergetika. — 1963. — № 9. — S. 6- 8]