Программа: 22. 09. 2009 г. Заезд участников конференции и регистрация в холле 1-го этажа 15

Вид материала

Программа

Содержание Модулятор лазерного излучения для высокотемпературной Исследование и разработка энергосберегающей автоматизированной системы подачи и распределения Очистные сооружения как возобновляемый источник биотоплива для когенерационных технологий Когенерационные оборудование на Очистных Сооружениях. Преимущества когенерационного оборудования Управление формированием вихрей асимметрией О повышении эффективности использования топлива на городских теплоэлектроцентралях и котельных Влияние свойств стекла на вакуумные светопрозрачные конструкции Интенсификация теплообмена на плоских оребренных

Подобный материал:

• Программа работы Конгресса День Первый 30 сентября 2009 года. 30 час. 10. 30 час. Начало, 604.04kb.
• Программа конференции 00 10. 00 Регистрация участников конференции (холл 7 этажа)., 63.96kb.
• Программа всероссийской студенческой научно-практической конференции «Актуальные проблемы, 508.44kb.
• Программа международной научно-практической конференции молодых ученых «молодежь, 431.19kb.
• Краткая программа конференции 7 августа заезд и регистрация участников конференции., 42.29kb.
• Программа конференции 00-10. 00 регистрация участников холл 1 этажа здания мгппу пленарное, 55.61kb.
• Примерная программа III открытой межрегиональной конференции школьников: «Православие, 283.85kb.
• Научная студенческая конференция 17 апреля 2012 года, 309.52kb.
• А. Ю. Вафин Сопредседатели научного и организационного комитетов, 57.95kb.
• Примерная программа конференции: Заезд участников конференции 12 сентября 2011 г. Регистрация, 91.77kb.

Модулятор лазерного излучения для высокотемпературной

теплофизической установки

¹Куриченко А.А., ²Ивлиев А.Д., ³Векшина О.А., ⁴Векшин И.М.

¹-Уральский государственный горный университет. Ул. Куйбышева, 30, Екатеринбург 620144, Россия. E-mail: office@ursmu.ru

²-Российский государственный профессионально-педагогический университет. Ул. Машиностроителей, 11, Екатеринбург 620012, Россия.

E-mail: ad_i@r66.ru

³-Научно-производственное объединение автоматики. Ул. Мамина-Сибиряка, 145, Екатеринбург 620075, Россия. E-mail: avt@npoa.ru.

⁴-ФГУП ПО Уральский оптико-механический завод имени Э.С. Яламова. Ул. Восточная, 33, б, Екатеринбург 620100, Россия. E-mail: kb@uomz.com


Метод температурных волн применяется для измерения теплофизических характеристик веществ при высоких температурах. Для возбуждения температурных волн используется модулированное по амплитуде излучение непрерывных лазеров. От качества работы модулятора, в частности, от стабильности частоты модуляции, зависит точность определения теплофизических параметров. Целью настоящего исследования является повышение стабильности работы модулятора излучения лазера.

Предложена схема модулятора, которая состоит из цифрового частотного дискриминатора, цифрового интегратора, и управляемого элемента – электрического двигателя постоянного тока. Общий контроль работы модулятора осуществляется персональной ЭВМ, входящей в состав измерительной установки. С конструкцией модулятора жестко связан оптико-механический генератор опорного напряжения. Таким образом, стабильность частоты этого напряжения, поступающего в систему обработки полезного сигнала, целиком определяется качеством работы модулятора.

Основная особенность используемой системы управления частотой вращения двигателя заключается в применении частотного дискриминатора, обладающего не зависящей от частоты вращения двигателя величиной крутизны преобразования. Благодаря этому удалось обеспечить высокие характеристики стабильности вне зависимости от частоты вращения.

Испытания предложенного модулятора показали, что погрешность стабилизации частоты вращения двигателя не превышает 0,12%. Диапазон частот модуляции лазерного излучения составляет 1-100 Гц.


Исследование и разработка энергосберегающей автоматизированной системы подачи и распределения

холодной и горячей воды


Федорова Светлана Владимировна

Российский государственный профессионально-педагогический университет,

г. Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 11

Тел./факс (343) 336-64-99, e-mail: fedorova@rsvpu.ru


С целью повышения энергоэффективности экономики в рамках реализации программы реформирования жилищно-коммунального комплекса в настоящее время происходит активная модернизация систем водоснабжения предприятий, учреждений, организаций с внедрением частотно-регулируемого электропривода, систем учета и контроля энергоносителей, регулируемых центробежных и циркуляционных насосов, элементов автоматики.

Однако большинство энергосберегающих технологий и оборудования являются предметом импорта. Оборудование, испытанное, рассчитанное на европейские условия и стандарты CEN (European Committee for Standardization)–EPBD (Energy Performance Building Directive), устанавливается в другую техническую и экологическую среду и не обеспечивает ожидаемой экономии энергоресурсов.

Кроме того, при внедрении энергосберегающего оборудования часто отсутствует системный подход. Имеют место ситуации, когда на насосную станцию со сроком эксплуатации 20-25 лет, устанавливается частотный преобразователь. При этом не учитывается, что электродвигатели, насосы, распределительная сеть не обеспечивают номинальных параметров (мощности Р, напора H, подачи воды V, КПД η, коэффициента мощности cosφ) и поэтому ошибочно прогнозировать 25-30% экономии электроэнергии.

В научно-образовательном центре «Энергосберегающих технологий» Российского государственного профессионально-педагогического университета проводится исследовательская работа по системному анализу различных объектов водоснабжения, разработке математической модели и экспериментальной установки энергосберегающей автоматизированной системы водоснабжения, а также разработке теории и методики создания энергосберегающей автоматизированной системы водоснабжения.

Разработка методических рекомендаций к расчету и проектированию энергосберегающих автоматизированных систем водоснабжения даст возможность реализовать системный подход к внедрению энергосберегающего оборудования в жилищно-коммунальном комплексе, нормировать электропотребление, а также создать руководящие документы для оценки энергоэффективности.


Очистные сооружения как возобновляемый источник биотоплива для когенерационных технологий

Болога Александр

Институт Прикладной Физика АНМ, Республика Молдова, Кишинев, ул. Академией 5, MD – 2028

тел. +373 6 92 29 717, e-mail: alexbologa@gmail.com


Когенерационные технологии позволяет одновременно производить электрическую и тепловую энергии. Тепловую энергию в виде пара или горячей воды. Природный газ это наиболее распространенное топливо для когенерационных установок. Однако возобновляемые источники энергии или отходы тоже могут быть использованы. Главное преимущество биомассы состоит в том, что CO₂ нейтрально (выбросы CO₂ в атмосферу при сжигании биомассы будут полностью абсорбированы в процессе роста биомассы). Таким образом, использование биомассы как топлива исключает эмиссии CO₂.


Когенерационные оборудование на Очистных Сооружениях.

В 2005 году была построена когенерационная станция, мощностью в 1,94 МВт, для использования биогаза с целью производства электрической и тепловой энергии для Станции Очистки Сточных Вод (СОСВ) мун. Кишинэу. Koгенерационная установка Petra 1250 CDB представляет собой оборудование для непрерывного длительного одновременного производства электрической энергии и тепла. Произведенная электрическая энергия используется целиком для покрытия потребностей СОСВ. Тепловая энергия частично используется для покрытия административных и хозяйственных потребностей теплой воды и тепла. В дальнейшем тепловая энергия (примерно 2,2 ГКал/ч) будет использована для получения биогаза, который станет базовым топливом для когенерационного оборудования.


Преимущества когенерационного оборудования:

• Производство качественной электрической и тепловой энергии, которая соответствует стандартам Республики Молдова;
  
• Увеличение надежности функционирования оборудования СОСВ в случае непредвиденного отключения от внешних электрических сетей;
  
• Обеспечение СОСВ дополнительным источником качественной электрической и тепловой энергии;
  
• Функционирование когенерационного оборудования в режиме автоматического управления во время работы в параллель с внешними электрическими сетями, когда все процессы управляются современной вычислительной техникой и роль человека в управлении технологического процесса сведена к минимуму;
  
• Сокращение тарифов на произведенную электрическую и тепловую энергии;
  

Управление формированием вихрей асимметрией

обтекаемого углубления

Гринченко В.Т., Воропаев Г.А., Исаев С.А.¹, Воскобойник В.А., Розумнюк Н.В., Воскобойник А.В.

Институт гидромеханики НАН Украины, Украина, 03057, г. Киев, ул. Желябова 8/4 (E-mail: vga@tbl.kiev.ua)

¹ – Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации, Россия, 196210, г. Санкт-Петербург, ул. Пилотов 38


Одним из перспективных направлений управлением пограничным слоем для повышения тепло и массопереноса, а также снижения гидродинамического сопротивления и гидроакустического шума является искусственное формирование и развитие когерентных вихревых систем, которые имеют контролируемые характеристики. Генерация таких вихревых структур успешно осуществляется с помощью организации луночных рельефов на обтекаемой поверхности, определенной формы, размеров и расположения в ансамбле, которые оптимальным образом проектируются под соответствующие режимы обтекания для получения максимальной эффективности. Это наиболее актуально в нынешних условиях, когда во всем мире разрабатываются и внедряются энергосберегающие комплексы и технологии. Установлено, что перспективной формой локального углубления является асимметричная лунка, в которой генерируются устойчивые когерентные крупномасштабные вихревые системы.

В докладе представлены результаты экспериментальных исследований формирования вихревого течения внутри овальной лунки, расположенной на плоской поверхности, для ламинарного режима ее обтекания, различными методами визуализации потока. Эксперименты проводились в гидродинамическом канале со свободной поверхностью воды. Овальная лунка в виде двух соприкасающихся сферических лунок, объединенных цилиндрической вставкой, была сделана в центральной части измерительной пластины длиной 2 м и шириной 0.5 м, которая устанавливалась над дном канала на глубине 0.3 м. Овальная лунка имела диаметр (d) 0.04 м, длину 0.08 м и глубину 0.22d. Скорость потока в измерениях варьировалась от 0.1 м/с до 0.5 м/с и числа Рейнольдса, определенные по длине пластины до места расположения лунки и по ее диаметру, изменялись, как Re_x=(8…40)10⁴ и Re_d=(4…20)10³. Угол расположения лунки относительно направления потока изменялся от 30 до 90. Визуальные исследования проводились с использованием контрастных растворимых покрытий, меченых частиц и красителей. Картины визуализации регистрировались на фото и видео аппаратуру и обрабатывались на компьютерах.

В ходе численного моделирования определены оптимальные параметры асимметричной овальной лунки с точки зрения наибольшей теплогидравлической эффективности и формирования устойчивых вихревых структур в ее следе. Длина цилиндрической вставки такой лунки равна диаметру сферического сегмента и угол расположения лунки 60° относительно направления набегающего потока. В ней формируется устойчивая крупномасштабная когерентная веретенообразная вихревая структура, которая прижимается к передней цилиндрической стенке лунки. Для ламинарного режима обтекания источник веретенообразного вихря находится внутри передней сферической части лунки. Веретенообразный вихрь, совершая колебательное движение, то присоединяется ко дну кормовой сферической части лунки, то выбрасывается из нее. При выбросе веретенообразный вихрь принимает форму торнадообразного вихря, фокус которого находится на передней по потоку сферической стенке лунки, а сток периодически выбрасывается в пограничный слой позади кормовой сферической части лунки, формируя продольную когерентную вихревую структуру. Вихревая система совершает низкочастотные осцилляции как вдоль овального углубления, так и поперек него. При взаимодействии колебательного движения веретенообразного вихря с вихревыми структурами сдвигового слоя генерируется автоколебательное движение жидкости в лунке с почти синхронным формированием пучностей в ее верхней передней, средней и кормовой частях. Частота продольного колебательного движения почти в три раза меньше, чем частота поперечных колебаний. Наиболее интенсивно выброс вихревых структур при α=60° наблюдается в срединной цилиндрической части овальной лунки, что обуславливает появление в ближнем следе этой части лунки максимальных уровней касательных напряжений.

Работа выполнена при финансовой поддержке по гранту Совместного конкурса НАН Украины – РФФИ 2008-2009 г. (проект № 2-08а, Гос. рег. № 0108U003264; № 0109U003389 и проект № 08-08-90400; № 08-01-00059).


О повышении эффективности использования топлива на городских теплоэлектроцентралях и котельных

Максимук Е.П., Болога М.К.

Институт прикладной физики АН РМ, ул. Академическая 5, Кишинев,

МД-2028, Молдавия

Факс: (37322) 73-81-49; e-mail: maximuk@phys.asm.md


В настоящее время многие промышленные предприятия отключились от городских централизованных систем теплоснабжения и обеспечивают свои потребности в тепловой энергии с помощью автономных источников. В то же время новые объекты часто строятся с индивидуальными системами теплоснабжения. Все это свидетельствует о том, что полезная тепловая нагрузка городских теплоэлектроцентралей и котельных установилась значительно ниже проектной и в ближайшее будущее существенно не увеличится. Вместе с тем, развитие экономики, а также обеспечение энергетической безопасности требуют увеличение производства электрической энергии на городских ТЭЦ. В сложившихся условиях, для увеличения производства электрической энергии необходимо найти полезное применение тепловой энергии, которая производится попутно. Лишь в этом случае можно минимизировать затраты и обеспечить относительно низкую себестоимость производимой электрической энергии.

Одним из инженерных решений является использование тепловой энергии для производства холода с последующим его применением в системах холодоснабжения зданий различного назначения, например, в системах кондиционирования воздуха, хранилищах фруктов и овощей, системах охлаждения технологического оборудования. Предлагаемое техническое решение обеспечивает полезное использование излишков тепловой энергии в течение всего года. Однако особенно важно то, что гарантируется потребление тепла в летнее время причем, объемы могут быть очень велики и соизмеримы с тепловой нагрузкой ТЭЦ и котельных во время отопительного сезона. В результате роста общего потребления тепловой энергии и его годовой равномерности, повышается эффективность использования топлива, улучшаются экономические показатели теплогенерирующих предприятий, возникает возможность минимизации тарифов на тепловую и электрическую энергию.

Рассмотрены возможные технологические схемы и типы оборудования. На основе технико-экономических расчетов показано, что применение абсорбционных холодильных машин, использующих в качестве основного энергетического источника горячую воду или тепло отходящих дымовых газов, целесообразно и дает значительный экономический эффект. Для крупных административных зданий он может составлять десятки тысяч евро в год.

Показано, что кроме дорогостоящих проектов по строительству новых теплоэлектроцентралей на других, альтернативных природному газу, видах топлива существуют возможности повышения энергетической безопасности за счет более высокой эффективности использования природного газа и снижения потребления электрической энергии для нужд холодоснабжения.


Теоретические модели кинетики сушки дисперсных материалов

Рудобашта С.П., Зуева Г.А.

Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина; Москва, Тимирязевская, 58; тел. 8(495) 9761576; факс. 8(495) 9764396; e-mail: rudobashta@mail.ru.

Ивановский государственный химико-технологический университет; Иваново, пр. Ф Энгельса, 7; тел. 8(4932)327378; e-mail:galina@isuct.ru.


Целью работы является представление теоретических (аналитических) моделей кинетики сушки на основе результатов собственных исследований. Для удобства расчёта и повышения его точности общую кинетическую задачу, описывающую процесс сушки материала в сушилке, целесообразно декомпозировать на два основных уровня: микрокинетический (описание кинетики сушки единичных гранул, частиц, тел или дифференциально малого объёма материала в аппарате) и макрокинетичекий – описание процесса сушки материала во всём рабочем объёме аппарата. Рассматриваются аналитические методы расчёта микро- и макрокинетики сушки, обсуждаются возможности и целесообразность применения в тех или иных случаях одного из двух подходов к описанию кинетики сушки дисперсных материалов в непрерывно действующих аппаратах: на основе подвижной (лагранжевой) и неподвижной (эйлеровой) систем координат.

Первый подход требует описания микрокинетики сушки единичных частиц. Наиболее обоснованным в данном случае является расчёт микрокинетики на основе дифференциальных уравнений тепломассопереноса А. В. Лыкова. Рассматриваются трудности в его применении и пути их преодоления. Обсуждаются вопросы локализации в микрокинетической модели поверхности или зоны испарения, приводятся примеры моделей, описывающих микрокинетику. Анализируются достоинства и недостатки описания микрокинетики на основе модифицированного уравнения массопередачи по твёрдой фазе. На макроуровне необходимо учитывать неоднородности частиц по размерам и по времени их пребывания в аппарате непрерывного действия. Рассматриваются модели, описывающие эти эффекты – в случае применения как подвижной, так и неподвижной систем координат, отмечаются их преимущества и недостатки.

В последние годы на практике достаточно широко применяют различные совмещённые процессы, например, сушка-измельчение, сублимация-измельчение, грануляция-сушка и др., а также процессы сушки с комбинированным теплоподводом (например, конвективно-радиационным). В докладе представлена математическая модель, описывающая совмещённый процесс ударного нагружения материала и сублимации при конвективно-радиационном энергоподводе.

В заключение делается вывод о том, что роль теоретических моделей в описании кинетики сушки неуклонно возрастает.


Влияние свойств стекла на вакуумные светопрозрачные конструкции

Шеповалова О.В., к.т.н.

ГНУ ВИЭСХ, Москва

Тел. 8-906-092-95-60, e-mail: shepovalovaolga@mail.ru


Вакуумные светопрозрачные конструкции, элементы конструкций обладают широким спектром возможного применения: при преобразовании электромагнитного излучения в тепло и электричество, для защиты и изоляции различных конечных конструкций, в том числе в конструкциях зданий. Применение вакуумных технологий существенно повышает эффективность светопрозрачных элементов конечных устройств и конструкций преобразования электромагнитного излучения, обеспечивает энергосбережение и снижение потерь.

Свойства вакуумных светопрозрачных конструкций (ВСК) определяются прежде всего свойствами трех основных составляющих: вакуум, светопрозрачный материал, селективное покрытие; их сочетанием, взаимовлиянием, влиянием на итоговые требуемые характеристики конструкции и технологию изготовления.

Цель работы - исследование параметров и выбор стекол как светопрозрачного материала вакуумных светопрозрачных конструкций.

Рассмотрено влияние различных параметров стекол на эффективность преобразования электромагнитного излучения при различном назначении общей конструкции.

Определены требования к параметрам стекол и диапазон их оптимальных значений.

Представлены исследования стекол отечественных и зарубежных производителей. Изучены теплофизические, светотехнические параметры, определяющие выходные параметры ВСК и параметры, определяющие технологию изготовления.

Обнаружено, что наиболее эффективными являются солнечные стекла с Fe₂О₃<0,02%. Стекла с большим содержанием щелочных окислов, в особенности Na₂О, при отсутствии или малом содержании К₂О и окислов тяжелых металлов имеют значительный угол диэлектрических потерь, который при повышении температуры заметно возрастает, начиная с температур, близких к комнатным. Существенно обладание стеклом высокими прочностными характеристиками без ухудшения оптических. Модуль упругости должен быть 4,8-3,1кг/см², большее значение − предпочтительно, предел прочности при статическом изгибе не менее 1000 кг/см². Важное значение имеет температурный коэффициент линейного расширения стекол. Он должен быть не более 80· 10^-7 на 1ºС.


Интенсификация теплообмена на плоских оребренных

поверхностях с турбулизирующими эффектами

Эпик Э.Я.

Национальный технический университет Украины «КПИ»

Тел.:289-08-31; e-mail: epikel@mail.ru


Проведен обзор экспериментальных исследований по теплообмену и гидродинамике перспективных плоских оребренных поверхностей, используемых в компактных теплообменниках и системах охлаждения элементов РЭА и ПК. Интенсификация теплообмена до 3 раз достигается за счет прерывания пограничного слоя на поверхности ребра и дополнительной турбулизации потока. Ниже рассмотрены следующие эффективные виды оребрения:

- ребра трапецеидальной формы с многочисленными перфорациями и сдвигом по фазе [1]. образующие каналы диффузорно-конфузорного типа). Рост теплоотдачи обусловлен возникновением вторичных течений через перфорации («эффект дыхания») и прерыванием (по мнению авторов) пограничного слоя только при каждом поджатии.

- плоские ребра с «винглетами» в виде пары пластин, установленных на ребре под углом к потоку и создающих периодические расширения и поджатия потока [2]. Интенсификация теплообмена связана с наличием диффузорно-конфузорного эффекта, прерыванием пограничного слоя, индуцированием за винглетами вихрей, усилением перемешивания в зазоре между винглетами.

- ребра со смещением [3]. Интенсификация теплообмена вызывается периодическим развитием ламинарных пограничных слоев на прерываемых участках ребер и в меньшей степени их частичной диссипацией в следах за ребрами.

- ребра, разрезанные на лепестки [4, 5]. Интенсификация теплообмена достигается вследствие развития псевдоламинарного пограничного слоя по длине «лепестка», а также благодаря периодическому воздействию срывов потока с задних кромок «лепестков» на структуру потока в зазоре между ними. При разрезке по длине ребра слой утоньшается, а степень турбулентности в межреберном канале увеличивается от Tu=4% для неразрезного ребра до Tu=6,85% при относительной глубине разрезке h/H=0.6 (h – глубина разрезки, H – высота ребра).

Полученные в [1-5] данные представлены в виде уравнений подобия для расчетов коэффициентов теплообмена и потерь давления с учетом Re и геометрических параметров. Кроме того, эксперименты [4, 5] иллюстрируют прямую корреляцию между ростом Tu в межреберном канале и интенсификацией теплообмена, а также в первом приближении в рамках двухпараметрической модели «энергия-масштаб» позволяют оценить изменение турбулентной вязкости. Значения последней могут быть рекомендованы для тестировании результатов расчета процессов переноса оребренных поверхностей с помощью стандартных программ.