ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ
Not a member yet
1437 research outputs found
Sort by
РАЗВИТИЕ СТРУИ НАД НАГРЕТОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
Get PDFThe development of thermal contaminated air stream formed above the surface of lengthy heated plate is investigated on the basis of the mathematical model of heat and mass transfer processes. The numerical simulation results performed for the purpose of finding a way to prevent the contaminants outflow from the hood in the presence of external influence are given. Three variants of the hood side panels lengthening are considered: on either side; on the side of the fresh air supply; on the side opposite to the location of air distributors. Comparison of the effects of using these variants of hood design allowed determining that the hood panel located on the side of the coming air flow gives the greatest leakage reduction. It is found out that lengthening of the hood side panels does not ensure full localization of the contaminated convective stream.Several variants of using the screen located on the side of the lateral air flow were investigated in the course of work. Best result is observed under conditions of application of the screen symmetrically located relative to spacing between the hood and the plate. The analysis of local values of temperature and velocity fields in this case shows that losses of heated contaminated air to the workshop space are practically absent. It is found out that the convective stream can be most efficiently localized under the condition of hood-symmetric distribution of supply air. Influence of the open gate on convective stream formation in the workshop space with heat emission is considered. The shift of upward flow to the opposite side relative to the gate is observed. The radiant heat release from the board is of great importance in the temperature field formation of closely located areas of floor and walls surfacesНа основании математической модели процессов переноса теплоты и массы исследуется развитие тепловой загрязненной воздушной струи, формируемой над поверхностью протяженной нагретой плиты. Приводятся результаты численных расчетов, выполненных с целью поиска способа исключить выход загрязняющих веществ за пределы вытяжного зонта при наличии внешних воздействий. Рассматриваются три варианта удлинения свесов зонта: с обеих сторон, со стороны раздачи приточного воздуха, со стороны, противоположной расположению воздухораспределителей. Сравнение последствий применения указанных вариантов конструктивного решения зонта позволило установить, что наибольшее снижение утечек дает свес, расположенный со стороны набегающего потока воздуха. Установлено, что удлинение боковых свесов зонта не обеспечивает полной локализации загрязненной конвективной струи.В ходе работы исследованы несколько вариантов использования экранов, расположенных со стороны бокового потока воздуха. Наилучший результат наблюдается в условиях применения экрана, симметрично расположенного относительно зазора между зонтом и плитой. Анализ локальных значений полей температуры и скорости в данном случае показывает, что утечка нагретого загрязненного воздуха в пространство цеха практически отсутствует. Установлено, что тепловая струя наиболее эффективно может быть локализована при условии симметричного относительно зонта распределения приточного воздуха. Рассматривается влияние открытых ворот на формирование конвективной струи в пространстве цеха с тепловыделениями. Отмечается смещение восходящей струи в противоположную от ворот сторону. Поступление лучистой теплоты от плиты имеет большое значение в формировании поля температуры близко расположенных участков поверхностей пола и стен
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ НА ПОТЕРИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ (Часть 1)
Get PDFThe paper proposes methodology for evaluation of storage system influence on energy losses. The methodology makes it possible to investigate influence of some operational modes of devices on energy losses for a wide range of variants pertaining to reset conditions. The paper provides mathematical dependences that determine criteria for maximization of energy loss reduction.Предложена методика оценки влияния накопителей на потери электроэнергии. С ее помощью исследовано воздействие некоторых режимов работы устройств на потери электроэнергии для широкого диапазона вариантов задания исходных режимов. Приведены математические зависимости, определяющие критерии для максимизации снижения потерь электроэнергии.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ С ДЛИТЕЛЬНЫМ СРОКОМ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Get PDFThe paper shows non-efficient application of the existing economical models for determination of replacement time for transformers with long service life because these models do not take into account real changes in transformer parameters during its operational period. An improved mathematical model for estimation of replacement efficiency of power transformers which are used at substations of power distribution networks has been developed in the paper. The model makes it possible to determine an optimum replacement time and economically justified operational service life of the transformers.Показана неэффективность применения существующих экономических моделей для определения времени замены трансформаторов с длительными сроками службы, так как они не учитывают реальных изменений параметров трансформаторов в процессе эксплуатации. Разработана усовершенствованная математическая модель для оценки эффективности замены силовых трансформаторов на подстанциях распределительных электрических сетей с учетом «старения» их физических параметров. Разработанная модель позволяет определять как время оптимальной замены, так и экономически целесообразный срок эксплуатации трансформаторов
ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА РАБОТЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Get PDFThe paper proposes a specific assessment of heat resistant steel residual resource which is based on time determination of pore output on grain boundary with due account of an operational temperature, chemical composition and structure of the investigated steel.Предложен подход к оценке остаточного ресурса теплоустойчивых сталей, основанный на определении времени выхода пор на границу зерен с учетом рабочей температуры, химического состава и структуры исследуемых сталей
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ В СИСТЕМАХ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Get PDFThe paper considers a possibility to use a thermal pump and heat-exchange device in the ventilation system for heat utilization of exhaust air. An influence of air characteristics on energy efficiency of heat-utilizing installations has been shown in the paper. Specific feature of the thermal pump application is the fact hat a source of secondary heat has higher temperature than a consumer. The paper contains results of thermal pump and heat exchange device parameters, hat characterize their efficiency while being applied in a ventilation system.Рассмотрена возможность использования теплового насоса и теплообменного аппарата в системе вентиляции для утилизации теплоты вытяжного воздуха. Показано влияние характеристик воздуха на энергетическую эффективность теплоутилизационных устройств. Особенностью использования теплового насоса является то, что источник вторичной теплоты имеет более высокую температуру, чем потребитель. Получены результаты параметров теплового насоса и теплообменного аппарата, характеризующие эффективность их применения в системе вентиляци
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ РЕКУПЕРАЦИИЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОГО ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТАПРИ УСТАНОВКЕ НАКОПИТЕЛЯ НА ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
Get PDFAt present a great attention is paid to increasing of energy efficiency at operated electrified urban transport. Perspective direction for increasing energy efficiency at that type of transport is the application of regenerative braking. For additional increasing of energy efficiency there were suggested the use of capacitive drive on tires of traction substation. One of the main task is the analysis of energy recovery application with drive and without it.These analysis demonstrated that the calculation algorithms don’t allow in the full volume to carry out calculations of amount and cost of energy recovery without drive and with it. That is why we see the current interest to this topic. The purpose of work is to create methods of algorithms calculation for definite amount and cost of consumed, redundant and recovery energy of electrified urban transport due to definite regime of motion on wayside. There is algorithm developed, which allow to calculate amount and cost of consumed, redundant and recovery energy of electrified urban transport on wayside during the installation capacitive drive at traction substation. On the basis of developed algorithm for the definite regime of wagon motion of subway there were fulfilled the example of energy recovery amount and its cost calculation, among them with limited energy intensity drive, when there are 4 trains on wayside simultaneously.В настоящее время большое внимание уделяется повышению энергоэффективности на эксплуатируемом электрифицированном городском транспорте. Перспективным направлением по повышению энергоэффективности на данном виде транспорта является применение рекуперативного торможения. Для дополнительного повышения энергоэффективности предложено использовать емкостной накопитель электроэнергии на шинах тяговой подстанции. Одна из важных задач – оценка применения энергии рекуперации с накопителем и без него.Проведенный анализ работ показал, что существующие алгоритмы расчета не позволяют в полном объеме выполнять расчеты количества и стоимости энергии рекуперации без накопителя и при его использовании. Исходя из этого вытекает актуальность данной темы. Цель работы – составление методики расчета и алгоритма для определения количества и стоимости потребляемой, рекуперируемой и избыточной энергии электрифицированного городского транспорта исходя из заданного режима движения на перегоне. Разработан алгоритм, позволяющий рассчитывать количество и стоимость потребляемой, рекуперируемой и избыточной электроэнергии с учетом режима движения электрифицированного городского транспорта на перегоне при установке емкостного накопителя на тяговой подстанции. На основании разработанного алгоритма для заданного режима движения поезда метрополитена выполнен пример расчета количества энергии рекуперации и ее стоимости, в том числе при ограниченной энергоемкости накопителя, для одновременно находящихся четырех поездах на перегоне
ТЕПЛООТДАЧА НА БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧЕГО ОБЪЕМА ЦИКЛОННЫХ КАМЕР С ДВУСТОРОННИМИ НЕСИММЕТРИЧНЫМИ ВВОДОМ И ВЫВОДОМ ГАЗОВ
Get PDFThe heat dissipation on the lateral surface of the cyclone chamber working volume with asymmetrical input and output of gases is considered in the present paper in contrast to the previously executed [1–10]. The relative values of input gas flow and the relative diameters of the outlet are different in each of the halves of the working volume. The heat dissipation by convection to the swirling airflow was studied by the method of variation of the aggregate state of the heating agent – water vapor slightly superheated (at 2–3 °С) condensation. Collecting the condensate produced from the work site through a water lock, providing maintaining of constant pressure in the calorimeter. The quantity of heat transmitted during the experiment was determined by the amount of collected condensate.In the experiments on the camera with two-sided asymmetric output relative gas outlet diameter on one side of the camera varied Relative diameter of the outlet on the other hand remained constant. In the experiences on the camera with the bilateral asymmetrical conditions for the introduction of gases the asymmetry of the introduction of flow was created due to a change in the relative entrance area whoo remained constant. Local heat transfer coefficient was determined for different values dimensionless longitudinal coordinate coinciding with the axis of the chamber, directed toward the outlet, measured from the middle section of the working volume. Еquations for calculation of heat transfer coefficients on the lateral surface of the howling cyclone chambers with unbalanced input and output gases, оbtained in this paper, give the satisfactory agreement of the calculated and experimental data that allows to recommend to their practical application.В настоящей работе, в отличие от исследований [1–10], рассмотрена теплоотдача на боковой поверхности рабочего объема при несимметричных вводе и выводе газов, когда значения относительных площадей входа и относительных диаметров выходного отверстия различны в каждой из половин рабочего объема. Теплоотдачу конвекцией к закрученному потоку воздуха изучали по методу изменения агрегатного состояния греющего агента – конденсации слегка перегретого (на 2–3 оС) водяного пара. Сбор конденсата с рабочего участка производили через гидрозатвор, обеспечивающий поддержание постоянного давления в калориметре. Переданное за время опыта количество теплоты определяли по массе собранного конденсата.В опытах на камере с двусторонним несимметричным выводом газов варьировали относительный диаметр выходного отверстия с одной из сторон камеры Относительный диаметр выходного отверстия с другой стороны сохранялся постоянным. В опытах на камере с двусторонними несимметричными условиями ввода газов несимметрию ввода потока создавали за счет изменения относительной площади входа которая оставалась постоянной. Местный коэффициент теплоотдачи определяли при различных значениях безразмерной продольной координаты, совпадающей с осью камеры, направленной в сторону выходного отверстия, отсчитываемой от среднего сечения рабочего объема. Полученные уравнения для расчета коэффициентов теплоотдачи на боковой поверхности циклонных камер с несимметричными вводом и выводом газов дают удовлетворительное совпадение расчетных и опытных данных, что позволяет рекомендовать их для практического применения
ЧИСЛЕННОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОЙ РАБОТЫ U-ОБРАЗНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ГРУНТОВОГО ТЕПЛООБМЕННИКА
Get PDFUnsteady numerical model of borehole heat exchanger heat regime was developed. General numerical modeling results are borehole heat flux, heat carrier inlet temperature and average soil temperature distribution. Proposed model is based on solution of heat conduction equation in transient plane axially symmetric formulation with boundary conditions for borehole heat exchanger and undisturbed soil domain. Solution method is finite difference method. Numerical model is verified with comparisons numerical results and experimental data from developed laboratory installation for simulation unsteady heat regime of horizontal positioned U-shape ground heat exchanger in sand medium.Cooling of water is organized in ground exchanger in experiment. Experiment includes two steps. Thermal properties of sand is determined at the first stage. Thermal conductivity of sand is determined by stationary plate method, thermal diffusivity is determined by regular regime method using cylindrical calorimeter. Determined properties are used further in processing of experimental results at second step for analysis of transient work of ground heat exchanger. Results of four experiments are analyzed with different duration and time behavior of mass flow and heat carrier temperature. Divergences of experimental and simulated results for temperature of heat carrier changes in the range 0,5–1,8 %, for sand temperature in the range 1,0–2,3 %, for heat flux in the range 3,6–5,4 %. Experimental results can be used for validation of other simulation methods of ground heat exchangers. Presented numerical model can be used for analyzing of heat supply systems with heat pumps.Разработана численная модель нестационарного теплового режима вертикального грунтового теплообменника, позволяющая установить изменение во времени его основных параметров: теплового потока, температуры теплоносителя на выходе, усредненное распределение температуры в прилегающем грунте. Предлагаемый подход основан на решении уравнения теплопроводности в нестационарной плоской осесимметричной постановке с граничными условиями, учитывающими параметры грунтового теплообменника и температурный режим грунта на удалении. Решение проводили по методу конечных разностей. Достоверность разработанной модели подтверждается сравнением расчетных результатов с экспериментальными данными, полученными на разработанной установке, в которой имитировался нестационарный тепловой режим грунтового теплообменника в виде U-образной трубы, расположенной горизонтально в песчаной среде.В эксперименте, проводимом в два этапа, было организовано охлаждение воды в грунтовом теплообменнике. На первом этапе определяли теплофизические свойства песка. Теплопроводность песка находили стационарным методом плоского слоя, температуропроводность – методом регулярного режима с применением цилиндрического калориметра. Полученные свойства использовали далее при обработке экспериментальных данных второго этапа – исследование нестационарной работы грунтового теплообменника. Проанализированы результаты четырех экспериментов с различной продолжительностью и характером изменения массового расхода и температуры теплоносителя. Расхождение результатов опыта и расчета по модели для температуры теплоносителя на выходе теплообменника отмечено в диапазоне 0,5–1,8 %, для температуры грунта – 1,0–2,3 %, для теплового потока – 3,6–5,4 %. Результаты экспериментов могут быть использованы для подтверждения достоверности других методов моделирования грунтовых теплообменников. Представленную численную модель можно использовать для анализа работы системы теплоснабжения с тепловыми насосами
К ВЫБОРУ ИСТОЧНИКА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МОБИЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО СООРУЖЕНИЯ
Get PDFThe paper proposes a vortex heat generator with energy transformation of the highest state of matter motion into the lowest one as a heat supply source for a mobile object. Energy transformation coefficient indices close or equal to 1 have been obtained as a result of experiments on efficiency of the vortex heat generator. Such results can be explained with the help of the 2nd Bohr quantum postulate. Standard series of certified VTG heat generators has been proposed for heat supply of the mobile object (field hospital).В качестве источника теплоснабжения мобильного объекта предложенвихревой теплогенератор с преобразованием энергии высшей формы движения материи в низшую. В ходе опытов по определению эффективности вихревого теплогенератора были получены значения коэффициента преобразования энергии, близкие и равные единице. Такие результаты могут быть объяснены с помощью второго квантового постулата Бора. Для теплоснабжения мобильного объекта (полевого госпиталя) предложен типоряд сертифицированных теплогенераторов марки ВТГ
ОЦЕНКА СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ ПРИ УСТАНОВКЕ БАТАРЕЙ НИЗКОВОЛЬТНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
Get PDFThis paper describes an estimation method of decreasing losses of active power in power transformers with voltage 10(6)/0,4 kV after installation of devices of reactive power compensation on output side depending on voltage level, connected to capacity devices, taking into account dielectric loss in capacitors. Analysis of functional dependences was carried out. Investigation of function with a help of derivations was carried out. Points of function extremum and also its intervals of rise and fall rates were founded. This paper describes graphic investigation of obtained functional dependence, which is introduced by quartic polynominal. It is established that decreasing of losses of active power depends on technical parameters and load factor of transformer, coefficient of loading power of electricity consumers, voltage value connected to capacitor unit.Using obtained functional dependences, calculations for the main size-types of power transformers with voltage 10(6)/0,4 kV serie ТМГ 11 and ТМГ12 were done. It is established that depending on technical characteristics of certain transformer, coefficient of its loading and power, there is a definite value of deviation of real voltage value from working voltage of capacitor installation when it will be observed positive technical and economical effect from installed capacitor battery unit. For taken value of loading coefficient and transformer’s power the maximum decrease of losses of active power takes place under voltage directed to capacitor unit, which is lower then nominal value. For all taken size-types of power transformers the argument of investigating function for its maximal value is out of standard permissible of voltage deviations from nominal value.These functional dependents can be used for preliminary calculations, which are needed for making decision on compensation of reactive power in electric power supply systems of industrial objects. Their consideration allows more accurately evaluate technical and economical effect from installation of capacitor’s batteries in electrical networks with voltage up to 1 kV.Рассматривается метод оценки степени снижения потерь активной мощности в силовых трансформаторах напряжением 10(6)/0,4 кВ при установке устройств компенсации реактивной мощности на вторичной стороне в зависимости от уровня напряжения, подведенного к конденсаторным установкам, с учетом диэлектрических потерь в конденсаторах. Произведен анализ рассмотренных функциональных зависимостей. Выполнено исследование функции с помощью производных. Найдены точки экстремума функции, а также ее интервалы возрастания и убывания. Произведено графическое исследование полученной функциональной зависимости, представляющей собой многочлен четвертой степени. Выяснено, что снижение потерь активной мощности зависит от технических параметров и коэффициента загрузки трансформатора, коэффициента мощности нагрузки потребителей электроэнергии, величины напряжения, подведенного к конденсаторной установке.С использованием полученных функциональных зависимостей выполнены расчеты для основных типоразмеров силовых трансформаторов напряжением 10(6)/0,4 кВ серий ТМГ11 и ТМГ12. Установлено, что в зависимости от технических характеристик каждого конкретного трансформатора, его коэффициентов загрузки и мощности существует определенное значение отклонения фактической величины напряжения от номинального напряжения конденсаторной установки, при котором будет наблюдаться положительный технико-экономический эффект от установки конденсаторных батарей. При принятых значениях коэффициентов загрузки и мощности трансформатора максимальное снижение потерь активной мощности имеет место при напряжении, подведенном к конденсаторной установке, меньшем номинального значения. Для всех рассмотренных типоразмеров силовых трансформаторов аргумент исследуемой функции, при котором наблюдается наибольшее ее значение, находится вне диапазона нормально допустимых отклонений напряжения от номинального значения.Рассмотренные функциональные зависимости могут использоваться при проведении предварительных расчетов, необходимых для принятия решения по компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения производственных объектов. Их учет позволит более точно оценивать технико-экономический эффект от установки батарей конденсаторов в электрических сетях напряжением до 1 кВ