Preview

Надежность и безопасность энергетики

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Обобщение процессов теплопередачи и их сравнительная оценка для капиллярно-пористых покрытий в энергоустановках

https://doi.org/10.24223/1999-5555-2019-12-1-29-35

Полный текст:

Аннотация

Исследован кризис теплообмена при кипении воды в пористых структурах, используемых при охлаждении теплонапряженных поверхностей различных агрегатов применительно к энергетическим установкам электростанций. Эксперименты проводились на стенде с подводом теплоты от электронагревателя. Охлаждение теплообменных поверхностей осуществлялось подачей воды в пористые структуры с различными размерами ячеек. Показано, что в пористых системах охлаждения элементов теплоэнергоустановок протекают процессы кипения жидкости и при высоких тепловых потоках возможно наступление кризисной ситуации с перегревом теплообменной поверхности. Описаны процессы теплообмена, показано влияние теплофизических свойств поверхности теплообмена и определены оптимальные размеры ячеек пористых структур. Получено расчетное уравнение для определения критического теплового потока при высоких давлениях. Расчет величины критической нагрузки применительно к исследованным пористым структурам проводился с учетом недогрева и скорости потока, из которого следует, что недогрев жидкости позволяет несколько расширить теплопередающие возможности в пористой системе охлаждения. Представлено обобщение опытных данных исследованной капиллярно-пористой системы охлаждения, работающей при совместном действии капиллярных и массовых сил, и дано сравнение ее характеристик q=f(ΔT) с кипением в большом объеме, тепловыми трубами и тонкопленочными испарителями. Приведены исследованные предельные возможности различных капиллярно-пористых покрытий. Высокая форсировка теплопередачи обеспечивается комбинированным действием капиллярных и массовых сил и имеет преимущества по сравнению с кипением в большом обьеме, тонкопленочными испарителями и тепловыми трубами. Показано, что результаты теоретических расчетов и экспериментальных данных хорошо согласуются.

Об авторах

А. А. Генбач
Алматинский Университет Энергетики и Связи
Казахстан


Д. Ю. Бондарцев
АО «Трест Средазэнергомонтаж»
Казахстан


А. Я. Шелгинский
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Россия


Список литературы

1. Genbach A. A., Bondartsev D. Yu., Iliev I. K. Investigation of a highforced cooling system for the elements of heat power installations, Journal of machine Engineering 2018; (2): 106–117.

2. Genbach A. A., Bondartsev D. Yu., Iliev I. K. Modelling of capillary coatings and heat exchange surfaces of elements of thermal power plants. Bulgarian Chemical Communications, Volume 50, Special Issue G 2018;: 133–139.

3. Генбач А. А., Бондарцев Д. Ю. Разрушение капиллярнопористых покрытий при интенсивном тепломассопереносе. «Деформация и разрушение материалов», РФ, Москва 2018; (10): 40–46.

4. Jamialahmadi M. et al., Experimental and Theoretical Studies on Subcooled Flow Boiling of Pure Liquids and Multicomponent Mixtures, Intern. J Heat Mass Transfer, 51, 2482–2493. doi.org/10.1016/j. ijheatmasstransfer 2007.07.052. 2008.

5. Ose Y., Kunugi T. Numerical Study on Subcooled Pool Boiling, Programme in Nuclear Science and Technology 2011; (2): 125–129.

6. Krepper E. et al., CFD Modelling Subcooled Boiling-Concept, Validation and Application to Fuel Assembly Design, Nuclear Engineering and Design 2007; (7): 716–731.

7. Овсянник А. В. Моделирование процессов теплообмена при кипении жидкостей / А. В. Овсянник. – Гомель : ГГТУ им. П. О. Сухого, Белоруссия 2012;: 284.

8. Alekseik O. S., Kravets V. Yu. Physical Model of Boiling on Porous Structure in the Limited Space, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 2013; 4/8 (64): 26–31.

9. Jian Li, Fangjum Hong, Rongjian Xie, Ping Cheng. Pore scale simulation of evaporation in a porous wick of a loop heat pipe fl at evaporator using Lattice Boltzmann method. International Communications in Heat and Mass Transfer 2019; (102): 22–33.

10. Kupetz M. Модернизация и продление срока эксплуатации паротурбинных электростанций в Восточной Европе и в России/ M. Kupetz, E. Jenikejew, F. Hiss. Теплоэнергетика 2014; (6): 35–43.

11. Гринь Е. А. Возможности механики разрушения применительно к задачам прочности, ресурса и обоснования безопасной эксплуатации тепломеханического энергооборудования. Теплоэнергетика 2013; (1): 25–32.


Для цитирования:


Генбач А.А., Бондарцев Д.Ю., Шелгинский А.Я. Обобщение процессов теплопередачи и их сравнительная оценка для капиллярно-пористых покрытий в энергоустановках. Надежность и безопасность энергетики. 2019;12(1):29-35. https://doi.org/10.24223/1999-5555-2019-12-1-29-35

For citation:


Genbach A.A., Bondartsev D.Y., Shelginsky A.Y. Summary of heat transfer processes and their comparative evaluation for capillary porous coatings in power plants. Safety and Reliability of Power Industry. 2019;12(1):29-35. (In Russ.) https://doi.org/10.24223/1999-5555-2019-12-1-29-35

Просмотров: 103


ISSN 1999-5555 (Print)
ISSN 2542-2057 (Online)