Повышение эффективности функционирования водонапорной башни Рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Рязанов, Алексей Борисович

• Рязанов, Алексей Борисович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рязанов, Алексей Борисович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Преимущества использования башен Рожновского для водоснабжения сельских потребителей

1.2 Существующие способы борьбы с последствиями льдообразования на внутренних стенках башен Рожновского

1.3 Существующие методы уменьшения скорости нарастания льда в

водонапорных башнях

Выводы по главе:

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ БАШЕН РОЖНОВСКОГО

2.1 Установившийся режим

2.2 Переходный режим

2.2.1 Динамика охлаждения воды в водонапорной башне

2.2.2 Динамика нарастания льда на внутренней стенке

Выводы по главе:

3. ОБЩАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Программа исследований

3.2. Описание экспериментальных установок

3.3 Методика проведения экспериментальных исследований

3.3.1 Методика определения температуры воды

3.3.2 Методика определения температуры воздуха

3.3.3 Методика определения температуры воды в емкости, имитирующей скважину и потребителя

3.3.4 Методика определения толщины льда, образовавшегося на внутренних стенках экспериментальных установок

3.3.5 Методика определения расхода воды

3.4 Точность измерений

Выводы по главе:

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Анализ зависимости температуры воды в металлической водонапорной башне от времени

4.2 Анализ зависимости толщины льда в металлической водонапорной

башне от времени

Выводы по главе:

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1 Методика инженерного расчета режимов работы башен Рожновского в зимний период года

5.2 Способы снижения скорости нарастания льда в башнях Рожновского

5.3 Оценка экономической эффективности предлагаемых методов предотвращения выхода из строя металлических водонапорных башен

Рожновского

Выводы по главе:

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования водонапорной башни Рожновского при отрицательных температурах окружающего воздуха»

ВВЕДЕНИЕ

В сельском хозяйстве на различные технологические нужды требуется достаточно большое количество воды. Так, например, на производство 1 т молока - 5... 10 т; на промывку 1 т соломы при выщелачивании - 50 т; на производство 1 т мяса говядины - 50 т; на выращивание 1 т картофеля -300 т; на выращивание 1 т пшеницы - 1000 т.

Правильная организация водоснабжения имеет исключительное значение для эффективной работы фермы, так как обеспечивает нормальное выполнение производственно-зоотехнических процессов и

противопожарную безопасность, улучшает условия содержания, повышает производительность и культуру труда обслуживающего персонала, продуктивность животных и качество продукции, снижает ее себестоимость [1].

Поэтому организация надежного бесперебойного водоснабжения сельскохозяйственных потребителей является одной из наиболее важных задач сельскохозяйственного производства.

В настоящее время основная часть систем централизованного водоснабжения представлена локальными системами, имеющими водозабор из скважин, водонапорную башню и водопроводные сети. Из этих систем 55% нуждаются в техническом улучшении, в том числе 32% - в реконструкции, 12% - в расширении и 11% - в полном восстановлении [2].

Одним из наиболее распространенных способов организации водоснабжения в сельском хозяйстве является использование в качестве буферной емкости металлической водонапорной башни Рожновского.

В них в холодное время года наблюдается обледенение стенок емкости и всех предметов, находящихся в ней на уровне поверхности воды.

Обледенение приводит к нарушению функционирования в первую очередь датчиков уровней, а при значительных нарастаниях льда прекращает

нормально функционировать и сама водонапорная емкость; в конечном итоге это приводит к ее механическому разрушению. Уменьшается вплоть до нуля ее полезный объем и, если толстым слоем льда покрывается поверхность воды в емкости, может произойти ее разрыв под давлением, развиваемым нагнетающим воду насосом [3].

Защита башни от обледенения путем ее теплоизоляции, как показал опыт применения такой защиты в некоторых хозяйствах, в том числе и в Оренбургской области, малоэффективна, так как требует значительных дополнительных затрат, сводящих тем самым на нет главное преимущество башни Рожновского - ее дешевизну. Ускоряется коррозия стенок башни при попадании между ними и теплоизоляцией влаги, а также затрудняется выявление и устранение возможных протечек.

Подогревать воду в башнях Рожновского с помощью трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов) экономически нецелесообразно, так как количество потребляемой электрической энергии в этом случае будет неоправданно велико. Кроме того, линии электропередачи расположены, как правило, далеко от башен и, соответственно, в этом случае необходимы дополнительные затраты для подведения электрической энергии к водонапорной башне.

Анализ показал, что причиной обмерзания башен является застой воды, причина которого - подача и разбор воды из нижней части водонапорной емкости. Вода в верхней части емкости при этом практически не обновляется, застаивается и, как следствие, замерзает.

Вместе с тем известны случаи существенного повышения устойчивости водонапорной башни к обледенению путем более полного использования тепла поступающей из скважины воды за счёт подачи ее в верхнюю зону башни.

Однако при этом остается неизвестным, насколько такая мера эффективна в различных условиях эксплуатации, неизвестны также границы ее эффективности по минимуму температуры окружающей среды, минимуму

разбора воды или длительности его перерыва. Возникает при этом и ряд технических затруднений осуществления такого способа. Ответы на поставленные вопросы можно дать, детально изучив процессы изменения температуры воды внутри водонапорной башни и процессы ее обледенения при различных способах водоподачи и условиях эксплуатации.

Таким образом, исследование температурного режима работы водонапорной башни Рожновского, выяснение условий и темпа ее обледенения, а также разработка конструктивных решений и обоснование режимных параметров, уменьшающих степень льдообразования, является на сегодняшний день актуальной задачей.

Цель работы - обосновать конструктивные и режимные параметры работы водонапорной башни Рожновского, обеспечивающие ее работоспособность при отрицательных температурах окружающего воздуха.

Задачи исследования:

1. Выполнить анализ и наметить направления улучшения эксплуатационных свойств водонапорных башен Рожновского в зимний период.

2. Разработать методику исследования температурного режима работы водонапорных башен Рожновского.

3. Выявить закономерности образования льда на внутренних стенках башен Рожновского при различных климатических условиях.

4. Выполнить теоретическое и экспериментальное исследования влияния конструктивных и режимных параметров работы водонапорных башен на их устойчивость к обледенению.

5. Обосновать допустимые конструктивные и режимные параметры, обеспечивающие сохранение работоспособности водонапорной башни в экстремальных условиях эксплуатации.

6. Дать технико-экономическую оценку результатов научных исследований.

Объект исследования - процесс нарастания льда на внутренней поверхности стенки водонапорной башни Рожновского.

Предмет исследования - закономерности, определяющие скорость нарастания льда на внутренней поверхности стенки водонапорной башни Рожновского.

Рабочая гипотеза - предполагается снизить темп нарастания льда за счет более эффективного использования энергии воды, поступающей в башню.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- выявлены аналитические зависимости температуры воды в башне Рожновского, а также толщины образовавшегося льда на ее внутренних стенках от времени при различных температурах и скоростях окружающего воздуха;

- экспериментально подтверждены зависимости температуры воды в башне Рожновского и также толщины образовавшегося льда на ее внутренних стенках от времени при различных температурах окружающего воздуха;

- предложен способ подачи воды в водонапорную башню Рожновского, который позволяет наиболее полно использовать тепловую энергию поступающей воды, что уменьшает темп обмерзания.

Практическая значимость работы. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны рекомендации по усовершенствованию конструкции водонапорных башен Рожновского (патент № 3279452). Внесенные конструктивные изменения способствуют повышению устойчивости башен к льдообразованию при эксплуатации в зимний период года.

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель определения времени охлаждения воды в водонапорной башне Рожновского;

- математическая модель определения времени нарастания льда на внутренних стенках водонапорной башни Рожновского;

- способ подачи воды в водонапорную башню Рожновского.

Апробация работы. Общие положения диссертационной работы

доложены и обсуждены на научно-практических конференциях «Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК» (Оренбург, 2006-2009); региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Наука -технологии - производство - рынок» (Оренбург, 2006), а также международной научно-практической конференции «Состояние, перспективы экономико-технологического развития и экологически безопасного производства в АПК» (Оренбург, 2010).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК, получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включая список литературы из 128 наименований, 55 рисунков, 39 таблиц и 4 приложения.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы Оренбургского государственного аграрного университета.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Преимущества использования башен Рожновского для водоснабжения сельских потребителей

На животноводческих и птицеводческих фермах, фабриках и комплексах воду расходуют на производственно-технические нужды, отопление, хозяйственно-питьевые нужды и противопожарные мероприятия.

Среднее водопотребление по России в расчете на одного сельского жителя по коммунальному сектору составляет 136 л/сут (по данным инвентаризации, проведенной АО «Центр-сервис-проект» в 1998 г). В удельном водопотреблении учтены расходы воды на личные нужды, полив зеленых насаждений, приусадебных участков и поение личного скота. Вместе с тем, в отдельных регионах водопотребление на одного жителя составляет лишь 40...80 л/сут (Курганская, Иркутская, Воронежская и Архангельская области, в Красноярском и Хабаровском краях, в Дагестане, Молдовии, Туве и др.).

Режим водопотребления в поселке характеризуется большой неравномерностью расходов, с коэффициентом часовой неравномерности, достигающим 2,5. Это значит, что днем в период максимального разбора воды ее часовой расход может в 2,5 раза превышать среднее значение (1/24 часть) суточного расхода. Ночью, наоборот, расход воды резко сокращается [4]. Это также можно видеть из графика водопотребления с. Сагарчин Акбулакского района Оренбургской области (рисунок 1.1).

Емкости, используемые в системах водоснабжения, могут быть классифицированы следующим образом [5].

1. По функциональному признаку (по их назначению):

а) регулирующие;

б) запасные;

в) запасно-регулирующие (объединяющие в одном функции аккумулирования и хранения воды).

сооружении

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

час

Рисунок 1.1 - График водопотребления с. Сагарчин Акбулакского района Оренбургской области

2. По способу подачи воды из них в сеть:

а) напорные, которые обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в водопроводную сеть;

б) безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами. Напорные емкости в зависимости от конструкции подразделяют на

следующие основные типы:

а) водонапорные башни (напор обеспечивается установкой резервуара на поддерживающей конструкции требуемой высоты);

б) напорные резервуары (напор обеспечивается установкой резервуара на естественных возвышенностях с требуемыми отметками);

в) водонапорные колонны (занимают промежуточное положение между наземными резервуарами и башнями);

г) пневматические водонапорные установки (напор создается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в герметически закрытых резервуарах).

Также существуют системы водоснабжения, вообще не использующие водонапорных башен. В них применяется метод частотного регулирования электрического привода.

Частотно-регулируемый привод (частотно-управляемый привод, ЧУП, Variable Frequency Drive, VFD) — система управления частотой вращения ротора асинхронного (синхронного) электродвигателя. Состоит из собственно электродвигателя и частотного преобразователя.

Частотный преобразователь (преобразователь частоты) — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный и инвертора (преобразователя), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Для улучшения формы выходного напряжения между преобразователем и двигателем иногда ставят дроссель, а для уменьшения электромагнитных помех — фильтр.

Насосная станция системы водоснабжения с использованием частотно-регулируемого привода состоит из преобразователя частоты, регулирующего обороты погружного насоса, низковольтной защитной и коммутационной аппаратуры, датчика давления, реле времени, органов управления и индикации, кабелей силовых и информационных. Дополнительно к системе могут быть подключены датчик сухого хода, внешние органы удаленного управления и пр.

Информация о давлении в сети поступает в блок частотного преобразователя от специального датчика давления, установленного у потребителя, на основании этих данных преобразователь соответствующим образом меняет частоту, подаваемую на двигатель.

Если с помощью частотного преобразователя понизить частоту и амплитуду подаваемого на него переменного напряжения, то соответственно понизятся скорость вращения двигателя, и, следовательно, изменится производительность насосного агрегата.

Возможны скалярный и векторный типы управления электрическим двигателем. При скалярном управлении формируются гармонические токи фаз двигателя. Векторное управление - метод управления синхронными и асинхронными двигателями, не только формирующим гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивающим управление магнитным потоком ротора.

Однако применение частотно-регулируемого привода имеет существенные недостатки:

- большинство моделей ЧРП являются источником помех;

- сравнительно высокая стоимость для ЧРП большой мощности;

- отключение электроэнергии сразу приводит к прекращению водоснабжения потребителей;

- невозможно создать запас воды на случай пожара;

- на пониженных частотах вращения двигатель работает не в номинальном режиме, следовательно, снижается КПД и растут потери энергии.

Последнее видно на рисунке 1.2, на котором представлены основные характеристики насосов - зависимости напора Н, развиваемого насосом и коэффициента полезного действия 77 от подачи (3. Эти графики получаются по результатам заводских испытаний.

Использование в частотно-регулируемых электроприводах АД общего применения приводит к снижению их технико-экономических показателей: КПД двигателя снижается в среднем на 2...4 %, созф -на 5 % [6].

Рисунок 1.2 - Характеристики центробежного насоса

Таким образом, замена напорных емкостей системами частотного регулирования электрического привода в ближайшей перспективе не получит достаточно широкого распространения.

Сглаживают неравномерность водопотребления в сельской местности, как правило, установкой водонапорных башен.

Водонапорная башня предназначена для регулирования расхода и напора воды в водопроводной сети, создания ее запаса и выравнивания графика работы насосных станций. Используется в системах производственного, хозяйственно-питьевого и противопожарного водоснабжения промышленных объектов, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест.

Немаловажным является тот факт, что при наличии башни имеется запас воды на различные случаи (пожар, отключение электрической энергии и др.).

Таким образом, башня в системе выполняет различные функции: 1. За счет столба воды в колонне она поддерживает требуемое практически постоянное статическое давление воды в системе. В результате потребитель получает воду бесперебойно и с постоянным расчетным напором.

2. Создавая постоянное давление в сети, башня обеспечивает работу насоса в постоянном режиме, с расчетной подачей и давлением при резко неравномерном расходе воды потребителями. При малом потреблении насос работает на башню, при большом - к подаче насоса добавляется поток воды из башни.

3. В башне размещается регулируемый объем воды, который определяется действием автоматики и определяет периодичность включения насоса. Этот запас соответствует уровню воды 111 (рисунок 1.3).

4. В башне сохраняется нерасходуемый запас воды на случай пожара или аварии. Этот запас соответствует уровню воды Ъ2 (рисунок 1.3) [7].

В настоящее время используются железобетонные, стальные, кирпичные и деревянные водонапорные башни. Однако наиболее распространенной в сельской местности является стальная башня Рожновского следствие ряда преимуществ, к которым могут быть отнесены полная водонепроницаемость баков, малая масса, заводское изготовление деталей, обеспечивающее сравнительно быстрый монтаж их на месте строительства, сравнительная дешевизна, а также большая сейсмостойкость.

Водонапорные башни Рожновского (рисунок 1.4) представляют собой сварную листовую конструкцию, состоящую из цилиндрической обечайки с коническими крышей и днищем, цилиндрической водозаполняющейся опорой. Опора закрепляется на монолитном железобетонном фундаменте посредством закладных и соединительных деталей.

Нижняя часть опоры обсыпается местным грунтом на высоту 2.45 м над поверхностью земли. Для подъёма на насыпь предусмотрена железобетонная лестница; под выпуском сигнальной трубы в насыпи устраивается бетонный лоток для защиты откоса от размывания. Откосы насыпи укрепляются посевом многолетних трав.

/

Рисунок 1.3 - Нерасходуемый и регулируемый объемы воды:

1 - датчик верхнего уровня; 2 - датчик нижнего уровня; 3 -водоразборный патрубок

Рядом с башней устраивается колодец обслуживания, служащий для размещения водопроводной арматуры.

На отводящей трубе предусмотрен отвод с задвижкой и головкой муфтовой для сброса воды при производстве пробных откачек, а также, при необходимости для непосредственной подачи воды в передвижные ёмкости.

Для наполнения водонапорной башни служит подводящая труба, по которой вода от насосной станции поступает в верхнюю часть опоры башни. Питание водопроводной сети осуществляется с помощью отводящей трубы из нижней части опоры.

Переливная труба выведена на наивысший уровень воды в баке. В колодце на подводящей и отводящей трубах устанавливаются задвижки с ручным приводом и обратные клапаны. Включение насосной установки производится автоматически по сигналу датчика нижнего уровня, который установлен внутри водонапорной башни.

Рисунок 1.4 - Общий вид башни Рожновского: 1 - бак; 2 - водонапорная опора; 3 - крышка бака; 4 - люк для осмотра;

5 - скобы льдоудерживателя; 6 - лестница внутренняя;

7 - лестница наружная

В крыше водонапорной башни имеется смотровой люк и люк для установки датчиков уровней. Внутри опор башен всех типов имеется лестница для осмотра и профилактического ремонта. Подъём на крышу водонапорной башни осуществляется по наружной лестнице, снабжённой предохранительным ограждением.

На высоте 3,4 м от уровня земли в опоре имеется герметический смотровой люк.

Водонапорные башни Рожновского обеспечивают оптимальный режим водоснабжения потребителей среднего и малого объемов водопотребления, которых особенно много в сельском хозяйстве. При сильной рассредоточенности потребителей организация водоснабжения с использованием водонапорных башен является наиболее приемлемой [8].

Непосредственное включение насоса в сеть без башни в условиях сильной неравномерности расхода привело бы к ненормальному режиму работы насоса с недостаточным напором или, наоборот, с малой подачей и чрезмерным давлением. На такие режимы работы и насосы, и сеть водоснабжения не рассчитаны, при этом в сети происходили бы глубокие перепады давления, перебои в подаче воды, резко возросло бы потребление электроэнергии. Включение в сеть водоснабжения водонапорной башни позволяет насосу и потребителям воды действовать по своим графикам, причем насос всегда работает в расчетном, наиболее выгодном и правильном режиме.

Металлические водонапорные башни Рожновского могут использоваться в районах со следующими характеристиками:

■ сейсмичность - до 6 баллов;

■ ветровая нагрузка - 27 Щ-;

м

кзс

■ давление ветра - до 38 —;

л

■ грунты в основании - однородные, непросадочные, непучинистые;

■ грунтовые воды - отсутствуют.

Большинство районов Российской Федерации обладают подходящими характеристиками, в связи с чем, а также по причинам, изложенным выше, данные башни распространены в сельской местности практически повсеместно.

Существенным недостатком водонапорных башен Рожновского является их обледенение в зимний период года. При этом в первую очередь

нарушается работа систем автоматического регулирования уровня воды (датчиков уровней), снижается полезный объём башни и в конечном итоге происходит её механическое разрушение.

Поэтому исследование температурного режима работы водонапорной башни Рожновского, выяснение условий и темпа ее обледенения, а также разработка конструктивных решений и обоснование режимных параметров, уменьшающих степень льдообразования, является на сегодняшний день актуальной задачей.

1.2 Существующие способы борьбы с последствиями льдообразования на внутренних стенках башен Рожновского

Известны способы, которые непосредственно не решают проблему образования льда, а предотвращают разрушение башен уже имеющимся льдом.

А.В. Куралесин, В.Е. Тройкин, В.Н. Уметский, Ю.А.Павлов предлагают снабжать башни диафрагмой из упругоэластичного материала и поплавком тороидальной формы, установленным коаксиально центральной стойке, причем диафрагма прикреплена одним концом к верхнему кольцу жесткости, а другим - к поплавку (рисунок 1.5) [9].

Рисунок 1.5 - Водонапорная башня с диафрагмой из упругоэластичного материала и поплавком тороидальной формы: 1 - опорная стойка, 2 - емкость, 4 - центральная распорная стойка, 5 -диафрагма из упругоэластичного материала, 7 - поплавок, 3 - конусная верхняя часть, 6 - кольцо жесткости, 8 - упорное кольцо

й

При колебаниях воды в емкости диафрагма растягивается и сжимается при вертикальных движениях поплавка. Образовавшаяся на ее нижней поверхности корка льда трескается, отслаивается и ссыпается в воду. Это происходит на ранней стадии образования льда, когда его толщина не достигает опасных значений.

Данный способ предотвращает нарастание льда только в верхней части буферной емкости, в то время как в средней и нижней ее части, а также в опоре лед все равно будет нарастать.

М. А. Спивак [10] предлагает в водонапорной башне соединить центральную стойку с напорно-разводящим стояком, а ее стенки выполнить с отверстиями (рисунок 1.6)

Рис. 1.6 - Водонапорная башня, распирающая центральная стойка которой соединена с напорно-разводящим стояком, а ее стенки выполнены с

отверстиями:

1 - опора; 2 - верхний конус; 3 - нижний конус; 4 - промежуточный цилиндр; 5 - распирающая центральная стойка; 6 - железобетонные кольца жесткости; 7 - отверстия; 8 - напорно-разводящий стояк из стальной трубы;

9-12-лед

Вода в стойке 5 по мере подъема замедляет свое движение, так как через отверстия 7 выходит в емкость. Там, где в стойке 5 и стояке 8 отверстий нет или они закрыты льдом 9, скорость воды высока и поэтому лед 12 на их стенках весьма тонок.

Стойка 5 с малыми отверстиями 7 препятствует соскальзыванию льда 9 в стояк 8. Всплыть же цельный лед 9 с днища 3 не может, так как образующая конуса 9 длиннее радиуса цилиндра 10, а наружный край льда 9 пригружен льдом 10 и 11. Так как лед 9 к тому же значительно толще льда 10 и тем более льда 11 (меньше освещен солнцем), то он тает дольше всех, т.е. всегда служит щитом для днища 3 от падающего сверху льда. Поэтому образование льда 11 не опасно для днища 3.

Указанный способ только лишь предотвращает механическое повреждение днища откалывающимся льдом, в то время как лед на стенках все равно будет нарастать.

Указанные способы не снижают скорости нарастания льда, который при этом будет накапливаться внутри башни. Куски льда уменьшают полезный объем башни, что увеличивает частоту включений насоса и уменьшает объем запасенной воды.

1.3 Существующие методы уменьшения скорости нарастания льда в

водонапорных башнях

Наряду с вышеизложенными известны также способы, частично препятствующие образованию корки льда на внутренней поверхности металлических водонапорных башен.

М. А. Спивак [11] предлагает снабдить водонапорную башню растяжками, закрепленными к верхней части центральной расширяющей стойки и к емкости, а верхнюю часть емкости выполнить из светопроницаемого материала (рисунок. 1.7).

светопроницаемого материала: 1 - стойка; 2 - верхний конус; 3 - нижний конус; 4 - промежуточный цилиндр; 5 - центральная распирающая стойка; 6 - горизонтальные кольца жесткости; 7 - растяжки; 8 - оболочка из прозрачной пленки

Солнечный свет, проникнув через пленку 8 внутрь емкости, нагревает воду, а также стенки 2 и 4 и стойку 5, окрашенные внутри емкости в светопоглощающие тона. Нагретые тела излучают тепло в окружающее пространство в инфракрасном диапазоне волн, для которых оболочка 8 непроницаема точно так же, как и оболочки 2-4. Поэтому температура воздуха в емкости на 15-20 градусов превышает температуру наружного воздуха. В таких условиях толщина льда изнутри верхнего конуса 2 не достигает опасной для днища 3 толщины.

Главным недостатком такого способа можно считать то, что прогреваться будет только верхняя часть емкости, в то время как ее нижняя часть будет покрываться льдом.

Кроме того, при диаметре бака 3 м максимальная энергия, поступающая от солнечного излучения, составляет порядка 10,5 кВт, что наблюдается крайне редко. А также, как показывают наблюдения, водонапорные башни в основном обледеневают ночью, когда такой механизм защиты не работает.

В качестве наиболее подходящего подхода к данной проблеме можно считать поиск более рационального использования тепла воды, поступающей в башню из скважины.

Нами в течение трех лет эксплуатации в хозяйстве Оренбургской области наблюдалась система, представленная на рис. 1.8 [12]. По трубе подачи, расположенной рядом с башней, вода поступает в верхнюю часть, в то время как разбор воды идет из нижней части.

В этом заключается отличие от традиционного метода, при котором подача и разбор воды происходят в нижней части водонапорной башни, что является причиной застаивания, охлаждения и замерзания воды при низком объеме водопотребления.

При подаче воды в верхнюю часть емкости происходит обновление всего объема воды в водонапорной башне, и она не успевает охлаждаться до температуры замерзания.

\

// v

■'//////

t

1 / / / /

Рисунок 1.8 — Способ подачи воды в верхнюю часть емкости

Поскольку подающая труба находится рядом с башней, в нее нельзя ставить обратный клапан, так как при отключении насоса вода в ней будет замерзать. Отсутствие обратного клапана приводит к тому, что после отключения насоса вода по подающей трубе стекает обратно в скважину, заставляя двигатель насоса вращаться в обратном направлении. При этом увеличиваются износ насоса и затраты электроэнергии при повторных заполнениях подающей трубы. Также при вращении двигатель, «переворачивается» в генераторный режим, следовательно, будут появляться помехи в электрической сети.

A.A. Рожновский и В.Д. Смирнов предлагают следующий способ (рисунок 1.9): в водонапорной неотапливаемой башне, включающей бак, водозаполненную трубчатую опору, утепленную в нижней части грунтовой обсыпкой, водоподводящий и водоотводящий трубопроводы, трубчатая опора снабжена диафрагмой, выполненной в виде усеченного конуса, вершина которого обращена к баку, размещенного в зоне грунтовой обсыпки и установленного с образованием кольцевого зазора относительно стенок трубчатой опоры, причем конец водоподводящего трубопровода расположен

выше вершины усеченного конуса, а водоотводящий трубопровод расположен под ним [13].

На рисунке 1.9 а изображен общий вид, на рисунке 1.9 б - узел I на рисунке 1.9 а.

Башня работает следующим образом. Вода поступает в башню по водоподводящему трубопроводу 4 через гидравлическую насадку 7 и поднимается по водозаполненной опоре 2 под влиянием гидростатического напора в насадке 7 и разности удельных весов поступающей воды теплой и охлажденной в холодное время года, заполняющей водозаполненную опору 2. По мере подъема воды вдоль водозаполненной опоры 2 ее отдельные струи отклоняются к стенкам опоры, у которых в холодное время года постепенно охлаждаются, отдавая при этом тепло на обогрев опоры, что препятствует процессу образования льда на стенках опоры. Охлаждение воды сопровождается также увеличением ее объемного веса, что приводит к

и л ^

опусканию охлажденной воды вдоль стенок опоры 2 и далее через кольцевой зазор 8 под усеченный конус 6, откуда охлажденная вода уходит в водораспределительную сеть по водоотводящему трубопроводу 5.

В водонапорной башне вся вода перед поступлением в водораспределительную сеть проходит через водозаполненную опору башни.

Однако при этом достаточно быстро происходит перемешивание воды из скважины с более холодной водой в башне, в результате чего их температуры выравниваются, что слабо отражается на уменьшении толщины уже образовавшегося льда.

Таким образом, улучшения работы металлических водонапорных башен можно добиться путем более полного использования теплоты воды, поступающей в башню.

а) б)

Рисунок 1.9 - Способ подачи воды в водонапорную башню: 1 - бак, размещенный на водозаполненной цилиндрической опоре; 2 -водозаполненная цилиндрическая опора, утепленная в нижней части грунтовой обсыпкой; 3 - грунтовая обсыпка; 4 - водоподводящий трубопровод; 5 - водоотводящий трубопровод; 6 - диафрагма, выполненная в виде усеченного конуса; 7 - гидравлическая насадка; 8 - кольцевой зазор; 9 -

ветровые опоры; 10 - решетка Исходя из вышесказанного нами была составлена классификация способов повышения эффективности башен Рожновского (рисунок 1.10), а также классификация параметров, влияющих на их режим работы в зимний период года (рисунок 1.11).

Рисунок 1.10 - Классификация способов повышения эффективности работы башен Рожновского

Коне j pyic ni иные

- иысо'1 а

_

- лиамсф пака

- лиаметр опоры

- ooi.eu óaiiiiin

I Грщпагси

I

Режимные

- раехол волы

I

краиюси» оомена иодм ii оапше

I

На основании изложенного нами были сформулированы задачи исследования:

- выполнить анализ и наметить направления улучшения эксплуатационных свойств водонапорных башен Рожновского в зимний период;

- разработать методику исследования температурного режима работы водонапорных башен Рожновского;

- выявить закономерности образования льда на внутренних стенках башен Рожновского при различных климатических условиях;

- выполнить теоретическое и экспериментальное исследования влияния конструктивных и режимных параметров работы водонапорных башен на их устойчивость к обледенению;

- обосновать допустимые конструктивные и режимные параметры, обеспечивающие сохранение работоспособности водонапорной башни в экстремальных условиях эксплуатации;

- дать технико-экономическую оценку результатов научных исследований.

Выводы по главе:

1. Проведенные результаты анализа работы водонапорной башни Рожновского в зимний период года показали, что при низких отрицательных температурах окружающего воздуха наблюдается образование большого объема льда на внутренних стенках, что отрицательно сказывается на режимных параметрах ее работы.

2. Существующие методы либо предотвращают разрушение башен, не сокращая темп льдообразования, либо незначительно снижают скорость льдообразования. Методы, влияющие на скорость льдообразования, требуют дополнительного анализа и доработки.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ БАШЕН РОЖНОВСКОГО

На сегодняшний момент еще недостаточно изучены закономерности образования льда на внутренних стенках башен Рожновского при различных климатических условиях. Для определения параметров работы башен, предотвращающих их обледенение, необходимо рассмотреть различные температурные режимы их работы.

2.1 Установившийся режим

Установившимся режимом теплового состояния теплопередачи называется такой режим, при котором все параметры, характеризующиеся процесс, остаются постоянными с течением времени [14, 15, 16, 17]. Режим работы водонапорных башен Рожновского можно считать таковым при прошествии достаточно большого промежутка времени.

Для рассмотрения данного вопроса необходимо знать температуру воздуха. С этой целью нами была проанализирована динамика минимальных температур воздуха по Акбулакскому району Оренбургской области в зимнее время за последние 6 лет (рис. 2.1 - 2.5). Данные были предоставлены Оренбургским гидрометеорологическим центром.

Рисунок 2.2 - Значения минимальных температур воздуха по Акбулакскому району Оренбургской области в зимний период (2007-2008 гг.)

о

10,0 5,0 вГ 0,0

X

-5,0

2 -ю,о й

а. -15,0 Р

"20,0

и

с -25,0 2

£ -30,0 -35,0

гтгггт;

2 £.......Я £ ■■ Я

'■■■Я..........й

ноябрь

декабрь

январь

февраль

март

Рисунок 2.3 - Значения минимальных температур воздуха по Акбулакскому району Оренбургской области в зимний период (2008-2009 гг.)

Рисунок 2.4 - Значения минимальных температур воздуха по Акбулакскому району Оренбургской области в зимний период (2009-2010 гг.)

о

0

X

1

о

10,0

5,0

0,0 ■

-5,0

10,0

я -15,0 о*

-20,0 I -30,0

(Ц

н -35,0 ■40,0

декабрь

январь

февраль

март

Рисунок 2.5 - Значения минимальных температур воздуха по Акбулакскому району Оренбургской области в зимний период (2010-2011 гг.)

Из данных наблюдений можно сделать вывод, что минимальная температура в период с 2006 по 2011 гг. составила -35,6 °С.

Рассмотрение всех аспектов теплового режима башен достаточно затруднительно. Поэтому воспользуемся следующими упрощениями:

1. Нижняя опора башни размещается на грунте, теплопроводность которого намного меньше теплопроводности стальных стенок и льда, поэтому тепловыми потерями через грунт можно пренебречь.

2. Между крышкой башни и уровнем воды имеется воздушная прослойка, теплопроводящая способность которой пренебрежимо мала по сравнению с металлической стенкой и льдом. Исходя из этого обстоятельства тепловым потоком через верхнюю крышку башни можно пренебречь.

Из сказанного выше следует, что потеря тепловой энергии воды в башне происходит преимущественно через боковую поверхность башни, которая в основном имеет цилиндрическую форму (площадь конусообразной поверхности также мала по сравнению с цилиндрической частью).

После появления корки льда на стенке водонапорной башни появляется двухслойная цилиндрическая стенка, состоящая из слоя стали и льда (рисунок 2.6). Рассмотрим теплопередачу через двухслойную цилиндрическую стенку при граничных условиях третьего рода, т.е. когда заданы коэффициенты теплоотдачи на поверхностях тел.

Тепловой поток через цилиндрическую стенку рассчитываем по следующему выражению:

■вн. п.

__я • КТводы твозд)__. -

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Рязанов, Алексей Борисович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. В результате проведённого анализа работы водонапорных башен Рожновского в зимний период года установлено, что повышение их устойчивости к обледенению может быть достигнуто за счет более эффективного использования энергии воды, поступающей из скважины.

2. Теоретически установлено, что интенсивность льдообразования в значительной степени можно уменьшить, сократив время нахождения в ёмкости башни одного и того же объёма воды (застоя) путем обеспечения циркуляции воды в полости башни и периодической смены в ней вследствие этого всей воды.

3. В результате теоретических исследований с использованием дифференциального и интегрального исчисления, а также метода конечных разностей были получены зависимости температуры воды и толщины льда от времени в водонапорных башнях Рожновского при различных климатических условиях. Были получены следующие данные: время охлаждения воды до температуры кристаллизации в зависимости от размеров серийно выпускаемых башен колеблется от 1,2 до 65,4 часа; время замерзания воды - от 31 до 1182 часов при температуре воздуха от минус 5 до минус 40 °С, скорости воздуха от 0 до 6 м/с и нулевом расходе воды.

4. Экспериментальные исследования с помощью лабораторных установок, позволяющих моделировать тепловые процессы в металлически« водонапорных башнях, показали, что расхождение между расчетными и экспериментальными зависимостями не превышает 10%.

5. Определены значения минимального среднего расхода воды, при котором толщина льда, образовавшегося на внутренних стенках металлических водонапорных башен Рожновского, не превышает величины, допустимой по условиям их работоспособности. В зависимости от размеров башен минимальный расход колеблется от 0,048 м3/ч до 1,01 м3/ч при температуре воздуха от минус 5 до минус 40 °С и его скорости от 0 до 6 м/с.

6. Предложена конструкция водонапорной башни с наиболее полным использованием энергии воды, отличающаяся тем, что водоподводящая труба расположена по касательной к окружности башни с углом наклона к горизонтали 20°, а входное отверстие водоотводящей трубы расположено внизу, по центру, на высоте 20 см.

7. Экономический эффект за счёт снижения частоты отказов и вследствие этого повышения надежности водоснабжения составляет 51942 руб. на одну башню по ценам 2010 г.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рязанов, Алексей Борисович, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Карташов, Л. П. Механизация, электрификация и автоматизация животноводства [Текст] / Л. П. Карташов, А. И. Чугунов, А, А. Аверкиев. -Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: «Колос», 1997. - 368 с.

2. Ольгаренко, Г. В. Развитие научного обеспечения в области сельскохозяйственного водоснабжения [Текст] / Г.В. Ольгаренко, A.A. Алдошкин // Мелиорация и водное хозяйство, - 2006. - Вып. 1

3. Петько, В. Г. Повышение эффективности функционирования электронасосных агрегатов в системах водоснабжения сельского хозяйства [Текст]: дисс. на соискание ученой степени док. техн. наук: 05.20.02 / Петько Виктор Гаврилович - Оренбург, 1995. - 389 с.

4. Славин, Р. М. Техника в сельском хозяйстве [Текст] / Р. М. Славин, А. П. Гришин. - Вып. 11: Автоматизация электронасосных установок. - 1987. -С. 33.

5. Абрамов, H.H. Водоснабжение. [Текст] / Н. Н. Абрамов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: «Стройиздат». 1982. - 440 С.. : ил.

6. Войтех, A.A. Техн. електродинамша [Текст] / A.A. Войтех, В.П. Оноприч, Л.В. Оноприч. - Вып. 4: Асинхронные двигатели общепромышленной серии при частотном регулировании скорости вращения. - 2004. - С. 41-45

7. Гришин А.П. Автоматизация и производство [Текст] / А.П. Гришин. -Вып. 10: Защита и управление при эксплуатации погружных электронасосов. Автоматическое управление при работе на башню. - 1996. - С. 6

8. Рязанов А.Б. Совершение инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК [Текст] / А.Б. Рязанов. - Вып. 7: К расчету температурного режима водонапорной башни Рожновского. - 2006. - С. 140145

9. A.c. 1502783 СССР, МКИЗ Е 04 Н 12/30. Водонапорная башня [Текст] / A.B. Куралесин, В.Е. Тройкин, В.Н. Уметский, Ю.А. Павлов

10. A.c. 868031 СССР, МКИЗ Е 04 Н 12/30. Водонапорная башня [Текст] / М.А. Спивак (СССР). - № 2848517/29-33; заявл. 07.12.79; опубл. 30.09.81, Бюл. № 36. - 2 е.: ил.

11. A.c. 876942 СССР, МКИЗ Е 04 Н 12/30. Водонапорная башня [Текст] / М.А. Спивак (СССР). - № 2864305/29-33; заявл. 04.01.80; опубл. 30.01.81, Бюл. № 40. - 2 е.: ил.

12. Алексеев, Г.Н. Общая теплотехника [Текст]: учеб. пособие / Г.Н. Алексеев. - М.: Высш. школа, 1980. - 552 е.: ил.

13. A.c. 870650 СССР, МКИЗ Е 04 Н 12/30. Водонапорная неотапливаемая башня [Текст] / A.A. Рожновский, В.Д. Смирнов (СССР). -№ 2860697/29-33; заявл. 27.12.79; опубл. 07.10.81, Бюл. № 37. - 2 е.: ил.

14. Теплотехника: учебник для вузов [Текст] / Под ред. А.П. Баскакова. Изд. 2-е, перер. - М.: «Энергоатомиздат», 1991. - 224 с.

15. Драганов Б.Х. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве [Текст]: учеб. по инж. спец. сел. хоз-ва / Б.Х. Драганов, Кузнецов, Рудобашта. М.: Агропромиздат, 1990. - 462 с.

16. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача [Текст]: учеб. пособие / В.В. Нащокин. - 3-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, 1980.-469 с.

17. Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена [Текст] / С.С. Кутателадзе. - М.: Атомиздат, 1979 - 416 с.

18. Кухлинг, X. Справочник по физике [Текст]: пер. с нем. Е.М. Лейкина / Хаузен Кухлинг. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 520 е.: ил.

19. Теплотехнический справочник [Текст]: справочник / под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. Изд. 2-е, перераб. Т. 1. М.: Энергия, 1975. - 744 е.: ил.

20. Егизаров, А.Г. Отопление и вентиляция зданий и сооружений сельскохозяйственных комплексов [Текст] / А.Г. Егизаров. - М.: Стройиздат, 1981.-239 е.: ил.

21. Авдонин, H.A. Математическое описание процессов кристаллизации [Текст] / H.A. Авдонин. - Рига: Зинатне, 1980. - 178 с.

22. Белкин, И.М. Средства линейно-угловых измерений [Текст]: справочник / И.М. Белкин. - М.: Машиностроение, 1987. - 368 е.: ил.

23. Марков, A.A. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов [Текст] / A.A. Марков, Д.А. Шпагин. - СПб.: Образование-Культура, 1999. - 230 с.

24. Зайдель, А.Н. Погрешности измерений физических величин [Текст] / А.Н. Зайдель. - JL: Наука, 1985.

25. Патлахов, В.Е. Исследование и проектирование трансформаторов малой мощности повышенной частоты оптимальных по массе [Текст]: дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.09.01. Самара, 2006

26. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы [Текст]: учеб. для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов» / В. П. Преображенский. - 3-е изд., перераб. -М.: Энергия, 1978. - 704 с.

27. Сегерлинд, JI. Применение метода конечных элементов [Текст]: пер. с англ. / JI. Сегерлинд. - М.: Мир, 1979. - 390 с.

28. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов [Текст]: пер. с англ. / Д. Норри, Ж. де Фриз. — М.: Мир, 1981. — 304 е.: ил.

29. Берковский, Б.М. Разностные методы исследования задач теплообмена [Текст] / Б.М. Берковский, Е.Ф. Ноготов. - Минск, «Наука и техника», 1976. - 144 с.

30. Кузьмин, М.П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена [Текст] / М.П. Кузьмин. - М.: Энергия, 1974. - 416 е.: ил.

31. Самарский, A.A. Разностные методы решения задач газовой динамики [Текст] / A.A. Самарский, Ю.П. Попов. - М.: Наука, 1981. - 351 с.

32. Федоров, В.И. Метод элементарных балансов для расчета нестационарных процессов поверхностных теплообменных аппаратов [Текст] / В.И. Федоров, З.А. Марценюк. - Киев: Наук, думка ,1977. - 143 е.: ил.

33. Пат. 2379452 Российская федерация, МПК Е 04 Н 12/30. Водонапорная башня [Текст] / Петько В.Г., Рязанов А.Б.; заявитель и патентообладатель Федеральное гос. учреждение высшего проф. образования «Оренбургский гос. аграрный ун-т». - № 2008117766/03; заявл. 04.05.08; опубл. 20.01.10, Бюл. № 2. - 4 е.: ил.

34. Онегов, А.П. Гигиена сельскохозяйственных животных [Текст] / А.П. Онегов, И.Ф. Храбустовский, В.И. Черных; под ред. А.П. Онегова. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Колос, 1984. - 400 е.: ил.

35. Кузнецов, А.Ф. Справочник по ветеринарной гигиене [Текст]: справочник / А.Ф. Кузнецов, В.И. Баланин.- М.: Колос, 1984. - 335 е.: ил.

36. Панасевич, И.С. Теплотехнические расчеты по сельским теплотехническим объектам [Текст]: учеб. пособие / И.С. Панасевич. Горький, 1975. - 128 с.

37. Романенко, П.Н. Гидродинамика и тепломассообмен в пограничном слое [Текст]: справочник / П.Н. Романенко. - М.: Энергия, 1974. - 464 с.

38. Теоретические основы тепло- и хладотехники [Текст]: уч. пособие / под ред. Э.И. Гуйго. 4.2 Теплообмен. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1976. - 224 с.

39. Хаузен, X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе [Текст]: пер. с нем. И.Н. Дулькина / X. Хаузен. - М.: Энергоиздат, 1981. - 384 е.: ил.

40. Чернов, A.B. Основы гидравлики и теплотехники [Текст] / A.B. Чернов, Н.К. Бессеребренников, B.C. Силецкий. - М.: Энергия, 1976. - 416 с.

41. Захаров, A.A. Применение тепла в сельском хозяйстве [Текст]: учеб. пособие для студентов с.-х. вузов / A.A. Захаров. - М.: Колос, 1974. - 256 с.

43. Юдаев, Б.Н. Теплопередача [Текст] / Б.Н. Юдаев. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1981. - 319 с.

44. Лашутина, Н.Г. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики [Текст] / Н.Г. Лашутина, О.В. Макашова, P.M. Медведев; под ред. P.M. Медведева. - Л.: Машиностроение, 1988. - 336 с.

45. Алифанов, О.М. Обратные задачи теплообмена [Текст] / О.М. Алифанов. - М.: Машиностроение, 1988. - 279 с.

46. Андреев, Е.И. Рсчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах [Текст] / Е.И. Андреев. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 191 с.

47. Адрианов, В.Н. Основы радиационного и сложного теплообмена [Текст] / В.Н. Адрианов. - М.: Энергия, 1972. - 464 с.

48. Боровский, В.Р. Теплообмен цилиндрических тел малых радиусов и их систем [Текст] / В.Р. Боровский, В.А. Шелиманов; отв. ред. Е.П. Дыбан. -Киев: Наукова думка, 1985. -205 с.

49. Жукаускас, A.A. Конвективный перенос в теплообменниках [Текст] / A.A. Жукаускас. - М.: Наука, 1982. - 472 е.: ил.

50. Зарубин, B.C. Инженерные методы решения задач теплопроводности [Текст] / B.C. Зарубин. - М.: Энергоатомиздат. 1983. - 326 е.: ил.

51. Коздоба, Л.А. Решения нелинейных задач теплопроводности [Текст] / Л.А. Коздоба. - Киев: Наукова думка. 1976. - 136 с.

52. Кузьмин, М.П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена [Текст] / М.П. Кузьмин. - М.: Энергия, 1974. - 416 е.: ил.

53. Лисиенко, В.Г. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах [Текст] / В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, А.Л. Гончаров; под ред. В.Г. Лисиенко. - Киев: Наук, думка, 1984. - 230 е.: ил.

54. Нестационарный теплообмен в трубах [Текст] / Н.М. Беляев, A.A. Кочубей, A.A. Рядно, В.Ф. Фалий; под общ. ред. Н.М. Беляева. - Киев; Донецк: Вища школа, 1980. - 160 е.: ил.

55. Пехович, А.И. Расчеты теплового режима твердых тел [Текст] / А.И. Пехович. - Изд. 2-е., перераб. и доп. - JL: Энергия, 1976. - 351 с.

56. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен [Текст] / Б. Гебхарт, Й. Дупурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия: пер. с англ. - М.: Мир, 1991.-678 с.

57. Сычев, В.В. Сложные термодинамические системы [Текст] / В.В. Сычев. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 207 е.: ил.

58. Темкин, А.Г. Обратные методы теплопроводности [Текст] / А.Г. Темкин. - М.: Энергия, 1973. - 464 с.

59. Зацепина, Г.Н. Свойства и структура воды [Текст] / Г.Н. Зацепина. -М.: Изд-во Московского ун-та, 1971. - 165 с.

60. Филиппов, И.Ф. Основы теплообмена в электрических машинах [Текст] / И.Ф. Филиппов. - Л.: Энергия, 1974. - 384 е.: ил.

61. Черпаков, П.В. Теория регулярного теплообмена [Текст] / П.В. Черпаков. -М.: Энергия, 1975. - 225 е.: ил.

62. Кулинченко, В.Р. Справочник по теплообменным расчетам [Текст]: справочник / В.Р. Кулинченко. - Киев: Тэхника, 1990. - 163 е.: ил.

63. Мартыненко, О.Г. Свободно-конвективный теплообмен: [Текст]: справочник / О.Г. Мартыненко, Ю.А. Соковишин; под ред. Р.И. Облоухина. -Минск: Наука и техника, 1982. - 400 с.

64. Ривкин, C.JI. Термодинамические свойства воды и водяного пара [Текст] : справочник / C.JI. Ривкин, A.A. Александров. - Изд. 2-е., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 80 е.: ил.

65. Ривкин, C.JI. Термодинамические свойства воздуха и продуктов сгорания топлив [Текст] / C.JI. Ривкин-М.: Энергоатомиздат, 1984. - 105 е.: ил.

67. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент [Текст] : Справочник / Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев; под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. -М.: Энергоиздат, 1982. - 510 е.: ил.

68. Гидравлика, водоснабжение и канализация [Текст] / В.И. Калицун, B.C. Кедров, Ю.М. Ласков, П.В. Сафронов. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Сторойиздат, 1980. - 359 е.: ил.

69. Водоподъемные установки для местного водоснабжения [Текст]: справочное пособие / Науч. ред. В.А. Дубровский. - М.: Госстройиздат, 1961.

- 139 е.: ил.

70. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений [Текст] / A.C. Москвитин. Б.А. Москвитин, Г.М. Мирончик, Р.Г. Шапиро; под ред. A.C. Москвитина. -М.: Стройиздат, 1979. - 430 е.: ил.

71. Грибанов, И.П. Водоснабжение и местная канализация сельских населенных пунктов [Текст] / И.П. Грибанов. - М.: Госстройиздат, 1961. -174 е.: ил.

72. Кошелев, П.А. Водоснабжение в сельской местности в особых условиях [Текст] / П.А. Кошелев, С.Н. Савинов. - М.: Стройиздат, 1983. - 72 е.: ил.

73. Белецкий, Б.Ф. Конструкции водопроводно-канализационных сооружений [Текст]: справочное пособие / Б.Ф. Белецкий, Н.И. Зотов, Л.В. Ярославский; под общ ред. Б.Ф. Белецкого. - М.: Стройиздат, 1949. - 448 е.: ил.

74. Егизаров, А.Г. Отопление и вентиляция зданий и сооружений сельскохозяйственных комплексов [Текст] / А.Г. Егизаров. - М.: Стройиздат, 1981.-239 е.: ил.

76. Современные математические модели конвекции [Текст] / В.К Андреев, Ю.А. Гапоненко, О.Н. Гончарова, В.В. Пухначев. - М.: Физматлит, 2008.-368 с.

77. Пасконов, В.М. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена [Текст] / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, Л.А. Чудов. - М.: Наука, 1984.-285 е.: ил.

78. Каганович Б.М. Моделирование термодинамических процессов [Текст] / Б.М. Каганович, С.П. Филиппов, Е.Г. Анциферов. - Новосибирск, Наука, 1993. - 98 с.

79. Гончар, Н.С. Конденсация и кристаллизация: Математические аспекты теории [Текст] / Н.С. Гончар. - Киев, Наук, думка, 1991. - 197 с.

80. Александров, Л.Н. Кинетика кристаллизации и перекристаллизации полупроводниковых пленок [Текст] / Л.Н. Александров. - Новосибирск, Наука, 1985.-224 с.

81. Мартыненко, О.Г. Свободно-конвективный теплообмен на вертикальной поверхности: граничные условия II рода [Текст] / О.Г. Мартыненко, Ю.А. Соковишин. - Минск: Наука и техника, 1977. - 214 с.

82. Лисиенко, В.Г. Математическое моделирование теплообмена в печах и агрегатах [Текст] / В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, А.Л. Гончаров. -Киев: Наук, думка, 1984. - 230 е.: ил.

83. Колыхан, Л.И. Тепломассоперенос при фазовых превращениях диссоциирующихся теплоносителей [Текст] / Л.И. Колыхан, В.Ф. Пуляев, В.Н. Соловьев. - Минск: Наука и техника, 1984. - 256 е.: ил.

84. Рязанов, А.Б. Исследование стационарного режима работы водонапорной башни Рожновского [Текст] // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург, ОГУ, 2006, № 13. - С. 97-98. -

85. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Способы измерения толщины льда на внутренних стенках башен Рожновского [Текст] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК. -Оренбург, изд. центр ОГАУ, 2007, выпуск 8. - С. 28-30. - (Труды / Оренбургского регионального отделения Российской инженерной академии).

86. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Незамерзающая водонапорная башня [Текст] // Сельский механизатор. - Сергиев-Посад, Патриарший издательско-полиграфический центр, 2008, № 2. - С. 32. - (Труды / Министерства сельского хозяйства Российской федерации)

87. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Экспериментальная установка для исследования намораживания льда на внутренних стенках металлической цилиндрической емкости [Текст] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК. - Оренбург, изд. центр ОГАУ, 2009, выпуск 9. - С. 125-126. - (труды / Оренбургского регионального отделения Российской инженерной академии) •

88. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Экспериментальное исследование нестационарного теплового потока через цилиндрическую стенку переменной толщины [Текст] // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК. - Оренбург, изд. центр ОГАУ, 2009, выпуск 9. - С. 160-162. - (труды / Оренбургского регионального отделения Российской инженерной академии)

89. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Совершенствование конструктивных параметров водонапорных башен Рожновского для повышения устойчивости к обледенению [Текст] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - Оренбург, изд. центр ОГАУ, 2009, № 4. - С. 85-86.

90. Петько, В.Г., Рязанов, А.Б. Перспективы усовершенствования водоснабжения в АПК [Текст] // Состояние, перспективы экономико-технологического развития и экологически безопасного производства в АПК.

- Оренбург, изд. центр ОГАУ, 2010. - С. 524-527. - (материалы международной научно-практической конференции. Часть 1.)

91. Калиниченко, В.И. Численные решения задач теплопроводности [Текст] / В.И. Калиниченко, А.Ф. Кощий, А.И. Ропавка. - Харьков: Вища шк., 1987.- 108 е.: ил.

92. Кудрявцев, Е.М. Mathcad 11: Полное руководство по русской версии [Текст] / Е.М. Кудрявцев. - М.: ДМК Пресс, 2005. - 592 е.: ил.

93. Половко, A.M. Mathcad для студента [Текст] / A.M. Половко, И.В. Ганичев. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 336 е.: ил.

94. Дащенко, О.Ф. MatLAB в инженерных и научных расчетах [Текст] / О.Ф. Дащенко, В.Х. Кириллов, J1.B. Коломиец, В.Ф. Оробей. - Одесса: Астропринт, 2003. - 214 с.

95. Лазарев, Ю.Ф. MatLAB 6.5. Математическое моделирование физических процессов и технических систем [Текст] / Ю.Ф. Лазарев. - К.: 2004. - 474 с.

96. Алямовский, A.A. SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов [Текст] : учебное пособие / A.A. Алямовский. -М.: ДМК Пресс, 2004. - 432 е.: ил.

97. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика [Текст] : учебное пособие. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. -. — 3-е изд., перераб.

— М.: Наука, гл. ред. физ-мат. лит., 1986. — 736 с.

98. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы [Текст] : пер. с англ. / Р. Галлагер. - М.: Мир, 1984. - 428 е.: ил.

99. Стренг, Г. Теория метода конечных элементов [Текст] : пер. с англ. / Г. Стренг, Дж. Фикс. - М.: Мир, 1977. - 346 с.

100. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике [Текст] : пер. с англ. / О. Зенкевич. - М.: Мир, 1975.-539 с.

101. Коннор, Дж. Метод конечных элементов в механике жидкости [Текст] : пер. с англ. / Дж. Коннор, К. Бреббиа.— Л.: Судостроение, 1979. -264 с.

102. Марчук, Г.И. Введение в проекционно-сеточные методы [Текст] / Г.И. Марчук, В.И. Агошков. - М.: Наука, 1981. - 416 с.

103. Федоров, В.И. Метод элементарных балансов для расчета нестационарных процессов поверхностных теплообменных аппаратов [Текст] / В.И. Федоров, З.А. Марценюк. - К.: Наук, думка, 1977. - 143 с.

104. Сьярле, Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач [Текст] : пер. с англ. / Ф. Сьярле. - М.: Мир, 1980. - 507 с.

105. Сабоннадьер, Ж.-К. Метод конечных элементов и САПР [Текст] : пер. с франц. / Ж.-К. Сабоннадьер, Ж.-Л. Кулон.- М.: Мир, 1989. - 190 е.: ил.

106. Митчелл, Э. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными [Текст] : пер. с англ. / Э. Митчелл, Р. Уэйт. - М.: Мир, 1981.-214 с.

107. Туголуков, E.H. Решение задач теплопроводности методом конечных интегральных преобразований [Текст] : учебное пособие / E.H. Туголуков. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 116 с.

108. Бенерджи, П. Метод граничных элементов в прикладных науках [Текст] : пер. с англ. / П. Бенерджи, Р. Баттерфилд. - М.: Мир, 1984. - 494 е.: ил.

109. Оден, Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред [Текст] : пер. с англ. / Дж. Оден. - М.: Мир, 1976. - 464 с.

110. Самарский, A.A. Вычислительная теплопередача [Текст] / A.A. Самарский, П.Н. Вабищевич. — М.: Едиториал УРСС, 2003. — 784 с.

111. Белов, Г.В. Термодинамическое моделирование: методы, алгоритмы, программы [Текст] / Г.В. Белов. - М: Научный Мир, 2002. - 184 с. -ISBN 5-89176-175-0

112. Бахвалов, Н.С. Численные методы (анализ, алгебра; обыкновенные дифференциальные уравнения) [Текст] / Н.С. Бахвалов. - М.: Наука, 1975. -631 с.

114. Брюханов, О.Н. Тепломассообмен [Текст] / О.Н. Брюханов, С.Н. Шевченко. - М.: АСВ, 2005. - 460 е.: ил. - ISBN 5-93093-389-9

115. Фридман, А. Вариационные принципы и задачи со свободными границами [Текст] : пер. с англ. под ред. H.H. Уральцевой / А. Фридман. - М.: Наука, гл. ред. физ.-мат.лит., 1990.- 536с. - ISBN 5-02-013943-2.

116. Ильин, А. М. Согласование асимптотических разложений решений краевых задач [Текст] / А. М. Ильин.— М.: Наука, гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.— 336 с. - ISBN 5-02-013939-4

117. Обратные задачи теплообмена [Текст] / О.М. Алифанов. — М.: Машиностроение, 1988. - 280 с. - ISBN 5-217-00134-8

118. Липанов, А. М. Численный эксперимент в классической гидромеханике турбулентных потоков [Текст] / А. М. Липанов, Ю. Ф. Кисаров, И. Г. Ключников. - Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - ISBN 5— 7691—1140—2.

119. Победря, Б. Е. Основы механики сплошной среды [Текст] : курс лекций / Б. Е. Победря, Д. В. Георгиевский. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. — 272 с. - ISBN 5-9221-0649-Х.

120. Репик, Е. У. Турбулентный пограничный слой. Методика и результаты экспериментальных исследований [Текст] / Е. У. Репик, Ю. П. Соседко. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 312 с. - ISBN 978-5-9221-0822-5.

121. Компактные разностные схемы и их применение в задачах аэрогидродинамики [Текст] / А.И. Толстых. - М.: Наука, 1990. - 230 с. - ISBN 5-02-006701-6

122. Волосевич, П.П. Автомодельные решения задач газовой динамики и теплопереноса [Текст] / П.П. Волосевич, Е.И. Леванов. - М.: Изд-во МФТИ, 1997. - 240 с. - ISBN 5-89155-014-8

123. Пантакар, C.B. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах [Текст]: пер. с англ. Е.В. Калабина под ред. Г.Г. Янькова / C.B. Пантакар. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. -312 е.: ил. - ISBN 5-7046-0898-1.

124. Пантакар, C.B. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости [Текст]: пер. с англ. под ред. В.Д. Виленского / C.B. Пантакар. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 168 с.

125. Пантакар, С. Тепло- и массообмен в пограничных слоях [Текст]: пер. с англ. / С. Пантакар, Д. Сполдинг. - М.: Энергия, 1971. - 121 с.

126. Дульнев, Т.Н. Применение ЭВМ для решения задач теплообмена [Текст]: учеб. пособие для теплофизич. и теплоэнергетич. спец. вузов / Г. Н. Дульнев, В. Г. Парфенов, А. В. Сигалов. - М.: Высш. шк., 1990. — 207 с: ил.

— ISBN 5-06-000116-4

127. Гебхарт, Б. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен [Текст]: в 2-х кн.: пер. с англ. / Б. Гебхарт, И. Джалурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия. — М.: Мир, 1991.— 678 е.: ил. - ISBN 5-03-002096-9

128. Панасевич, И.С. Теплотехнические расчеты [Текст]: учеб. пособие.

- Горький: Горьк. СХИ, 1983. - 74 с.