24.01.2018 07:19
Новости.
Просмотров всего: 32679; сегодня: 2.

Инженеры вуза модернизировали электротехнологический комплекс автономного теплоснабжения

Смоделированная установка проста в обслуживании и безопасна для окружающей среды.

Ученые из УрФУ (входит в СоюзМаш России) и Карагандинского государственного технического университета (КарГТУ) смоделировали работу электротехнологического комплекса для автономного теплоснабжения (ЭКАТ) и предложили способ его усовершенствования. Полученная установка, размеры которой составляют от 0,8×1×1 м до 1,5×2×2,5 м, может использоваться в автономных системах отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха. Она не загрязняет окружающую среду, проста в обслуживании и позволяет потребителям самостоятельно задавать режим работы. Результаты исследования опубликованы в журнале Energy Procedia.

«Это один из возможных перспективных вариантов децентрализованного теплоснабжения на основе нетрадиционных источников энергии», — добавил один из авторов работы, профессор КарГТУ Иосиф Брейдо.

ЭКАТ преобразует электроэнергию сначала в механическую (давление жидкости под действием насосов), затем в энергию движущейся жидкости и, наконец, в тепловую. Авторы статьи сосредоточили свое внимание на этапе преобразования механической энергии в тепловую. Для того чтобы иметь возможность рассчитывать различные параметры работы такой системы, необходимо проводить множество измерений: температуры, давления, скорости движения жидкости. Математическая модель позволяет упростить и удешевить эту работу. Адекватность модели ученые проверили в процессе экспериментальных исследований электротехнологического комплекса.

Конструктивные узлы ЭКАТ предназначены для обеспечения циркуляции рабочей жидкости (воды) в замкнутом теплогенерирующем контуре. При этом в трубном реакторе в конструктивном элементе «Кавитатор» создается эффект кавитации (образования и схлопывания пузырьков газа в потоке жидкости), и, как следствие, наблюдается наибольший прирост температуры рабочей жидкости в контуре установки. Конструкция «Кавитатора» является ноу-хау исследователей и защищена патентами. Моделирование показало, что от 80 до 90 % потребляемой ЭКАТ электроэнергии переходит в тепловую.

На основе опытных измерений ученые составили 3D-модели движения рабочей жидкости внутри установки. Такие модели позволяют найти пограничные условия для решения физических и математических задач. При визуализации потоков жидкости использовались стандартные физические модели движения газов и жидкостей и сложные вычисления, касающиеся изменения температуры и переноса энергии. Модели позволяли задавать различные параметры: температуру, давление, скорость потока, свойства жидкости, начальную температуру установки. Сравнение рассчитанных показателей с результатами экспериментов подтвердило точность программы и ее пригодность для изучения движения жидкости и проектирования оборудования.

«Также в процессе экспериментальных исследований была поставлена и решена задача по оценке влияния скорости вращения частотно-регулируемого электропривода насосного агрегата как на эксплуатационные характеристики ЭКАТ, так и на энергозатраты при получении тепловой энергии, достаточной для комфортного автономного теплоснабжения и горячего водоснабжения жилых и офисных помещений», — рассказал соавтор работы, профессор кафедры электропривода УрФУ Анатолий Зюзев.

Полученные результаты позволили ученым предложить изменения конструкции ЭКАТа, которые сделают его более эффективным. В первую очередь эти усовершенствования касаются «Кавитатора» и вихревой трубы. Так, например, изменение размера лопастей «Турбины», расположенной перед «Кавитатором», с шести до восьми сантиметров позволяет добиться значительного увеличения интенсивности кавитации и, следовательно, повышения температуры.


Ньюсмейкер: Свердловское региональное отделение Союза машиностроителей России — 2490 публикаций
Поделиться:

Интересно:

К 300-летию русского полководца Петра Румянцева-Задунайского
15.01.2025 09:03 Персоны
К 300-летию русского полководца Петра Румянцева-Задунайского
Петр Александрович Румянцев-Задунайский родился 4 (15) января 1725 года в Москве в семье военного и дипломата, генерал-майора (в будущем генерал-аншефа) Александра Ивановича Румянцева, который принадлежал к старинному дворянскому роду, известному с XIV в. Мать будущего полководца, Мария...
Даша Севастопольская – первая в мире фронтовая сестра милосердия
14.01.2025 09:25 Персоны
Даша Севастопольская – первая в мире фронтовая сестра милосердия
Прежде чем повести рассказ о Даше Севастопольской, кратко напомним главные события Крымской войны 1853–1856 годов[1]. Поводом к войне послужил спор между Православной и Католической церквами о праве обладания святыми землями в Палестине. Россия стремилась утвердить свою роль покровителя...
Здесь было заложено духовное начало русской государственности
13.01.2025 15:37 Интервью, мнения
Здесь было заложено духовное начало русской государственности
В 2024 году в Севастополе на месте раскопок древнегреческого города Херсонеса открылся масштабный музейный комплекс «Новый Херсонес» — грандиозный историко-археологический парк. О том, как и зачем создавался «Новый Херсонес», а также о взаимодействии Церкви и исторического сообщества и...
История медальеров и их шедевров
13.01.2025 11:11 Аналитика
История медальеров и их шедевров
Чем стремительнее развивается общество, тем больше появляется новых профессий. Старинные ремесла неизбежно уходят в прошлое, забываются секреты мастеров. Но есть специальности, которые выдержали испытание временем и смогли совместить архаичные техники и высокие технологии. Одна...
Праздник, который отмечают в ночь с 13 на 14 января
13.01.2025 09:41 Аналитика
Праздник, который отмечают в ночь с 13 на 14 января
Новый год - праздник, который отмечают практически во всех уголках нашей планеты. Но зима вообще щедра на праздники - как официальные, так и неофициальные. Среди вторых особое место занимает Старый Новый год - эдакий оксюморон во плоти. Этот день также имеет немало почитателей, ведь именно им...