Тепловые двигатели в целом. Получение, распределение и использование пара. Паровые машины всех видов и типов. Паровые котлы. Паросиловые установки

Пособие представляет курс лекций, составленный по требованиям ФГОС ВО, содержит основные положения по энергосбережению и механизмам реализации – использованию вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии и энергоаудиту. Для обеспечения самоконтроля по усвоению материала в конце каждого раздела приведены вопросы.

В процессе изложения дисциплины особое внимание уделяется вопросам повышения эксплуатационной надежности теплоэнергетического оборудования и теплоиспользующих установок, работающих в условиях высоких температур и давлений. Материалы содержат необходимые схемы, чертежи и иллюстрации, которые помогают студентам более наглядно представлять изучаемые процессы и технологическое оборудование.

Пособие соответствует требованиям ФГОС ВО и рабочей программе по дисциплине, представляет собой курс лекций, в которых приводятся теоретические основы методик выполнения измерений и оценки их погрешностей, рассмотрены физические принципы формирования сигналов первичной информации измеряемой физической величины, методы и приборы для обработки сигналов первичной информации, а также методики и примеры расчетов погрешностей измерений и приборов, содержатся необходимые для более полного понимания методики измерений и устройства приборов иллюстрации в виде схем и диаграмм, Для обеспечения самоконтроля по усвоению материала в конце каждого раздела приведены вопросы.

Рассмотрены вопросы структуры государственного регулирования в области энергосбережения и энергетической эффективности, обеспечения энергетической эффективности зданий, строений, сооружений, а также виды и особенности проведения энергетических обследований зданий различного назначения. Приведен пример определения количества сэкономленной тепловой энергии при внедрении энергосберегающих мероприятий, простого срока окупаемости и класса энергоэффективности здания.

Методические указания содержат сведения о нестационарной теплопроводности, а также о порядке обработки полученных данных при выполнении лабораторной работы, особое внимание уделено требованиям к составлениям отчета о работе.

Пособие представляет собой курс лекций и соответствует требованиям ФГОС ВО и рабочей программе по дисциплине «Водоподготовка». Для самоконтроля по усвоению материала в конце каждого раздела приведены вопросы.

Изложены как строгие, так и приближенные аналитические методы решения стационарных и нестационарных задач теплопереноса в твердых телах. В большом объеме представлены результаты научно-практического характера в области тепломассообмена, полученные авторами на протяжении нескольких последних лет. Приведены подробные таблицы значений ряда наиболее важных специальных функций Бесселя.

Изложены основные разделы теории тепломассообмена: стационарная и нестационарная теплопроводность, тепломассообмен в капиллярно- пористых телах и при мелкодисперсном распыливании жидкости, конвективный теплообмен в сплошной среде и при изменении агрегатного состояния. Рассмотрены методики определения интенсивности теплоотдачи в нестационарных условиях, неньютоновских жидкостях, акустическом поле и на поверхностях вращающихся тел. Дан расчет рекуперативных теплообменных аппаратов, численного моделирования процессов прогрева многослойных конструкций лучисто-конвективным теплом.

В лекциях представлены исследования рынка отопительных систем и даны рекомендации по совершенствованию формообразования отопительных аппаратов отечественного производства на основе использования пропорции золотого сечения. Результаты данной работы могут быть использованы для повышения конкурентоспособности отечественной продукции.

Освещены общие сведения о современном состоянии систем автономного теплоснабжения жилищно-коммунальных потребителей и источниках теплоты для этих систем. Проведен сравнительный анализ основных технических характеристик различных типов отопительных водогрейных теплогенераторов малой мощности, топочных устройств, особенностей условий теплообмена в них. Рассмотрены основные теплотехнические аспекты конструирования автономных систем теплоснабжения малой мощности, тепловые схемы и гидравлические режимы их работы. Приведены методы расчета и подбора основного оборудования, проиллюстрированные примерами расчетов.

Целью работы является углубление знаний по теории теплопроводности, изучение методики экспериментального определения коэффициента теплопроводности твёрдых тел, получение навыков проведения экспериментальных работ.

В издании приведена методика расчета потерь теплоты через наружные ограждения помещения. Рассмотрен пример расчета. В приложении представлены расчётные температуры внутреннего и наружного воздуха в холодный период года, коэффициенты теплопроводности и теплопередачи некоторых строительных материалов и конструкций, сопротивления тепловосприятию и теплоотдачи поверхностей ограждения.

В настоящем учебном пособии сделаны акценты методического характера на рассмотрении деталей и принципиальных моментов, возникающих при изучении основных понятий и соотношений технической термодинамики, понимание которых необходимо для правильного их использования в инженерной деятельности теплоэнергетика. При обосновании модели одномерной поточной системы, в том числе для течений Пуазейля и Куэтта, используется материал из курса гидрогазодинамики. Это позволяет продемонстрировать тесную связь между разными разделами теоретических основ теплотехники, описывающими процессы, протекающие в оборудовании энергоустановок. Рассмотрено применение основных соотношений технической термодинамики для различных видов энергоустановок и устройств, применяемых в теплотехнике.

Содержит теоретический материал, необходимый для проведения практических и лабораторных работ по дисциплине «Электромеханические системы в теплоэнергетике». Изложены основные положения электромеханических систем в теплоэнергетике.

Представлена методика расчета коэффициента сепарации полидисперсной капельной влаги из потока влажного пара или воздуха в вертикальном циклоне с боковым тангенциальным входом потока рабочего тела, а также гистограммы распределения по размерам не осевших капель и эпюры распределения по внутренней поверхности стенки циклона массового расхода осевшей жидкости. Она включает газодинамическую модель движения газовой и жидкой фаз рабочего тела внутри циклона и подход, реализующий идею пространственной и фракционной дискретизации процесса сепарации. На основе расчетов кинематики капельной влаги конкретных циклонов показана целесообразность совершенствования принятой системы влагоудаления, связанного с выполнением промежуточных влагоотводящих устройств, рациональным их размещением на поверхности обечайки и заданием оптимальных конструктивных размеров.

Показано, что зависимость максимальной производительности колонны бинарной ректификации от затрат теплоты с учетом необратимости тепло- и массопереноса может быть охарактеризована двумя обобщенными параметрами. Предложена система автоматического поддержания режима колонны, соответствующего ее предельной производительности

Проведены исследования структуры и трибологических свойств покрытий, сформированных из порошка ПН85Ю15. Покрытия наносились на заготовки из низкоуглеродистой стали по технологии воздушноплазменного напыления с использованием узла кольцевого ввода и газодинамической фокусировки порошка. Предварительно были выполнены исследования эффективности нагрева и ускорения частиц указанного порошкового материала. Представлены результаты измерений температурного и скоростного распределений частиц на определенной дистанции напыления методом спектральной пирометрии и времяпролетным методом. В статье анализируется влияние тока дуги плазмотрона и количества пропан-бутана в потоке плазмы на структуру и свойства полученных покрытий. Установлено, что фазовый состав напыленных покрытий и исходного порошка одинаков: основной фазой является соединение Ni3Al, кроме того, в структуре содержится фаза Ni5Al3. Показано, что увеличение количества пропан-бутана повышает пористость покрытий. Наиболее плотные покрытия (5,77 %) получены на токе дуги плазмотрона, равном 200 А, с пониженным количеством пропанбутана. Максимальной пористостью (20,38 %) характеризуются покрытия, полученные при минимальном токе дуги, равном 100 А, с повышенным количеством пропан-бутана. Приведены результаты триботехнических испытаний покрытий в условиях трения скольжения со смазочным материалом по схеме диск−плоскость. С точки зрения получения более плотных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками оптимальными режимами плазменного напыления порошка марки ПН85Ю15 являются ток от 140 до 200 А и использование смеси воздуха и пропан-бутана только в качестве защитного газа (завеса анода)

Приведены обобщенные зависимости в форме уравнений подобия по теплообмену и гидравлическому сопротивлениям при вынужденном течении воды и конденсирующемся водяном паре в каналах одноходовых пластинчатых теплообменников с поверхностями теплообмена из гофрированных пластин, применяемых в тепловых пунктах водяных систем теплоснабжения коммунальнобытового сектора и промышленных предприятий Зависимости получены при обобщении результатов расчетов теплообменников с помощью компьютерных программ для 35 вариантов теплообменников из типоразмерного ряда ЗАО «ТехноИнжПромСтрой» и ЗАО «Ридан». Обобщение выполнено для более широких диапазонов скоростей, температур и потерь давления теплоносителей, реализуемых, как правило, в таких теплообменниках на практике. Полученные зависимости могут быть использованы для оценки интенсивности теплообмена и гидравлических потерь в аналогичных теплообменниках, выпускаемых другими фирмами. Сравнение полученных зависимостей с аналогичными зависимостями других исследователей, в том числе зарубежных, позволило выявить наличие общих моментов в подходе к выбору определяющих чисел подобия и имеющие место различия. Кроме того, в статье представлены: результаты оцифровки экспериментальных данных, полученных в ходе исследований теплообмена и гидродинамики в каналах теплообменных аппаратов с интенсификаторами теплообмена в форме сферических сегментов; анализ результатов обобщения по теплоотдаче и сопротивлению в каналах, образованных пластинами с итенсификаторами теплообмена в виде углублений и выступов, которые расположены в шахматном или коридорном порядке. Воздухонагреватели и воздухоохладители с низким коэффициентом теплопередачи и значительными габаритами рекомендуется заменить теплообменниками с указанными усилителями теплообмена. Наличие подобных интенсификаторов позволяет сократить пространство, требуемое для данного типа оборудования. Более того, при правильном выборе размера и распределения интенсификаторов по поверхности пластины возникает эффект быстрого роста интенсивности теплообмена по сравнению с увеличением сопротивления. Исследования показали, что этот эффект получается при использовании пластин с выемками в виде шаровых сегментов в большей степени, чем с поверхностными интенсификаторами с иной формой выступов.

Проведено моделирование процесса сжигания твердого топлива в топочной камере котла ПК-39 с использованием программного пакета «Fluent». Показано удовлетворительное совпадение результатов расчета с данными, полученными при эксплуатации котла, а также с расчетами с использованием иных математических моделей

Представлена методика расчета коэффициента сепарации твердых включений из газовоздушных потоков для многоступенчатых систем пылезолоулавливания, состоящих из ряда последовательно установленных сепарационных устройств различного конструктивного исполнения и принципа действия. Она основана на на раздельном последовательном анализе процессов улавливания и прохождения отдельных фракций твердых частиц полидисперсной структуры. Методика дает информацию об изменении дисперсного состава твердых включений при прохождении газовоздушного потока по системе очистки и позволяет целенаправленно подбирать эффективное сочетание различных типов сепараторов.

Практикум разработан в соответствии с рабочими программами по дисциплинам «Теоретические основы теплотехники», «Топливо и теория горения» и «Котельные установки и парогенераторы» для теоретического изучения особенностей расчета теплообменных поверхностей котельных установок. Содержит краткие сведения по проведению теплового и конструктивного расчета конвективных поверхностей с учетом геометрических особенностей, примеры расчета и задания к выполнению практических работ.

Практикум разработан в соответствии с рабочими программами по дисциплинам «Теоретические основы теплотехники», «Топливо и теория горения» и «Котельные установки и парогенераторы» для теоретического изучения особенностей расчета теплообменных поверхностей котельных установок. Содержит краткие сведения по проведению теплового и конструктивного расчета конвективных поверхностей с учетом геометрических особенностей, примеры расчета и задания к выполнению практических работ.

В статье рассматривается работа планетарно-цевочной передачи в режиме мультипликатора. Увеличение оборотов реализуется благодаря системе твёрдых тел, разделённых между собой подшипниками качения. Такими телами являются тихоходный вал, сателлит, неподвижное цевочное колесо с роликами, быстроходный (эксцентриковый) вал и механизмы передачи вращения с тихоходного вала на сателлит. При вращении сателлит опирается на ролики неподвижного цевочного колеса.

В работе рассмотрены принципы действия нескольких гидравлических исполнительных механизмов рабочих органов экскаватора от единого аксиально-поршневого насоса.

Представлена методика проведения обследования теплопотребления при разработке комплексного плана по энергосбережению образовательного учреждения высшего образования. Приведены результаты натурных исследований теплопотребления одного из образовательных учреждений г. Брянска. В ходе обследования были выполнены исследования температурно-влажностного и воздушного режима помещений, термографическая съемка наружных ограждений зданий, проведен анализ данных теплосчетчиков. Построены действительные температурные графики обследованных зданий, полученные путем обработки экспериментальных данных с помощью метода наименьших квадратов. Построены графики действительных и теоретических расходов теплоты ежедневно в течение всего отопительного периода. Предложены конкретные мероприятия, позволяющие повысить эффективность работы системы теплоснабжения образовательного учреждения.

Рассматриваются существующие типы систем накопления и хранения энергии (СНХЭ) на основе известных технологий и даются рекомендации по их улучшению. Приведены научные исследования, термодинамический анализ, экономические аспекты и качественное сравнение известных СНХЭ. Статья представляет интерес для должностных лиц, производителей, изобретателей и разработчиков с точки зрения выявления преимуществ и недостатков действующих СНХЭ. Учитываются современный международный опыт развития конструкций накопительных баков (танков) «горячей» и «холодной» энергии, а также достижения в технологии перекачиваемого жидкого льда (ТПЛ). Рассматриваются удельные энергозатраты на производство перекачиваемого льда.

Рассмотрена методика расчета циркуляционного контура парового котельного агрегата с естественной циркуляцией. Также дана методика проверки надежности циркуляции.

Разработана математическая модель системы регулирования конденсационной турбины ПТ-25/30-90/10М (ПТ-12/15-35/10М) Калужского турбинного завода. Турбина активного типа имеет два регулируемых (производственный и теплофикационный) и три нерегулируемых объема для регенеративного подогрева питательной воды. Эта турбина предназначена для привода синхронного электрического генератора типа ТВС-30 мощностью 30 МВт с частотой вращения 3000 об/мин и для снабжения тепловых потребителей паром из регулируемых отборов. Динамика системы регулирования турбины описывается нелинейной системой из двенадцати дифференциальных уравнений. Проанализированы модели турбины путем численного решения дифференциальных уравнений на ЭВМ и проведено сравнение полученных результатов с результатами экспериментов, подтвердившее высокую степень адекватности математических моделей.

Теплогазоснабжение – общетехническая дисциплина, рассматривающая методы получения теплоты, преобразования ее в другие виды энергии, свойства рабочих тел, участвующих в процессах теплообмена, устройства для преобразования, передачи и использования теплоты. В процессе изучения дисциплины особое внимание уделяется вопросам повышения энергоэффективности теплоэнергетических и теплоиспользующих установок, интенсификации процессов теплообмена, использованию вторичных энергоресурсов и возобновляемых источников энергии. Пособие содержит необходимые иллюстрации, которые помогают магистрам более наглядно представлять изучаемые явления.

Изучается принцип действия, работа пароводяного аккумулятора и влияющие на нее факторы.

Представлены и решены задачи, относящиеся к гидродинамике, теплообмену и горению в паровых котлах. Обсуждаются математические постановки задач, этапы их решения и алгоритмы. В большинстве случаев результаты получены с использованием ЭВМ. Применены современные методы вычислений, приведены необходимые сведения из соответствующих разделов математики.

Сборник содержит краткие теоретические сведения, примеры решения задач и контрольные задания по теплотехнике. Приведены справочные данные, необходимые для расчета теплотехнических процессов. Многие из приведенных задач иллюстрируют процессы, происходящие в пищевых технологиях.

В настоящем учебном пособии изложены основные сведения о процессах, протекающих в теплообменных аппаратах низкотемпературных установок и систем термостатирования. В первой части пособия приведены общие сведения об особенностях расчета процессов теплообмена и гидродинамики в высокоэффективных теплообменных аппаратах, а также зависимости, необходимые для проектирования аппаратов трубчатого и пластинчато-ребристого типов. Во второй части пособия аналогичные сведения представлены для проектирования теплообменных аппаратов матричного типа.

Дано представление о круговых термодинамических процессах (циклах) и об обратимых и действительных (необратимых) циклах теплоэнергетических установок. Показано, в чем заключается недостаточность анализа эффективности циклов и установок, базирующегося только на 1-м законе термодинамики; описано, в чем состоит анализ эффективности установок, основанный на обоих - 1-м и 2-м - законах термодинамики (эксергетический анализ). Объяснены понятия эксергии и эксергетических потерь. Приведены примеры применения различных методов анализа эффективности: метода коэффициентов полезного действия при анализе теплосиловой установки, а также энтропийного и эксергетического методов во всех разобранных примерах.

Рассмотрены конструкции сепарационных устройств ядерных энергетических установок с реакторами различного типа, а также принципы работы этих устройств для получения необходимого качества пара. Изложены основные способы сепарации пара. Приведены методики расчета сепарации и сепарационных устройств.

Представлены результаты исследований, связанных с изучением изменения плотности воды при низких температурах. Рассмотрен тепломассоперенос в условиях термической конвекции под действием выталкивающей силы при отсутствии градиентов концентрации. Выявлены причины возникновения изменения направления выталкивающей силы, определены двумерные профили скорости и обнаружена инверсия конвекции, обусловленная экстремумом плотности. Получена зависимость плотности воды от температуры и начальные оценки ряда характерных величин. Определены уровень скоростей нижнего предела коэффициентов переноса, граница между режимами процесса, начальная геометрическая конфигурация различных течений. Отмечено, что в однофазной жидкости в связи с быстрым изменением плотности в вертикальном направлении возникают волноподобные движения, например в термоклиньях, находящихся в объеме жидкости. Показано, что условия, наложенные на температуру погруженной в покоящуюся окружающую среду поверхности и саму среду, отличаются настолько, что в области диффузионной теплопередачи вязкость и теплопроводность жидкости заметно изменяются.

Приведена физико-математическая постановка комплексной задачи о двумерном нестационарном прогреве и разложении стеклопластика под воздействием высокотемпературного термохимического разрушения, вызванного интенсивным лазерным нагревом. Проведены исследования зависимости степени повреждения материала в окрестности поверхности раскроя, наблюдаемого в процессе лазерной резки стеклопластика, от линейной скорости резки.

Рассмотрена задача тепломассообмена в струйных деаэраторах, получено математическое описание переходных процессов, приведены результаты численных экспериментов.

В доступной и краткой форме изложены основные положения учения об элементарных видах переноса теплоты – теплопроводно- стью, конвекцией и излучением.

Ученые превратили астроцит в полноценный нейрон.

Содержит необходимые материалы для проектирования и полный алгоритм курсового проекта по дисциплине "Паровые турбины ТЭС и АЭС".

В доступной и краткой форме изложены основы технической термодинамики. Особое внимание уделено простому и наглядному описанию второго закона термодинамики и эксергетического метода анализа термодинамических процессов. Фундаментальные положения термодинамики изложены в доступное для положения форме.

В учебном пособии изложены основы процессов теплопередачи. Приведено математическое описание процесса конвективного теплообмена на основе применения известных физических законов сохранения: энергии, количества движения, массы и граничных условий стенка-жидкость. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину "Основы теплопередачи".

В книге описаны физико-химические закономерности технологического процесса получения водоугольных суспензий из углей разной степени метаморфизма. Рассмотрены экспериментальные основы процессов получения бинарных систем на базе бурого угля. Приведены технологические схемы получения топливных суспензий.

Рассмотрены с точки зрения взаимосвязи состав, строение, теплотехнические и реакционные характеристики твердого органического топлива. Показано влияние степени метаморфизма угля на его реакционную способность в реальных процессах топливоиспользующих устройств. Оценка реакционной способности твердого топлива выполнена методом комплексного термического анализа на основе дериватографии и газовой хроматографии. Усовершенствована схема экспериментальной установки и методология проведения и обработки данных термического анализа различных этапов и процессов термохимического превращения твердого топлива. Приведены результаты и показаны перспективы комплексного исследования и учета реакционной способности энергетических углей в практике моделирования и совершенствования теплотехнологических процессов и оборудования.

Настоящая методика предназначена для практического использования при выполнении курсовых проектов по паровым котлам студентами как дневного, так и заочного отделений, обучающимися по специальностям «Тепловые электрические станции» и «Энергетика промышленных предприятий». Подготовлена на основе работы «Тепловой расчет котлов» (Нормативный метод). – Изд. 3-е. – СПб., 1998, а также Методических указаний для курсового проектирования паровых котлов кафедры ТЭС Ивановского энергетического института.

Основные рубрики: Судостроение, судоремонт и эксплуатация флота; Судовые энергетические установки и машинно-движительные комплексы