24.01.2018 07:19
Новости.
Просмотров всего: 32603; сегодня: 6.

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:

Путь кошелька
23.12.2024 17:45 Аналитика
Путь кошелька
Мы первое поколение людей, которые с момента появления денег избавлены от необходимости носить их с собой. Для многих расплачиваться при помощи смартфона стало уже привычным делом. Возможно, что и эта технология вскоре уступит место оплате по биометрии. Кого-то...
23.12.2024 15:38 Аналитика
Декорируем дачу к Новому году: 3 простые идеи для двора и дома
Новый год к нам мчится, скоро все случится… Поэтому стоит получше подготовиться к самому долгожданному празднику в году. Особенно если отмечать его задумано за городом: декорировать участок и дом и превратить их в настоящую волшебную сказку. Три простые и практичные идеи, которые не только порадуют...
О героизме детей-сирот Ленобласти в годы ВОВ расскажет фильм
23.12.2024 11:11 Новости
О героизме детей-сирот Ленобласти в годы ВОВ расскажет фильм
Стартовали съемки военной драмы о героизме детей-сирот во время оккупации немецко-фашистскими захватчиками Гатчинского района Ленинградской области. Производством фильма занимается кинокомпания «Триикс Медиа» при поддержке Фонда кино. Основанный на реальных событиях полнометражный...
Битва за Днепр: освобождение Левобережной Украины и Донбасса
23.12.2024 09:01 Аналитика
Битва за Днепр: освобождение Левобережной Украины и Донбасса
Битва за Днепр, принятое в отечественной военно-исторической литературе название совокупности оборонительных и наступательных операций советских войск, проведённых в августе – декабре 1943 г. в целях освобождения Левобережной Украины, Донбасса, форсирования Днепра и захвата плацдармов на его правом...
325 лет назад Петр I издал указ о праздновании Нового года 1 января
20.12.2024 13:05 Аналитика
325 лет назад Петр I издал указ о праздновании Нового года 1 января
До конца XV века Новый год на Руси праздновали 1 марта. Эта точка отсчета была связана с тем, что в марте земля пробуждалась от зимнего "сна", начинался новый посевной сезон. С 1495 года Московский государь Иван III приказал перенести празднование Нового года на 1 сентября. Причин для...