Повышение энергоэкологической эффективности тепловых технологий за счет использования генераторов газопаровых теплоносителей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат технических наук Никитин, Максим Николаевич

• Никитин, Максим Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Никитин, Максим Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НИЗКО- И СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Роль природного газа в низко- и среднетемпературных тепловых технологиях

1.2. Современное состояние теплоэнергоснабжения низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессов

1.3. Сравнительный анализ теплофизических свойств теплоносителей

1.4. Постановка целей и задач исследования

Выводы по главе I

ГЛАВА II. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ ГАЗОПАРОВЫХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

2.1. Постановка задачи

2.2. Начальные условия

2.3. Система уравнений выработки газопарового потока

2.3.1. Уравнение неразрывности для газовой фазы

2.3.2. Уравнение теплосодержания

2.3.3. Уравнение состояния ГПС

2.3.4. Уравнение спектра формирования капель

2.3.5. Уравнение изменения диаметра капель за счет испарения

2.3.6. Уравнение изменения осевой скорости капель

2.3.7. Уравнение изменения радиальной скорости капель

2.3.8. Система уравнений математической модели

Выводы по главе II

ГЛАВА III. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ ГАЗОПАРОВЫХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

3.1. Адаптация математической модели для расчета на ЭВМ

3.2. Учет нелинейности градиента температурного поля потока

3.3. Результаты математического моделирования

3.3.1. Первое приближение

3.3.2. Второе приближение

3.4. Построение диаграмм энтальпий газопаровых смесей

3.4.1. H-d диаграмма для газопаровой смеси на 1 кг сухих дымовых газов

о

3.4.2. H-d диаграмма для газопаровой смеси на 1 нм природного газа

Выводы по главе III

Глава IV. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Описание экспериментальной установки

4.2. Измерительные приборы

Цифровой термометр Leybold Didactic GmbH

Технический манометр ТМ

Тепловизор MoblR М4

4.3. Экспериментальные исследования формирования газопарового теплоносителя

4.3.1. Исследование влияния температуры впрыскиваемой воды

4.3.2. Исследование влияния расхода впрыскиваемой воды

4.3.3. Исследование влияния мощности газогорел очного устройства

4.3.4. Исследование влияния положения точки впрыска

4.4. Обработка экспериментальных данных и их анализ

4.4.1. Методика обработки экспериментальных данных

4.4.2. Результаты экспериментов

4.5. Анализ адекватности математической модели

4.6. Рекомендации по расчету конструктивных размеров генератора газопаровых теплоносителей

4.6.1. Определение необходимого напора дутьевого вентилятора

4.6.2. Определение скорости потоков воды и дымовых газов

4.6.3. Определение калибра камеры испарения

Выводы по главе IV

Глава V. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Области применения газопаровых смесей

5.2. Исследование способов интенсификации теплообмена в генераторе газопаровых смесей

5.3. Обоснование энергетической эффективности генераторов газопаровых теплоносителей

5.4. Обоснование экологической эффективности генераторов газопаровых теплоносителей

5.5. Экономическое обоснование использования многокомпонентных теплоносителей в тепловых технологиях

5.5.1. Капитальные затраты

5.5.2. Эксплуатационные затраты

5.5.3. Себестоимость теплоносителя

5.5.4. Обоснование средней доходной ставки от реализации теплоносителя

5.5.5. Анализ коммерческой эффективности инвестиционного проекта

Выводы по главе V

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а — коэффициент теплопередачи,

авзд - коэффициент расхода воздуха на горение, нм3/нм3;

ост - коэффициент температуропроводности, м2/ч;

So max- максимальный начальный размер капли, м;

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С);

срж ~ теплоемкость жидкости на выходе из форсунки, кДж/кг-°С;

cR02'cN2'cH20'cB03fl - теплоемкости трехатомных газов, азота, водяных

-3 л

паров и воздуха соответственно,

кДж/(м • С);

GrBC, Gnrc - расходы газовоздушной и газопаровой смесей

3

соответственно, м /(нм природного газа);

GBo3fl>Gnapa - расходы подмешиваемого воздуха и водяного пара (или впрыскиваемой воды) для получения смесей с температурами Тгвс и Тпгс

3

соответственно, м /(нм природного газа);

Gnapa " Рпара ~ расход подаваемой воды, кг/(нм3 природного газа); ЯдГ, Ягвс, ЯГПс - энтальпии дымовых газов, газовоздушной и газопаровой смесей соответственно, кДж/кг;

О П

К - коэффициент теплопередачи,

Вт/м • С;

п(8о, х) - спектр размеров капель на расстоянии х от точки впрыска; Qrnc охл > Qrnc конд _ теплосъем при охлаждении и конденсации ГПС,

о

кДж/(нм природного газа);

(?гпс> ^гвс ~ теплосъем при использовании газопаровых и газовоздушных смесей соответственно, кДж/(нм природного газа);

ri - теплота парообразования жидкости в плоскости впрыска, Дж/кг;

гводы _ теплота парообразования, кДж/кг;

Та- адиабатическая температура испарения, °С;

Гад - адиабатическая температура горения, °С;

ТВозд' ТВОды _ температура соответственно подаваемых воздуха и воды, °С; ТдГ' Тгвс, Тпгс - температуры получаемых смесей: дымовых газов, газовоздушной и газопаровой смесей соответственно, °С;

ТЖ1 - температура жидкости на выходе из форсунки, °С; Уко2> ^н2о ~ объемы трехатомных газов, азота и водяных паров соответственно, %;

\\/г1 - скорость газового потока в плоскости впрыска, м/с;

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергоэкологической эффективности тепловых технологий за счет использования генераторов газопаровых теплоносителей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Развитие систем децентрализованного теплоснабжения технологических

объектов, а также автоматизированных индивидуальных теплогенераторов нового поколения для сжигания газового топлива является одним из приоритетных направлений энергетической стратегии России до 2030 года [98].

Одним из важнейших направлений энергосбережения является снижение тепловых потерь при выработке энергии, ее транспорте и использовании. При этом большая доля тепловых потерь промышленных топливных теплогенерирующих установок приходится на потери с уходящими дымовыми газами (60-70%). Повышение эффективности использования топлива требует создания новых энергоэффективных технологий.

В настоящее время многокомпонентные теплоносители, в частности газопаровые смеси (ГПС), вырабатываются в теплогенераторах нового поколения и находят все больше областей применения в строительстве, сельском хозяйстве и на малых производственных объектах. При этом выработка ГПС, как правило, осуществляется в автономных теплогенераторах.

В диссертационной работе исследуется способ повышения энергоэффективности использования природного газа в низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессах на основе применения многокомпонентных теплоносителей, вырабатываемых в генераторах газопаровых смесей.

Объект исследований

Объектом исследований является процесс формирования газопаровых

многокомпонентных теплоносителей, вырабатывающихся на основе продуктов полного сгорания природного газа, в которые впрыскивается распыленная,

подогретая вода, получаемая при охлаждении камеры сгорания установки; а также анализ областей применения газопаровых смесей в качестве теплоносителя.

Цель работы

Целью настоящей работы является повышение энергоэкологической эффективности тепловых технологий за счет использования газопаровых теплоносителей, вырабатываемых в генераторах газопаровых теплоносителей. Для достижения поставленной цели был сформулирован ряд задач:

1. Проведение сравнительного анализа теплофизических свойств элементарных компонентов, входящих в состав газопаровых теплоносителей;

2. Разработка математической модели выработки многокомпонентных теплоносителей и оценка адекватности разработанной математической модели;

3. Разработка экспериментальной модели теплогенератора и проведение экспериментальных исследований механизма выработки газопарового теплоносителя;

4. Разработка вариантов практической реализации результатов исследований;

5. Критериальное обоснование энергоэкологической эффективности генераторов газопаровых смесей по сравнению с паровыми котлами и парогенераторами;

6. Экономическое обоснование применения многокомпонентных теплоносителей в тепловых технологиях.

Научная новизна исследования

Поставленная цель достигается теоретическими и экспериментальными

исследованиями процесса выработки ГПС. Принципиальной новизной характеризуются следующие результаты:

1. Разработана математическая модель процесса выработки ГПС применительно к предложенным конструкциям генераторов ГПС;

2. Выявлены оптимальные режимы выработки ГПС в результате экспериментальных исследований;

3. Обоснована эффективность использования ГПС для низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессов (очистка поверхностей и емкостей от вязких жидкостей, термовлажностная обработка материалов, сушка, выпаривание и др.);

4. Произведено обоснование энергетической и экологической эффективности генераторов газопаровых теплоносителей;

5. Выполнена оценка экономической эффективности использования ГПС в низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессах.

Достоверность результатов

Достоверность результатов и выводов диссертационной работы

обеспечивается использованием аналитических методов, основанных на фундаментальных законах технической термодинамики и тепломассообмена, имеющих хорошую сходимость с результатами экспериментальных исследований, выполненных в ходе подготовки диссертационной работы.

Личный вклад автора

Анализ накопленных знаний и современного уровня развития техники в

области выработки и полезного использования многокомпонентных теплоносителей, был выявлен потенциал их дальнейшего исследования. Личный вклад автора заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель процесса выработки ГПС применительно к предложенным конструкциям генераторов ГПС;

2. Выявлены оптимальные режимы выработки ГПС в результате экспериментальных исследований;

3. Обоснована эффективность использования ГПС для низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессов (очистка поверхностей и емкостей от вязких жидкостей, термовлажностная обработка материалов, сушка, выпаривание и др.);

4. Произведено обоснование энергетической и экологической эффективности предложенных конструкций генераторов газопаровых теплоносителей;

5. Выполнена оценка экономической эффективности использования ГПС в низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессах;

6. По результатам исследований разработаны и защищены патентами устройства генераторов газопаровых смесей, даны рекомендации по их промышленному применению.

Практическая значимость работы

1. Разработаны и защищены патентами устройства генераторов ГПС.

2. Даны рекомендации по промышленному применению разработанных генераторов ГПС для низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессов очистки поверхностей и емкостей от вязких жидкостей (мазут), поверхностного пропаривания сельскохозяйственных почв и дезинфекции специализированных помещений, а также процессов удаления загрязнений с поверхностей стен зданий.

3. Определены перспективные направления использования газопаровых теплоносителей в процессах размораживания сыпучих веществ (щебень, песок, шлам и др.), термовлажностной обработки древесины и

железобетонных изделий, выпаривания и подогрева растворов, а также в процессах обезжиривания, подготовки изделий к покраске и ряда других теплотехнологических операций.

4. Полученные результаты могут быть использованы в учебном процессе технических ВУЗов, ведущих подготовку бакалавров по направлению 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».

Газопаровые смеси, как частный случай многокомпонентных теплоносителей, имеют два основных направления использования. Во-первых, ГПС могут выступать в качестве дешевой альтернативы водяному пару, как конечному продукту. Во-вторых, ГПС могут выступать в качестве многокомпонентного теплоносителя для повышения эффективности низко- и среднетемпературных теплотехнологических систем.

Апробация результатов исследования

На основе полученной математической модели процесса формирования

ГПС была разработан опытный образец генератора газопаровых смесей, на котором были проведены экспериментальные исследования, показавшие состоятельность предлагаемого способа получения комбинированного теплоносителя и подтвердили адекватность разработанной математической модели процесса генерации ГПС.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» (Самара, 20082011); Международной научной конференции «XIII International conference on electrical machines, drives and power systems» (Bulgaria, Varna, 2011); Международных научно-практических конференциях «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2010-2011); Международной научной конференции «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и

пути их решения» (Саратов, 2010); International scientific conference «Modem directions of theoretical and applied researches '2010» (Odessa, 2010); IV Международной научно-практической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии» (Липецк, 2010), а также других научных мероприятиях различного уровня.

Основные результаты работы также демонстрировались на Международной выставке SIIF-2011 (Сеул, Корея, 2011); XVI и XVII Международных специализированных выставках «Энергетика» (Самара, 20102011); Международной специализированной выставке «Энергоэффективность и ресурсосбережение - 2010» (Москва, 2010); Межрегиональной специализированной выставке «Энергетика» (Волгоград, 2010), а также других специализированных выставках различного уровня. Научные результаты были отмечены дипломами выставок и другими знаками общественного признания.

Основные положения и результаты работы изложены в более 20 печатных изданиях, в том числе в 3 журналах из Перечня ВАК. Получено два патента РФ на изобретения и 1 патент РФ на полезную модель.

Краткое описание структуры диссертационной работы

Диссертация изложена на 200 страницах, содержит 29 рисунков и 22

таблицы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения с основными выводами, списка использованных источников из 118 наименований и 5 приложений.

Перечень защищаемых положений

На защиту диссертационной работы выносятся следующие положения:

1. Математическая модель процесса выработки ГПС применительно к предложенным конструкциям генераторов ГПС;

2. Оптимальные режимы выработки ГПС;

3. Обоснование эффективности использования ГПС для низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессов (очистка поверхностей и емкостей от вязких жидкостей, термовлажностная обработка материалов, сушка, выпаривание и др.);

4. Обоснование энергетической и экологической эффективности генераторов газопаровых теплоносителей;

5. Оценка экономической эффективности использования ГПС в низко- и среднетемпературных теплотехнологических процессах.

Заключение диссертации по теме «Промышленная теплоэнергетика», Никитин, Максим Николаевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

По проблеме повышения энергоэффективности тепловых технологий за счет использования многокомпонентных теплоносителей были проведены теоретические и экспериментальные исследования. Они показали, что разработанный способ повышения энергоэффективности теплотехнологических процессов и устройство для его осуществления имеет высокие показатели энергоэффективности и конструктивно проще существующих мировых аналогов [100, 102, 105, 115].

Предложена математическая модель, описывающая процесс формирования газопаровых смесей. Расчет математической модели позволяет получать данные о термодинамических параметрах любого частного случая газопаровых смесей в каждом сечении, а также о динамике движения капель в потоке дымовых газов.

Разработана экспериментальная модель генератора ГПС. Экспериментальные данные, полученные в результате экспериментальных исследований подтвердили адекватность разработанной математической модели. Достоверность эмпирических данных проверялась в соответствии с общепринятой методикой [1].

В ходе проведения исследований были также разработаны и запатентованы:

• Способ сжигания топлива [73];

• Устройство для повышения энергоэффективности генератора газопаровых смесей [23].

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований, носящих как фундаментальный, так и прикладной характер, были сделаны следующие выводы:

1. Проведенный анализ теплофизических свойств газообразных теплоносителей (водяного пара, продуктов сгорания, воздуха, углекислоты и азота) показал, что использование их смесей позволяет интенсифицировать теплообмен в различных технологических процессах за счет изменения количественного и качественного состава смеси (ср = 0.0259 0.0757 Вт/м ■ °С, Рг = 0.77

0.94, Н = 36 + 42 МДж/нм3, d = 1.59 + 16.8 кг/нм3 - в диапазоне Т = 100 -г- 800°С).

2. Разработана математическая модель процесса выработки газопаровых смесей, которая представлена системой уравнений, описывающей термодинамику (основные термодинамические параметры) и динамику (скоростные характеристики) процесса на основе фундаментальных уравнений сохранения энергии и массы, а также уравнений движения. Адекватность модели подтверждена экспериментальными данными.

3. Экспериментальные исследования показали, что увеличение температуры впрыскиваемой воды (10+60°С) приводит к росту термодинамических параметров теплоносителя; увеличение расхода впрыскиваемой воды (0.04+0.7 л/мин), равно как и снижение мощности горелки (2+4 кВт), приводит к снижению производительности теплогенератора и образованию неиспаряющегося излишка воды (до 0.01083 кг/с); смещение точки впрыска вдоль оси генератора ГПС (-2.+1 см) не оказывает существенного влияния на механизм формирования смеси, поскольку теплогенератор не является струйным аппаратом.

4. Для интенсификации теплотехнологических процессов в промышленности (очистка поверхностей и емкостей от вязких жидкостей, размораживание сыпучих материалов, сушка, выпаривание растворов, термовлажностная обработка древесины и железобетонных изделий) и в сельском хозяйстве (пропариваиие грунта и дезинфекция помещений) предложен способ использования многокомпонентных газопаровых теплоносителей, вырабатываемых на базе продуктов полного сгорания газового топлива и водяного пара, получаемого при впрыске воды в поток продуктов сгорания. Технические решения защищены тремя патентами РФ.

5. Критериальное обоснование энергетической эффективности генераторов газопаровых теплоносителей показывает, что помимо высокого энергетического КПД теплотехнологических процессов за счет снижения расхода топлива и температуры уходящих газов, генераторы ГПС характеризуются меньшей массой и отсутствием расхода химически очищенной воды.

6. Экономический анализ эффективности выработки газопаровых смесей подтверждает перспективность их использования в различных отраслях экономики за счет гибкого режима производства тепловой энергии и снижения тепловых потерь при выработке и транспорте, а также за счет снижения эксплуатационных и капитальных затрат. При себестоимости производства водяного пара в котле 8 = 1184 р/т и ГПС в теплогенераторе 8 = 641 р/т, дисконтированные сроки окупаемости составят 9.0 и 3.8 года соответственно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Никитин, Максим Николаевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Антонец И. В., Еремин Н. В. Математическая обработка результатов эксперимента: методические указания. Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2004. 21 с.

2. Балинова В. С. Статистика в вопросах и ответах: учеб. пособие. М.: Проспект, 2004. 344 с.

3. Берд. Р. и др. Явления переноса. М.: Химия, 1974. 688 с.

4. Бессонов А. А. Введение в лабораторный практикум по физике. Челябинск: Изд-во ЧелГУ, 2003. 56 с.

5. Блок газопарового подогрева инертных сред: Газопаровая установка ПГУ-350 [Электронный ресурс] // Самарская Лука: [сайт]. [2000]. URL: http:// samarskayaluka.ru/site/?part=prodl4 (дата обращения: 25.09.2011).

6. Богданов К. Б., Усков Е. И. Современные способы использования диоксида углерода в агропромышленном комплексе. М.: Агроконсалт, 2003. 15 с.

7. Богословский С. В. Физические свойства газов и жидкостей. СПб.: Изд-во СПбГУАП, 2001. 73 с.

8. Бойко В. Г. и др. Особенности метастабильных состояний при фазовых переходах жидкость-пар // Успехи физических наук, 1991. № 2(161). С. 77111.

9. Бойко Е. А. и др. Котельные установки и парогенераторы (Тепловой расчет парового котла): учебн. пособие. Красноярск: Изд-во ИПЦ КГТУ, 2005. 96 с.

10. Буслов В. А., Яковлев С. Л. Численные методы. СПб: Изд-во СПб гос. ун-та, 2001.44 с.

11. Виноградов В. Е. Исследование вскипания перегретых и растянутых жидкостей: дис. док. техн. наук. Екатеринбург, 2006.

12. Виноградов В. Е. и др. Экспериментальное исследование истечения перегретой воды через сопла малого размера // Вопросы атомной науки и техники: Физика ядерных реакторов, 1990. № 5. С. 43-48.

13. ВСН 210-91. Проектирование, строительство и эксплуатация противоналедных сооружений и устройств. Введ. 01.01.1992.

14. Гордон Г. М., Пейсахов И. Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1977. 456 с.

15. ГОСТ 19.701-90. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. Введ. 1992-01-01. М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1990. 7 с.

16. ГОСТ 19.773-84. Пиломатериалы хвойных и лиственных пород. Режимы сушки в камерах периодического действия. Введ. 1985-01-01. М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1984. 17 с.

17. Григорьев В. А., Зорин В. М. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник. М.: Изд-во МЭИ, 2007. 632 с.

18. Григорьев В. А., Зорин В. М. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник. - М.: Энергоиздат, 1982. 512с.

19. Григорьев К. А. и др. Технология сжигания органических топлив: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПб политехи, ун-та, 2006. 92 с.

20. Дзюбенко Б. В. и др. Интенсификация тепло- и массообмена в энергетике. М.: Изд-во ФГУП ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2003. 232 с.

21. Евдокимов Н. И. и др. Технология монолитного бетона и железобетона. М.: Высш. шк, 1980. 335 с.

22. Жукаускас А. А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. 472 с.

23. Заявка на патент Российская Федерация № 2011124816. Теплогенератор / Никитин М. Н. заявл. 17.06.11.; положительное решение от 06.07.11.

24. Зиганшин М. Г. и др. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. 505 с.

25. Исаев О. А. и др. Формы распада свободной струи вскипающей жидкости // Термодинамика метастабильных систем, 1989. С. 33-39.

26. Исаков А. Я. Физические основы механики. Петропавловск-Камчатский: Изд-во Камчат. гос. техн. ун-та, 2007. 343 с.

27. Иссерлин А. С. Основы сжигания топлива: справ, пособие. Л.: Недра, 1987. 336 с.

28. Исаченко В. П. Теплообмен при конденсации. М.: Энергия, 1977. 240 с.

29. Казанцев Е. И. Промышленные печи: справочн. рук-во для расчетов и проектирования. М.: Металлургия, 1975. 368 с.

30. Кацев П. Г. Статистические методы исследования режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1974. 231 с.

31. Кедринский В. К. Гидродинамика взрыва: эксперимент и модели. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 435 с.

32. Кириллин В. А. и др. Техническая термодинамика. М.: Изд-во МЭИ, 2008. 496 с.

33. Клименко А. В., Зорин В. М. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник. М.: Изд-во МЭИ, 2001. 564 с.

34. Клименко А. В., Зорин В. М. Тепловые и атомные электростанции: справочник. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 648 с.

35. Клименко А. В., Зорин В. М. Теплоэнергетика и теплотехника: справочник. М.: Изд-во МЭИ, 2000. 528 с.

36. Коган В. Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии. Л.: Химия, 1977. 592 с.

37. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. М.: Мир, 1983. 512 с.

38. Крутов В. И. Техническая термодинамика: учебн. для вузов. М.: Высш. шк., 1981.439 с.

39. Кудинов А. А. Техническая гидромеханика. Самара: Изд-во СамГТУ, 2005. 293 с.

40. Кудинов А. А. Энергосбережение в теплогенерирующих установках. Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2000. 139 с.

41. Кудинов А. В., Карташов Э. М. Техническая термодинамика. М.: Высш. шк., 2001.261 с.

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

Кузнецов В. Д. Экономика и управление промышленными (энергетическими) предприятиями и теплотехническими системами: метод, указания к самост. работе по изуч. дисциплины. Самара: Изд-во СамГТУ, 2007. 18 с. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 416 с. Кутателадзе С. С., Стырикович М. А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. 296 с.

Лебедев П. Д. Расчет и проектирование сушильных установок. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 320 с.

Лебедев П. Д., Щукин А. А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. М.: Энергия, 1970. 408 с.

Левченко П. В. Расчеты печей и сушил силикатной промышленности: учеб. пособие для ВУЗов. М.: Альянс, 2007. 366 с.

Лемешко Б. Ю. Статистический анализ одномерных наблюдений случайных величин. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1995. 125с. Леонтьев А. И. Теория тепломассообмена. М.: Высш. шк., 1979. 496 с. Липов Ю. М. и др. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомиздат, 1988. 208 с.

Лыков М. В., Леончик Б. Е. Распылительные сушилки. М.: Машиностроение, 1966. 169 с.

Михеев М. А. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с. Мостинский И. Л. и др. Охлаждение высокотемпературного газа в скруббере // Промышленная теплотехника, 1980. № 3(2). С. 96-103. Мунц В. А. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2006. 136 с.

Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача: учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1975. 496 с.

Непомнящий Е. Г. Инвестиционное проектирование: учеб. пособие. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2003. 262 с.

57. Никитин М. Н. Влияние направленного впрыска воды в теплогенераторе на давление получаемой газопаровой смеси // Промышленная энергетика, 2010. № 6. С. 42-46.

58. Никитин М. Н. Зависимость термодинамических характеристик смесей теплоносителей от их состава // Альманах современной науки и образования,

2009. № 11(30). С. 64-68.

59. Никитин М. Н. Использование многокомпонентных теплоносителей в тепловых системах замкнутого типа // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр. Новосибирск: Изд-во Новосибирского гос. техн. ун-та, 2009. С. 7274.

60. Никитин М. Н. Использование газопаровой смеси при сжигании топлива // Промышленная энергетика, 2010. № 12. С. 37-42.

61. Никитин М. Н. Направленный впрыск в теплогенераторах // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: сб. науч. тр. М.: Изд-во МЭИ, 2010. С. 484-485.

62. Никитин М. Н. Рециркуляция при сжигании топлива // Проблемы теплоэнергетики: сб. науч. тр. Саратов: Изд-во Саратовского гос. техн. ун-та,

2010. С. 257-259.

63. Никитин М. Н. Сравнение характеристик теплоносителей // Альманах современной науки и образования, 2009. № 6(25). С. 135-137.

64. Никитин М. Н. Повышение энергоэффективности промышленного оборудования в отрасли машиностроения на основе многокомпонентных теплоносителей. XXXVII Самарская областная научная конференция: материалы докладов конкурса УМНИК. Самара: Изд-во НП РЦИТТ, 2011. С. 154-155.

65. Никитин М. Н., Щелоков А. И. Диаграммы энтальпий газопаровых смесей // Вестник Самарского гос. техн. ун-та: Серия техн. науки, 2011. № 1(29). С. 227-232.

66. Новгородский Е. Е. и др. Комплексное энерготехнологическое использование газа и охрана воздушного бассейна. М.: Дело, 1997. 368 с.

67. Овсянников Л. В. Лекции по основам газовой динамики. М.-Ижевск: Изд-во Ин-та компьют. исслед., 2003. 336 с.

68. ОНТП-09-85. Проектирование предприятий по производству изделий из ячеистого и плотного бетонов автоклавного твердения. Введ. 1985-11-01. М.: Минстройматериалов СССР: Изд-во стандартов, 1985. 7 с.

69. Пажи Д. Г., Галустов В. С. Основы техники распыливания жидкостей. М.: Химия, 1984. 147 с.

70. Пат. 2347977 Российская федерация, МПК ¥23С 9/00. Способ сжигания топлива / Астановский Д. Л., Астановский Л. 3., Вертелецкий П. В.; заявл. 09.07.2007; опубл. 27.02.2009, Бюл. № 6. 11 с.

71. Пат. 2361150 Российская Федерация, МПК Р23Б14/66. Теплогенератор газовый смесительного типа / Бойков А. С., Щелоков А. И.; заявл. 09.10.2007; опубл. 10.07.2009., Бюл. № 19. 5 с.

72. Пат. 2396485 Российская Федерация, МПК Е22В 1/26. Парогенератор / Никитин М. Н., Щелоков А. И.; заявл. 03.03.09; опубл. 10.08.10., Бюл. № 22. 5 с.

73. Пат. 2411411 Российская Федерация, МПК Г23С 9/00. Способ сжигания топлива / Никитин М.Н.; заявл. 11.08.2009; опубл. 10.02.2011, Бюл. № 4. 8 с.

74. Пирумов У. Г., Росляков Г. С. Газовая динамика сопел. М.: Наука, 1990. 368 с.

75. Порецкий Л. Я. и др. Справочник эксплуатационника газифицированных котельных. Л.: Недра, 1988. 608 с.

76. Равич М. Б. Газ и его применение в народном хозяйстве. М.: Наука, 1974. 368 с.

77. Решетников А. В. и др. Кризис реактивной отдачи струи сильно перегретой воды // Метастабильные состояния и фазовые переходы, 2006. № 8. С. 202212.

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

Ривкин С. JL, Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: справочник. М.: Энергоатомиздат, 1984. 80 с. Россия в цифрах - 2009: краткий статистический сборник. М.: Росстат, 2009. Ртищева А. С. Теоретические основы гидравлики и теплотехники: учебн. пособ. Ульяновск: Изд-во Ульяновского гос. техн. ун-та, 2007. 171 с. Самойлович Г. С. Гидрогазодинамика. М.: Машиностроение, 1990. 384 с. Свидерская О. В. Основы энергосбережения. Минск: ТетраСистемс, 2008. 176 с.

Симаков Н. Н. Кризис сопротивления капель при переходных числах Рейнольдса в турбулентном двухфазном потоке факела распыла механической форсунки // Журнал технической физики, 2004. № 2(74). С. 4651.

Соколов Е. Я., Зингер Н. М. Струйные аппараты. М.: Энергоатомиздат, 1989. 352 с.

Соснин Ю. П. Контактные водонагреватели. М.: Стройиздат, 1974. 359 с. Сравнение с другими видами топлива.

http://www.ecoross.com/index.php7icH17

Степанов Е. В. Физические аспекты явления парового взрыва. М.: Препринт, 1991. 96 с.

Тарифы, правовые документы, справки, http://newtariffs.ru/ Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание 3-е. СПб.: Изд-во НПОЦКТИ, 1998. 256 с.

Термоабразивная очистка, принцип, применение, преимущества // Промсоюз. URL: http://www.promsouz-hitech.com.ua (дата обращения 22,10.2010) Тетерин И. М. Температурно активированная вода - новая парадигмаразвития техники пожаротушения // Средства спасения. Противопожарная защита, 2005. С. 25-28.

92. Указ Президента РФ № 889 от 04.06.2008 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики»

93. Фадеев М. А. Элементарная обработка результатов эксперимента: учебн. пособ. Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2002. 108 с.

94. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23.11.2009.

95. Федоров Н. А. Техника и эффективность использования газа. М.: Недра, 1983. 311 с.

96. Холпанов JI. П., Шкадов В. Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука, 1990. 271 с.

97. Щукин Е. Д. и др. Коллоидная химия: учебн. для вузов. М.: Высш. шк., 2007. 444 с.

98. Энергетическая стратегия России до 2030 года. Утв. Распоряжением Правительства РФ от 13.11.2009 №1715-р.

99. Amelin А. М. Applications // Amelin Engineering. URL: http://www.amelin.ca/eng/application.htm (дата обращения: 21.10.2010).

100. Amelin А. М. Design and operation // Amelin Engineering. URL: http://www.amelin.ca/eng/design_operations.htm (дата обращения: 21.10.2010).

101. Bennett С. О., Myers J. E. Momentum, heat and mass transfer. New York: Mc Graw-Hill Inc., 1983. 848 p.

102. Certuss steam generators [Product brochure] // Certuss. URL: http://www.certuss.com/uploads/media/30.044.02.1344.01_GB_02.pdf (дата обращения: 24.10.2010).

103. Dharma R. V. et al. Convective condensation of vapor in the presence of a non-condensable gas of high concentration in laminar flow in a vertical pipe // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2008. № 25-26(51). pp. 60906101.

104. Groff M. К. et al. Numerical solution of film condensation from turbulent flow of vapor-gas mixtures in vertical tubes // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2007. № 19-20(50). pp. 3899-3912.

105. Johnson Gas CurePak // Johnson Gas Appliance, Co. URL: http://www.johnsongas.com/industrial/concrete.asp (датаобращения: 21.10.2010).

106. Kreith F., Black W. Z. Basic heat transfer. New York: Harper and Row, 1980. 512 p.

107. Kryukov A. P. et al. Evaporation in mixture of vapor and gas mixture // International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009. № 23-24(52). pp. 55855590.

108. Nikitin M. N. Dependence of thermodynamic characteristics of multicomponent steam-and-smoke mixtures (MCSSM) on their composition // Perspective innovations in science, education, production and transport '2010. Odessa: State Research and Development Institute of the Merchant Marine of Ukraine, 2010. pp. 69-71.

109. Nikitin M.N. Recirculating of burned fuel//В сб.: Тез. докл. междунар. науч.-тех. конф. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: РИО МЭИ, 2010. С. 544-546.

110. Nikitin М. N. Usage of steam-and-smoke mixtures in closed heating systems // Perspective innovations in science, education, production and transport '2010. Odessa: State Research and Development Institute of the Merchant Marine of Ukraine, 2010. pp. 33-35.

111. Nikitin M. N. Safety specifics of steam-and-smoke mixtures handling // Energy and Energy Efficiency Technologies: collection of scientific papers. Lipetsk: Lipetsk State Technical University, 2011. pp. 61-62.

112. Principles of Operation // TrecanSnowmelters. URL: http://www.snowmelter.com/ en/principles_of_operation.php (дата обращения: 22.10.2010).

113. Shang D. Free Convection Film Flows and Heat Transfer. Berlin: Springer, 2006. 408 p.

114. Shang D. Theory of Heat Transfer with Forced Convection Film Flows. Berlin: Springer, 2011.368 р.

115. Single stage steam generators // Welden Steam Generators, Inc. URL: http://www.weldensteam.com/steam3.htm (дата обращения: 21.10.2010).

116. SND Overview // Snow Dragon Snowmelters. URL: http://www.snowdragonmelters.eom/Snow_Dragon_Literature.aspx# (дата обращения: 21.10.2010).

117. Weishaupt. Горелки: инф. каталог. М.: Рационал, 2007. 480 с.

118. Wong Н. Y. Heat transfer for engineers. New York: Longman, 1977. 216 p.

Массив экспериментальных данных I серии опытов (Т = var; G, N = const)

т, °с Р, МПа G, кг/с N, кВт X, м Номер опыта Ггпс (Х=0.23)? °С Тгпс (Х=0.27)э °С Тгпс (Х=0.31)> °С Тгпс (Х=0.35)> V

1.1.1 142.2 134.5 128.1 120.0

1.1.2 143.9 135.9 129.6 120.5

1.1.3 143.3 135.4 129.2 120.6

10 0.065 0.00128 4 0 1.1.4 141.7 133.9 127.9 119.9

1.1.5 143.9 135.1 129.6 121.2

1.1.6 141.9 133.4 127.4 118.5

1.1.7 143.0 135.1 129.1 121.6

1.2.1 159.1 149.7 143.5 135.6

1.2.2 160.2 150.4 144.3 136.5

1.2.3 160.8 150.9 144.2 136.9

20 0.065 0.00128 4 0 1.2.4 158.4 148.7 142.7 134.5

1.2.5 158.8 148.2 142.8 134.5

1.2.6 160.3 150.1 144.7 136.1

1.2.7 158.2 148.6 142.1 134.9

1.3.1 174.6 165.1 158.7 151.0

1.3.2 173.1 164.9 157.8 151.0

1.3.3 175.9 166.2 159.1 151.5

30 0.065 0.00128 4 0 1.3.4 175.6 166.9 159.0 152.9

1.3.5 175.9 166.8 159.4 152.1

Г.3.6 174.0 164.9 157.1 149.8

1.3.7 173.4 164.5 157.3 150.4

1.4.1 189.7 179.8 173.9 166.3

1.4.2 190.2 180.3 174.5 167.7

1.4.3 190.2 180.8 174.2 167.0

40 0.065 0.00128 4 0 1.4.4 188.4 178.8 172.8 165.3

1.4.5 188.3 178.9 172.8 165.7

1.4.6 190.3 180.3 174.1 167.3

1.4.7 188.2 178.9 172.9 165.8

1.5.1 206.5 195.7 189.4 181.7

1.5.2 205.4 194.4 188.9 180.3

1.5.3 207.7 196.4 190.9 182.2

50 0.065 0.00128 4 0 1.5.4 207.2 196.5 190.5 182.4

1.5.5 207.5 196.7 190.6 182.5

1.5.6 205.2 194.7 188.2 180.4

1.5.7 206.0 194.3 188.7 180.2

1 Координата последнего сечения корректировалась в диапазоне X = 0.33-Ю.35 м в соответствии с максимумом температурного поля.

Т, °с р, МПа в, кг/с К кВт X, м Номер опыта Тгпс (Х=0.23> °с Тгпс (Х=0.27)> °С Тгпс (Х=0.31)> °С Тгпс (Х=0.35)э °С

1.6.1 221.1 210.8 205.4 196.2

1.6.2 222.1 211.0 206.0 197.2

1.6.3 222.1 211.3 206.0 197.6

60 0.065 0.00128 4 0 1.6.4 220.6 209.7 204.3 195.4

1.6.5 222.1 211.2 206.3 197.9

1.6.6 220.3 209.6 204.7 195.8

1.6.7 222.1 211.8 206.1 197.7