автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Методика теплового расчёта систем подогрева груза при его разделении в объёме танка наливного судна

На правах рукописи

АЛЯУТД1ШОВА Юлия Амировна

МЕТОДИКА ТЕПЛОВОГО РАСЧЁТА СИСТЕМ ПОДОГРЕВА ГРУЗА ПРИ ЕГО РАЗДЕЛЕНИИ В ОБЪЁМЕ ТАНКА НАЛИВНОГО СУДНА

специальность 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

2 О ДЕК 2012

Астрахань — 2012

005047635

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «АГТУ») на кафедре «Безопасность жизнедеятельности и гидромеханика»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Яковлев Павел Викторович;

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Селиванов Николай Васильевич; ФГБОУ ВПО «АГТУ»

доктор технических наук, профессор Петухов Валерий Александрович (Морская государственная академия);

Ведущая организация:

ОАО Судостроительный завод «Лотос»

Защита состоится « 26 » декабря 2012 г. В 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д307.001.07 при ФГБОУ ВПО «АГТУ» по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16а, 2-й учебный корпус, читальный зал научной библиотеки.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «АГТУ».

Автореферат разослан «as2012 г.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, АГТУ. Эл. почта: astral 37@mail.ru Факс: (8-8512) 61-43-66

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

А. В. Кораблин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В условиях роста цен на энергоресурсы, себестоимость перевозок нефтепродуктов во многом определяется затратами на топливо. Особенность эксплуатации нефтеналивных судов заключается в необходимости подогрева груза, что связано с дополнительным расходом топлива. Учитывая мощность судового энергетического комплекса танкера, даже небольшой процент экономии топлива оправдывает дополнительные капитальные затраты. Как один из вариантов решения проблемы энергосбережения, нами предложен способ снижения тепловой нагрузки на систему подогрева танка путём организации позонного подогрева груза, реализуемого установкой в танке вертикальной перегородки параллельно бортам судна. Энергосберегающий эффект достигается созданием вдоль борга малоподвижного слоя, который является дополтггельным термическим сопротивлением, снижая потери тепла через борт. Внесенные изменения повлияли на характер движения груза и распределение температур в его объёме, что и определяет энергосберегающий эффект. Существующие методики расчета судовой энергетической установки не учитывают эти изменения. Экономическая целесообразность внедрения энергосберегающих технологий при перевозке высоковязких нефтепродуктов водным транспортом и необходимость проведения исследований для разработки методики конструктивного расчёта элементов танка и систем подогрева, а также определения оптимальных режимов работы судовой вспомогательной теплоэнергетической установки определяет актуальность настоящей работы.

Определение потребной мощности судового энергетического комплекса, включающего в себя теплообмен при перевозке водным транспортом высоковязких жидкостей, при стационарных режимах работы систем подогрева в танке с позонной системой подогрева и имеющих существенные индивидуальные особенности (теплообмен между перегородкой и бортом танка, теплообмен в прослойке, «всплытие» горячего слоя), — это и есть задача, решение которой необходимо учесть при проектировании систем подогрева.

Проблемой исследования является выделение существенных особенностей процессов тепломассообмена при позонном подогреве высоковязкого груза в танке наливного судна и получение расчётных зависимостей для инженерного расчёта параметров систем подогрева и оптимальных геометрических характеристик размещения вертикальной перегородки в танке судна с целью получения энергосберегающего эффекта.

Работа выполнена в соответствии с координационными планами НИР и ОКР, Приоритетными направлениями фундаментальных исследований РАН (одобрено постановлением Президиума РАН от 13.01.1998 г. № 7 - поз. 2.1.4 «Исследования в области энергосбережения и эффективных технологий»), новыми особенностями, возникшими в современных условиях, в том числе современными изменениями структуры грузоперевозок водным транспортом России,; Транспортной стратегией Российской Федерации на период до 2020 г. (Приказ министерства транспорта Российской Федерации от 31 июля 2006 г. № 94); карты проекта «Развитие транспортной системы и повышение конкурентоспособности транспорта»; Федеральным законом Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об

энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Цель диссертационной работы заключается в разработке новой методики конструктивного расчёта и рабочих параметров систем подогрева в танке наливного судна при использовании позонного подогрева для достижения энергосберегающего эффекта.

Задачи, решаемые в работе. Для достижения поставленных целей необходимо решить комплекс следующих научных задач:

1. Выделить существенно влияющие особенности процессов тепломассоб-мена в танке наливного судна со сложной геометрией, включающей разделение груза на зоны, параметры, определяющие потери тепла и потребную мощность системы подогрева при разных граничных условиях.

2. Разработать численную модель процесса стационарного тепломассообмена в танке наливного судна, учитывающую влияние конструктивных особенностей системы подогрева и деление груза в танке на зоны.

3. Получить теоретические зависимости для расчёта процессов теплообмена в танке наливного судна и оценить достоверность полученных результатов.

4. Разработать методику конструктивного расчёта систем подогрева танков наливного судна при установки вертикальной перегородки и их энергосберегающие режимы.

Объект исследования: система подогрева танка в едином комплексе с вспомогательной судовой энергетической установкой наливного судна для перевозки высоковязких жидкостей с системой деления груза на зоны.

Методологическую основу исследования составляет единство теоретического и экспериментального подходов к исследованию теплообменных процессов при транспортировки высоковязких жидкостей наливными судами, современные концепции в области теплофизики, использование теории физического подобия для обобщения полученных результатов исследования, применение современного программно-аппаратного комплекса для изучения теоретических моделей, системный подход, ведущие положения теории тепломассообмена.

Методы исследования. На различных этапах опытно-экспериментальной работы для решения поставленных задач и подтверждения гипотезы использовался комплекс методов: 1) изучение и обобщение исследований по проблеме тепломассообмена при транспортировке высоковязких жидкостей; 2) теоретический анализ стационарного теплообмена в танке наливного судна при установке вертикальной съёмной перегородки; 3) проверка полученных результатов сопоставлением с существующими данными замеров температурных полей в танке наливного судна и экспериментальная проверка; 4) статистико-математические методы обработки данных; 5) математическое моделирование процессов тепломассообмена; 6) численный эксперимент на компьютерных моделях; 7) анализ, изучение и обобщение полученных данных.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась использованием фундаментальных законов тепломассообмена, методом решения дифференциальных уравнений и численных методов анализа, целостным подходом к решению проблемы, методологической обоснованностью и непротиворечивостью исходных теоретических положений исследования, разработкой адекватной предмету исследования

.«дики опытно-экспериментальной работы, экспериментальным подтверждением новных результатов исследования, научной обработкой, полученных в ходе экспери-нга, данных и оценкой экспериментальных данных различными методами.

Практическая значимость работы:

1. Предложена энергосберегающая технология перевозки высоковязких жид-стей танкерами, обеспечивающая до 8-10% экономии затрат тепла на поддержание лпературы груза во время рейса и металлоемкости системы подогрева.

2. Разработана методика расчёта систем подогрева груза в танке наливно-судна, учитывающая деление груза в танке на зоны и позволяющая проводить

шико-экономический анализ проектно-конструкторских решений на стадии про-гирования наливных судов с целью минимизации капитальных и эксплуатацион-IX затрат при перевозке высоковязких грузов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты численных и экспериментальных исследований работы сис-«ы подогрева танка наливного судна при перевозке высоковязких жидкостей с их пением в танке на зоны легкой вертикальной перегородкой.

2. Режимы теплообмена в объёме танка, ограниченном перегородкой при зличных размерах, граничных условиях, теплофизических свойствах груза и ремах работы системы подогрева.

3. Критериальное уравнение для расчёта теплообмена от вязких нефте-одуктов к стенке танка, учитывающее деление груза в танке на зоны.

4. Методика конструктивного расчёта систем подогрева груза в танке со эжной конструкцией набора судна и делением груза на зоны вертикальной пере-родкой.

Личный вклад автора. В диссертацию включены результаты, полученные гором, в том числе с консультацией научного руководителя.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения результаты исследования докладывались и обсуждались на 1-й и 2-й научно-актических конференциях «Новейшие технологии освоения месторождений угле-цородного сырья и обеспечения безопасности экосистем Каспийского шельфа», зждународной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Астра-тского государственного технического университета, 10-й научно-практической нференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в про-ннленности», итоговых научно-практических конференциях Астраханского госу-эственного технического университета в 2010-2012 гг., Астраханского Инженер- строительного института в 2007-2009 гг.

Публикации. Основные результаты диссертации докладывались на 4-х гждународных конференциях, опубликованы в 10 работах, в том числе в 3-х изда-ях, рекомендуемых ВАК, по результатам работы получен патент на полезную мо-ть. В работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в списке литерату-:, соискателю принадлежат: [1], [2], [4], [5] -40%; [3], [6], [9], [10] -30%; [7], [8]-0%.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 139 >аницах, состоит из введения, списка условных обозначений, 4-х глав, заключения, «ска литературы и приложений. Работа иллюстрирована 25 рисунками, содержит 63 рмулы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе проведён анализ особенности развития российского рынк и его основные пути развития. В настоящее время происходит увеличение грузообО рота наливного флота, проектируются и строятся новые танкеры. Расширение рынк перевозок, в том числе: в зоне Арктического бассейна, определяет актуальность во просов энергосбережения, т. к. энергозатраты и связанная с ними себестоимост перевозок при низких температурах окружающей среды существенно возраста ют. Внедрение энергосберегающих: технологий в этих условиях определяет конку рентоспосо бность отечественных судоходных компаний. В резу.п>тате анализа особенно стей современного рынка перевозок выделены условия эксплуатации и основны конструктивные и размерные характеристики строящихся и проектируемых судоЕ используемые для проектирования судового энергетического комплекса.

Во второй главе проанализированы Способы исследования процесса тепло обмена в танке судна и выбраны методы исследования: экспериментальный и мето, математического численного моделирования, позволяющие исследовать геплообме в танке в широком диапазоне определяющих параметров с последующей проверке; результатов сопоставлением с экспериментальными данными. Для реализации чис ленной модели разработан алгоритм, использующий сведение материального : энергетического балансов, расчёт производился методом контрольного объёма. Дл реализации численного метода дифференциальные уравнения представлены в рай ностном виде. В координатах х, у, г уравнение энергии в разностном виде имеет вид

М ¿и М дг

-+ ----н -+ -:

Дх Ах 7 Ду Дг

2. *2, а2, ^^^ (2.1)

ДП ДП Л I

-2 +--2 + ~~~2

Дх2 Ау2 Дг2

рср

(Дх)2 (Ду)2 (Дг)2 ,] + РСр

Уравнение энергии дополняется уравнениями движения (Навье-Стокса). Для ос: ОХ уравнение имеет вид:

с!\ух до

Р—

ох ох

2 ^ ---+-^ +

й«2 Зу2 с(г2

2-Дх

+ Ц

+«¡-1^ — ^ + - 2ч\

(Дх)2 + (Ду)2 + (Дг)2

По остальным координатным осям преобразование происходит аналогичнс Выполнение массового баланса обеспечивается уравнением сплошности. Начальные ус ловия для поля температур определены условиями залива груза:

*(о;0='о " (2.3)

Для построения модели предложен подход, базирующийся на аналогичном подходе Рейнольдса. Сопоставление уравнений переноса тепловой энергии для ламинарного режима и для чурбулентного течения жидкости поз воляег сравнить процессы теплопереноса и вязкого трения, количественное соотношение которых представляет собой число Прандтля (4). Для определения эффективного значения коэф-

6

коэффициента вязкости используют экспериментальные значения эффективного коэффициента теплопроводности:

Рг=^Ф_ = М (2-4)

РСР Р

В третьей главе приводятся результаты экспериментального исследования и численного моделирования процессов тепломассообмена в танке с использованием энергосберегающего деления груза на зоны. Конструктивное исполнение танка представлено на рис. 1.

Система подогрева работает следующим образом, от трубчатых подогревателей (2), расположенных в донной части танка (1), горячая жидкость поднимается вверх и распределяется по всему объёму танка. После установки легкой перегородки (3) поле течений разделяется на две зоны: горячий объём жидкости (4) и холодный слой жидкости у стенки танка (5). Дренажный зазор позволяет произвести полную выгрузку жидкости из танка.

Для исследования особенностей тепломассообмена груза в танке судна произведены экспериментальные исследования (рис. 2-7). Эксперименты проводились на модели танка. На рисунках выделены основные характерные особенности движения груза. В первой зоне (рис. 2) формируется устойчивое циркуляционное течение, движущими силами которого являются нагрев жидкости в донной части танка и охлаждение у поверхности и внешних холодных стенок. Во второй зоне (рис. 3) наблюдается влияние краевых эффектов с формированием угловой зоны. Поток разделяется на две части. Одна часть потока спускается по перегородке, где виден пограничный слой, вторая часть, встречаясь с тепловым слоем, движущимся из первой зоны, начинает закручиваться против часовой стрелки. В третьей зоне (рис. 4) наблюдается стекание холодного потока жидкости по перегородке. В нижней части этот слой жидкости соединяется с холодным малоподвижным придонным слоем жидкости. На некотором расстоянии от дна поток делится на две части. Первая часть отрывается от стенки и смешивается с теплым слоем от нагревателей, вторая -, движется вдоль дна в сторону циркуляционного потока груза и перед нагревателями вновь делится на две части: часть груза закручивается, формируя угловую вихревую зону, часть подтекает к нагревателям.

Рис. 1. Устройство для снижения теплтеплопотерь от разогретой жидкости в танках судна

Рис. 2. Экспериментальная установка

Рис.

3.1 зона - тепловой след нагревателей

Рис. 4. II зона - вихревое движение жидкости вдоль стенки перегородки

Четвертая зона (рис. 5) является зоной влияния борта и днища судна. Здесь наблюдаются наиболее низкая температура и скорость движения груза. Из-за дренажного зазора происходит массообмен груза в основном объёме танка и в зазоре. В пятой зоне (рис. 7) происходит разделен ие^ютока жидкости на отдельные вихрсвыстейки

Рис. 5. III зона - образование вторичного вихря в угловой

Рис. 7. V зона - вихревые ячейки жидкости между наружной стенкой и перегород-

Рис. 6. VI зона - малоподвижный слой жидкости в нижней части зоне прослойки между наружной

стенкой и перегородкой кой

Во время эксперимента проводилась видеосъёмка и измерение температуры жидкости, что дало возможность определить поля скоростей и поле температур. В виду сложности геометрии танка и многочисленных условий, влияющих на груз во время перевозки, дальнейшие исследования проводились на математической модели танка судна, обработка результатов выполнялась с использованием теории подобия. В качестве определяющего размера принята толщина зазора, а определяющей температуры - среднюю температуру груза в танке. Последнее допущение сделано с учётом удобства практического использования предложенных критериальных зависимостей. Поля температур (рис. 8-9) и поля скоростей (рис. 10-11) подтверждают нашу гипотезу энергосберегающего эффекта перегородки.

Наиболее заметным является изменения шля скоростей. Рост термического сопротивления со стороны борта снижает скорость нисходящего потока вблизи перегородки и более существенным становится вклад охлаждения груза со стороны зеркала свободной поверхности. Если без перегородки можно выделить чётко выраженное движение с достаточно большой скоростью вверх в центральной части танка и вниз вдоль борта, то после конструктивных изменений зона высокой скорости характерна только для центральной части танка.

Рис. 8. Распределение поле температур в танке без перегородки (мазут М40, р = 913 кг/м\ Гокр = 0° С)

Рис. 9. Распределение поле температур в танке с перегородкой (мазут М40, р =

: 913 кг/м , ¿окр= 0° С)

СгоЛт»|Ш «а М|М

:'•/;.цЦ ИД ^

¡1//-/' I

ш Шт

«'ИЧV^"М|" '

. . . т ^ г . V V 1

.'„,........

:;: •: • || \

. . :". - щ

., —

..,..», 4 ......и.....

. .

'ис. 10. Линии тока и распределение поля скоростей и в танке без перегородки (мазут М40, р = 913кг/м3, /окр = 0° С)

Рис. 11. Линии тока и распределение поля скорости в танке с перегородкой (мазут М40, р = 913кг/м3, /окр = 0° С)

работка поля температур показала, что средняя температура при неизменной мощности на-вателя после установки перегородки повышается на 10° С, а в некоторых режимах до 20° С. :: шиз распределения линий тока показывает взаимное влияние двух процессов: теплообмена и кон-пивного движения груза в танке. Физическая картина изменений, происходящих с грузом в эре, проиллюстрирована на примере графиков распределения температуры груза по высоте изи стенки танка (рис. 12). При достижении ширины зазора § = 0,5 м формируется один рь, захватывающий весь объём, а наблюдавшихся ранее значительных колебаний температу-' нет. Хорошо видно, что интенсивность вихря ограничена, и он не захватывает слой груза изи свободной поверхности и в нижней части у дна танка. В пределах зоны влияния вихря

:е температур выравнивается. При дальнейшем увеличении зазора до 5 = 0,7 м интенсивность рмировавшегося вихря настолько велика, что поле температур в зазоре существенно возрастает среднему значению, температура груза выравнивается и возникает зона повышен-

повышенной температуры внизу из-за влияния дренажного зазора в нижней части с; регородки и близости нагревателя.

I

Рис. 12. График распределение температуры груза по высоте в зазоре (5 = 0,3; 0,5; 0,

танка

Он '

Рис. 13. Закономерности изменения температуры груза в ядре Изменения поля температур происходят в ядре груза. Так, на рис. 13 предст лены графики изменения температуры нефтепродукта по высоте ядра. Рост термическс сопротивления со стороны борта уменьшает температурный напор, что, как отме лось ранее, снижает интенсивность циркуляционного перемешивания в ядре груза.

Изменения, происходящие в зазоре между перегородкой и внешним бортом, ; меняют основных закономерностей и энергосберегающий эффект сохраняется даже »и зазоре 8 = 0,7 м. Без перегородки распределение температура груза характеризуется »Лыпими потерями тепла, сопровождающимися снижением средней температуры неф-продукта.

Экспериментальные исследования проводились с целью оценки адекватно-ти численной модели физическим условиям теплообмена в танке и визуализации ;Новных закономерностей движения груза в танке, оборудованном пристенной пе-Городкой. Подкрашивание движущейся жидкости в сочетании с видеосъёмкой ззволило построить траектории движения жидкости, определить величину и набавление скорости движения груза в различных точках танка.

Surface: Velocity fitld Contour Tempciatuie Ahow. Volocrt/ ft«ld Max: 20.017 Max: 7£

--x10'

Min: 20.021 Mir 0

Рис. 14. Сопоставление результатов, полученных с использованием численной модели с экспериментальными данными Практическое применение полученных данных и перенос результатов с ис-едуемой модели определяет представление результатов в виде критериального равнения, для чего их обработка проводилась с использованием теории подобия в зразмерном виде зависимости № =/№а). На рис. 14 представлены полученные зультаты для коэффициента теплопередачи через прослойку груза, ограниченного осматриваемой перегородкой.

Полученная зависимость для определения коэффициента теплопередачи теет сложный характер и в ней могут быть выделены две зоны. Первая зона харак-ризуется снижением интенсивности теплообмена (число N11) с ростом числа Н.а. шее, при числах Яа » 6,35* 106 происходит скачкообразный, почти в 2 раза, рост : :СлаТЧи. Для неё получено критериальное уравнение. Определяющим размером при-та ширина зазора, определяющая температура - температура груза. Обработка в ^размерном виде проводилась раздельно для этих двух зон. Для первой зоны полено критериальное уравнение, имеющее вид:

N11 =890 -Ка-03 (3.1)

Рис. 15. Обработка полученных результатов в безразмерном виде Во второй зоне зависимость приобретает иной характер: увеличение числа Я.а сопровождается ростом числа N11. Подобное изменение позволяет говорить о качественных изменениях, соответствующих указанной границе. В зазоре начинается конвективный теплообмен, жидкость двигается в вихревом потоке, скорость перемещения возрастает, поэтому коэффициент теплоотдачи резко повышается. Результаты эксперимента удовлетворительно согласуются с известной зависимостью для вертикальной неограниченной пластины, что подтверждает адекватность использованной модели.

В четвертой главе приведены методики расчёта процессов тепломассообмена при транспорте высоковязких застывающих жидкостей в стационарном режиме подогрева.

Рис. 16. Расчётная схема борта Методика представляет собой исходные данные (параметры груза, геомет рические размеры танка), расчётные схемы (двойного борта, двойного днища и па лубы судна) и уравнения теплового баланса. Особенностью расчёта систем подогрева груза является учет легкой вертикальной перегородки, которая устанавливается параллельно бортам судна при нахождении локального коэффициента теплоотдача борта танка.

Конструктивный расчёт лёгкой перегородки заключается в определении зазора между стеной танка и перегородкой. Наибольшее термическое сопротивление достигается при режиме свободноконвективного течения груза в зазоре в виде вихревых ячеек [9]. Это условие выполняется при Яа < 6,35-Ю6 и ему соответствует величина зазора:

5 < 86 ,5 ■

1

>7

Уравнение теплового баланса для надводного борта:

<7г = <7стенки = конвектавный + «Злучисгое Я тепловые мостики — <7возд.

(4.1)

(4.2)

Расчётные зависимости, соответствующие зависимости (4.2) имеют вид:надводный борт:

11ст""'6орт';-—«о,

Ч'ст^'ст.н 1№ортвнР|бортвн.

Тст.н) Г'бортвн. 100) 1 100

—О^оз^бориар 'воз^ ^ ^

где Ц1 — коэффициент оребрения.

Коэффициент теплоотдачи находится из полученного критериального уравнения для теплоотдачи от груза к борту с учётом дополнительного термического сопротивления прослойки груза, ограниченного лёгкой перегородкой (4.4).

N4-А.

аг=-Т-

(4.4)

(4.5)

(4.6)

(4.7)

N11 = 890-11а

Уравнение теплового баланса для подводного борта:

= ^стенки — <7конве1сг11вный + ^лучистое <7тепловые мостики — <7в. и . \ ^и Л 4ст.н_1борпш._ „ ГТст.н^4 Г^бортвнЛ

Ч'ст.наст.н Ч'бортвнР'бортвн.

Плотность теплового потока для надводного и подводного борта находится из уравнения теплопередачи:

(4-8)

ч = -

а.

- + еС,

ш

100

-)

Уборт.

_VI._(4.9)

1 67 1 7Х

- + —+----р-Гт-1--1--

ос Хст 1

77—1-1-+еС(

Гт V Гтборт.„У ио<и ^ юо ^

" ^борт-ян.)

а.

/ УстАтИ V борт .»«борт.«

Тепловая нагрузка на систему подогрева определяется по следующей зависимости:

Опг=Опот+<2н (4Л0>

где (Зпг - мощность подогревателя, кВт; С>пох - потери тепловой энергии от нефтепродукта в окружающую среду через ограждающие поверхности ёмкости, кВт; {Ун — расход тепловой энергии на подогрев нефтепродукта, кВт. Мощность подогревателя определяется по формуле:

Рпг = КпгРпг(1п-1н)1°~3 , (4Л1>

где Кщ. - коэффициент теплопередачи подогревателя, Вт/(м2 К);

^пг — поверхность

подогревателя, м2; 1п и (ш - температура конденсации пара и температура нефтепродукта соответственно.

Расход тепловой энергии на подогрев нефтепродукта (кВт):

С>н=СнМн1нач~1кон, (4.12)

тпод

Поверхность подогревателя (м2) определяется по формуле:

<У .пЗ г(»п-»н)

Рпг = - а ч-Ю3. (4.13)

В качестве теплоносителя в подогревателях чаще всего используется водяной пар, и коэффициент теплопередачи Кпг в основном определяется коэффициентом теплообмена от трубы подогревателя к нефтепродукту, т. к. коэффициент теплообмена от конденсирующего пара к трубе подогревателя на 2 порядка выше, чем со стороны нефтепродукта.

Выше приведенные расчёты показали, что теплопотери от борта танкера без перегородки в среднем снижаются на 8-10 %. В пересчёте на расход топлива танкера среднего тоннажа за 5 суток рейса экономия топлива достигает 0,5 т.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Проведённые теоретические и экспериментальные исследования режимов работы систем подогрева в танках наливных судов при перевозке высоковязких жидкостей позволили выявить специфические особенности тепломассообмена в танке с позонной системой подогрева, дать предложения по внедрению энергосберегающих технологий, а также разработать методики конструктивно-технологической реализации результатов проведённых исследований. В результате выполненных исследований:

1. Выделены существенные особенности эксплуатации отечественного танкерного флота, обобщены существующие способы решения задач конструктивного расчёта систем подогрева и теплоэнергетической установки судна в целом при перевозки высоковязких жидкостей в танках судна с учётом возможности внедрения энергосберегающих технологий.

2. Разработаны:

а) математическая модель процесса стационарного теплообмена высоковязких жидкостей в модернизированных танках наливного судна с установленной легкой вертикальной перегородкой для различных граничных условий, учитывающая особенности и граничных условий в танке со сложной геометрией;

б) алгоритм и программа расчёта теплообмена нефти и нефтепродуктов при перевозке груза в танках с вертикальной перегородкой как составные части методики проектирования систем подогрева груза в танке.

4. Выделены два режима свободноконвективного движения груза в зазоре у борта танка, получено критериальное уравнение, позволяющее учесть влияние измененной конструкции танка на тепловую нагрузку системы подогрева.

5. Предложены методики расчёта потребной тепловой мощности судовой энергетической установкой и систем подогрева при транспортировке высоковязких застывающих жидкостей наливными судами, оснащёнными легкими вертикальными перегородками в танках, методика конструктивного расчёта оптимальной толщины зазора между наружным бортом танка и легкой перегородкой.

По теме диссертации имеется 10 работ и получен 1 патент на полезную модель.

Список литературы

1. Аляутдинова Ю. А. Исследование влияния конструктивных особенностей танков наливных судов на процессы тепломассобмена при перевозке высоковязких грузов водным транспортом // Веста. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер. Морская техника и технологии 1/2009-2009 / Ю. А. Аляутдинова, П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева. С. 99-103.

2. Аляутдинова Ю. А. Моделирование процессов тепломассобмена при перевозке высоковязких грузов водным транспортом // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та Сер. Морская техника и технологии 1/2009-2009 /10. А. Аляутдинова, П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева. С. 104-109.

3. Аляутдинова Ю. А. Граничные условия при расчете потерь тепла через двойной борт танкера // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер. Морская техника и технологии / Ю. А. Аляутдинова, П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева. 2010, № 1.

4. Патент № 104542 Российской Федерации, МКИЗ В 01 1 2/02. Устройство для снижения теплопотерь от разогретой жидкости в танках судна / П. В. Яковлев, Ю. А. Аляутдинова, Н. Б. Ачилова, Е. А. Горбанева. № 2010150226. Заявлено 07.12.2010. Опубликовано 20.05.2011.

Материалы Международных конференций

5. Аляутдинова Ю. А. Использование аналогии Рейнольдса в модели тепломассообмена при конвективном движении жидкости в замкнутом объёме // Тезисы Ш Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в науке и образовании - ресурс развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства» / Ю.А. Аляутдинова, П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева Астрахан. гос. техн. ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ, 210. С. 127-128

6. Аляутдинова Ю. А. Высокие технологии, исследования и промышленность / Ю. А. Аляутдинова. Т. 4. 2010. № 4. С. 379-383.

7. Аляутдинова Ю. А. Численное моделирование определения тепловых потерь от танка наливных судов в окружающую среду : материалы VI Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы науки» / Ю. А. Аляутдинова. М.: Издательство «Спутник+», 2012. С. 22-26.

8. Аляутдинова Ю. А. Энергосберегающие исполнения танка наливных судов и методика расчёта систем подогрева при перевозке высоковязких жидкостей: сборник материалов XVII Международной научно-практической конференции «Наука и современность - 2012» / Ю. А. Аляутдинова Новосибирск : Издательство НГТУ, 2012. С. 178-180.

Региональные издания

9. Аляутдинова Ю. А. Теплообмен при застывании высоковязких жидкостей // Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечения безопасности экосистем Каспийского шельфа: матер. 1-ой научно-практической конференции / Ю. А. Аляутдинова, Н. Б. Ачилова, П. В. Яковлев; Астрахан. гос. техн. ун-т. Астрахань : Изд-во АГТУ, 210. С. 136—141.

10. Аляутдинова Ю. А. Обеспечение надежности перегрузочных работ при долевых режимах работы систем подогрева наливных судов : материалы II научно-практической конференции // Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа / Ю. А. Аляутдинова, Е. А. Горбанева, П. В. Яковлев; Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2011. С. 220-222.

11. Аляутдинова Ю. А. Экологически безопасная технология плавление серы // Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа: материалы П научно-практической конференции / Ю. А. Аляутдинова, Е. А. Горбанева, В. С. Некредин, П. В. Яковлев; Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2011. С. 227-231.

УСЛОВНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Размерные величины Безразмерные величины

х, у- координаты в ортогональной системе ко- дГц = яе = —, рг = — числа ординат, м; % V а

X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-°С); подобия Нуссельта, Рейнольд-ос - коэффициент теплоотдачи со стороны охла- са» Прандтля соответственно, ждающей среды, Вт/(м2-°С); I - температура, °С;

¿»—ускорения свободного падения, м/с2; Р — давление, Па; р - плотность, кг/м3; с - теплоёмкость, кДж/(кг-°С); ц - коэффициент динамической вязкости, Пахе.

ИНДЕКСЫ

0 - параметры окружающей среды; V/ — охлаждающая среда;

/- среднее значение параметров жидкости; V - объём.

тяжести; р-давления; а — бесконечно малое приращение.

Подписано в печать 20.11.12 г. Тираж 100 экз. Заказ Кг 682 Типография ФГБОУ ВПО «АГТУ», тел. 61-45-23 г. Астрахань, Татищева 16ж.

Основные обозначения.

Введение.

Глава 1 Современное состояние и тенденции развитии процессов энергосбережения при транспортировке водным транспортом высоковязких жидкостей.

1.1 Состояние отечественного рынка перевозок высоковязких жидкостей.

1.2 Режимы транспортировки высоковязких жидкостей и конструктивные особенности наливных судов.

1.3 Энергосберегающие технологии перевозки грузов наливными судами.

1.4 Анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей систем подогрева груза на нефтеналивных судах.

1.5 Выводы.

Глава 2 Экспериментальное и математическое моделирование процесса теплообмена при перевозке высоковязких жидкостей.

2.1 Теплофизические характеристики грузов нефтеналивных судов.

2.2 Методики расчета тепломассообменных процессов у ограждающих вертикальных поверхностей.

2.3 Математическая модель конвективного тепломассобмена в танках наливного судна.

2.4 Численная модель и алгоритм решения задачи динамики движения и формирования температурных полей груза в танке.

2.5 Выводы.

Глава 3 Исследования процессов тепломассообмена при энергоэффективном исполнение танка нефтеналивного судна.

3.1 Энергоэффективное конструктивное исполнение танка.

3.2 Экспериментальное исследование теплообмена через борт танка.

3.3 Результаты экспериментальных и теоретических исследований режимов перевозки нефтепродуктов.

3.4 Выводы

Глава 4. Методика расчета систем подогрева энергоэффективного танка нефтеналивного судна.

4.1 Методика расчета тепломассообмена в танке при перевозке высоковязкой жидкости.

4.2 Вопросы конструктивно-технологической реализации результатов работы.

4.3 Выводы.11"

Судоходство открывает пути к источникам сырья и энергии, делает возможными рациональное разделение труда и сотрудничество в мировом масштабе, что составляет материальную основу человеческой жизни и благосостояния. Поэтому развитие морского транспорта является нас>щной потребностью человеческого общества. Это можно проиллюстрировать следующими цифрами. В настоящее время около 42 тыс. морских судов общей грузоподъемностью почти 800 млн. т перевозят на большие расстояния свыше 4 млрд. т грузов, что составляет подавляющую часть товаров мировой торговли [183]. По прогнозам экспертов объем морских перевозок грузов возрастет в два раза через десять лет. Это означает, что средние темпы роста мирового торгового флота будут опережать темпы увеличения выпуска промышленной продукции, и общая грузоподъемность ежегодного пополнения флота должна составлять около 50 млн.т [183]. Высокие темпы развития морской транспортировки грузов, особенно массовых, будут иметь стабильный характер [137]. Средний ежегодный прирост объема морских перевозок грузов будет увеличиваться. Для сырой нефти и нефтепродуктов прирост также будет увеличиваться[164].

В условии постоянного дефицита энергоресурсов, на первый план выходит проблема энергосбережения [83]. В масштабах такой крупной установки, как судовой энергетический комплекс, даже небольшой процент снижение затрат станоьится существенной экономией в абсолютном выражении. Особенностью нефтеналивных судов является необходимость затраты значительных энергоресурсов на подогрев груза при перевозке высоковязких жидкостей таких, как мазут и нефть. Необходимость их подогрева связана со значительным повышением вязкости этих грузов при остывании, что затрудняет выполнение перегрузочных работ или делает их полностью невозможными. Снижение потерь в окружающую среду уменьшает затраты энергии и сокращает расход топлива [110-111].

Проблема становится еще более острой в связи с расширением географии осваиваемых месторождений, расположенных в северных районах, перевозки все менее зависят от климатических условий и времени года, а это значит, что значительная часть грузов будет транспортироваться при низких температурах окружающей среды [79-80].

Разработка энергосберегающих технологий - это вопрос не только технологический, но и экономический. Экономический эффект должен быть выше затрат на реализацию энергосберегающей технологии.

Дополнительные системы не должны влиять на безопасность и надежность судовых систем, не снижать эксплуатационных показателей и ремонтопригодность элементов судна [96]. Снизить потери тепла можно различными способами и наиболее очевидный из них - использование теплоизоляции. Плюсы теплоизоляции - это простота использования и доступность, но ввиду особенностей конструкции судна и особенностей их эксплуатации необходимо отметить и недостатки применения теплоизоляции корпуса. Прежде всего, это технологические проблемы размещения теплоизоляции в ограниченном пространстве корпуса судна, проблема накопления влаги и появление очагов коррозии в местах ограниченного доступа и скрытых полостях. Высокая стоимость теплоизоляционных работ корпуса судна обусловлена высокой трудоемкостью их проведения. В связи с этим, высокие затраты на теплоизоляцию целесообразны для наливных судов, эксплуатируемых длительное время при низких температурах окружающей среды. Для танкеров, выполняющих перевозки в различных климатических условиях и уже эксплуатируемых судов, высокие затраты на переоборудование - нецелесообразны, необходима разработка недорогих и простых технологий, позволяющих снизить потери тепла без значительных капитальных затрат. Как один из вариантов решения проблемы, мы предлагаем новый способ энергосбережения - внесение дополнительной 7 легкой перегородки, устанавливаемой параллельно бортам танка. Эффект увеличения термического сопротивления борта достигается искусственным созданием вдоль борта малоподвижного пристенного слоя, снижающего коэффициент теплоотдачи со стороны груза [102].

Анализ изученных литературных источников позволяет сделать вывод, что в настоящее время методики расчета систем подогрева, основанные на определении потерь тепла грузом, включая температурные поля внутри танка, теплообмен между танком и окружающей средой, достаточно хорошо изучены и апробированы. Вместе с тем, учесть влияние предложенного нами нового конструктивного элемента на тепловую нагрузку судовой вспомогательной энергетической установки не представляется возможным, т.к. нет методов расчета систем подогрева, учитывающих сложную геометрию танка, в том числе его деление на сообщающиеся между собой фрагменты. Задачей нашего исследования является нахождения методики расчета определения тепловой нагрузки на систему подогрева в танке, расстояния перегородки относительно внешней стенки танка и относительно нагревателей для получения энергосберегающего эффекта при перевозке высоковязких грузов.

Определяющий погребную мощность судового энергетического комплекса процесс теплообмена при перевозке высоковязких жидкостей водным транспортом, стационарных режимах работы систем подогрева в танке с установленной легкой перегородкой имеет существенные индивидуальные особенности (теплообмен между перегородкой и бортом танка, теплообмен в прослойке, «всплытие» горячего слоя), требующие их учета и отдельного подхода к решению задач проектирования систем подогрева. Необходимость проектирования новых типов наливных судов, удовлетворяющих требованиям энергосбережения, экологической безопасности и обеспечегия надежности грузоперевозок в сложившихся современных экономических условиях для транспортировки различных грузов требует создания методики расчета стационарного процесса 8 тепломасообмена в танке наливного судна с учетом сложной геометрии танка и влияния деления груза в танке на зоны. Это определяет актуальность данной работы.

Работа выполнена: в соответствии с координационными планами НИР и ОКР в соответствии с Приоритетными направлениями фундаментальных исследований РАН (одобрено постановлением Президиума РАН от 13.01.98 г. №7 - поз. 2.1.4 «Исследования в области энергосбережения и эффективных технологий»); в соответствии с новыми особенностями, возникшими в современных условиях, в том числе современными изменениями структуры грузоперевозок водным транспортом России, принятием: Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России (20022010гг)»; Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года (Приказ министерства транспорта Российской Федерации от 31 июля 2006 года N 94); карты проекта "Развитие транспортной системы и повышение конкурентоспособности транспорта"; Федерального закона Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации ".

Анализ данных проблем позволяет выделить следующий единый и взаимосвязанный комплекс направлений исследований:

- анализ современного состояния, перспектив развития перевозок высоковязких жидкостей водным транспортом в части климатических условий и продолжительности рейса, существенных особенностей эксплуатации отечественного танкерного флота, данных по конструктивному исполнению и режимам работы систем подогрева груза в танках наливных судов, возможностей внедрения энергосберегающих технологий при проектировании и разработке режимов работы систем подогрева танкеров;

- исследование особенностей режимов работы систем подогрева нефтепродуктов с учетом влияния деления груза в танке на зоны;

- разработка методики определения необходимой тепловой мощности судовой энергетической установки и конструктивного расчета систем подогрева танка при транспортировке высоковязких жидкостей наливными судами, учитывающей сложную геометрию' танка, в том числе его деление на сообщающиеся между собой фрагменты.

В связи с этим потребовалось комплексное решение таких вопросов, как исследование процессов тепломассообмена в танке наливного судна при стационарном режиме работы систем подогрева с учетом легкой вертикальной перегородки и особенностей транспортируемых жидкостей. Это позволило нам сформулировать проблему исследования, сущность которой заключается в разработке методики конструктивного расчета системы подогрева и ее элементов при стационарном режиме транспортировки нефтепродуктов наливным судном с делением груза на зоны использованием вертикальной легкой перегородки для достижения энергосберегающего эффекта.

Объект исследования: система подогрева танка наливного судна с установленной вертикальной легкой перегородкой параллельно наружным бортам танка для перевозки высоковязких застывающих жидкостей в едином комплексе с вспомогательной судовой энергетической установкой.

Предмет исследования; процесс тепломассообмена в танке как важнейшая составляющая разработки систем подогрева груза и конструктивно-компоновочного исполнения танка наливного судна.

Идея работы заключается в снижении тепловой нагрузки систем подогрева и расхода топлива судовой энергетической установкой за счет деление груза в танке на зоны при сохранении требуемых параметров транспортируемого груза и обеспечении надежности проведения перегрузочных работ.

Задачи, решаемые в работе. Для достижения поставленных целей необходимо решить комплекс следующих научных задач:

1. Выделить существенные особенности процессов тепломассобмена в танке наливного судна со сложной геометрией, включающей разделяющую груз перегородку, параметры, определяющие потери тепла и потребную мощность системы подогрева при разных граничных условиях.

2. Разработать численную модель процесса стационарного тепломассообмена в танке наливного судна, учитывающую влияние конструктивных особенностей системы подогрева и деление груза в танке на зоны.

3. Получить теоретические зависимости для расчета процессов теплообмена через борт наливного судна и оценить достоверность полученных результатов.

4. Разработать методику конструктивного расчета систем подогрева груза в танке наливного судна и разработку их энергосберегающих режимов работы.

Основные научные положения выносимые на защиту:

1. Результаты численного и экспериментального исследований работы системы подогрева танка наливного судна при перевозке высоковязких жидкостей с их делением в танке на зоны легкой вертикальной перегородкой.

2. Режимы теплообмена в объеме танка ограниченном перегородкой и бортами судна при различных размерах, граничных условиях, теплофизических свойствах груза и режимах работы системы подогрева.

3. Критериальное уравнение для расчета теплообмена от вязких нефтепродуктов к стенке танка, учитывающее деление груза в танке на зоны.

4. Методика конструктивного расчета систем подогрева танка со сложной конструкцией набора судна и делением груза на зоны вертикальной перегородкой.

Научная новизна работы.

1. Исследован стационарный процесс теплообмена между трубчатыми подогревателями, транспортируемой высоковязкой жидкостью и стенкой танка наливного судна, оснащенного пристенной вертикальной перегородкой.

2. Обобщены полученные результаты исследования процесса теплообмена высоковязкой жидкости, в том числе в зазоре между стенкой танка и вертикальной перегородкой, выделены два режима свободноконвективного течения жидкости в зазоре, предложено критериальное уравнение для расчета коэффициента теплоотдачи с учетом величины зазора.

3. На основе выделенных особенностей тепломассообмена при перевозке высоковязких жидкостей наливным судном предложены научные основы расчетов систем подогрева и параметров вспомогательных судовых энергетических комплексов.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:

1. Разработана математическая модель процессов тепломассообмена при транспортировке высоковязких жидкостей в танке наливного судна, учитывающая влияние деления груза на зоны.

2. Выделены два режима свободноконвективного движения груза в зазоре между стенкой танка и легкой перегородкой.

3. Вновь получено критериальное уравнение, описывающее процесс теплообмена груза и стенкой танка через разделяющую перегородку.

4. Предложена методика расчета систем подогрева груза в танке, включающем разделяющую груз перегородку, наливных судов при перевозке высоковязких жидкостей.

Методологическую основу исследования составляет единство теоретического и экспериментального подходов к исследоганию тепломассообменных процессов при транспорте высоковязких жидкостей наливными судами, современные концепции в области теплофизики, использование теории физического подобия для обобщения полученных результатов исследования, применение современного программно-аппаратного комплекса для изучения теоретических моделей, системный подход, ведущие положения теории тепломассообмена.

Методы исследования. На различных этапах опытно экспериментальной работы для решения поставленных задач и подтверждения гипотезы использовался комплекс методов, среди которых:

- изучение и обобщение исследований по проблеме тепломассообмена при транспорте высоковязких жидкостей;

- теоретический анализ стационарного теплообмена в танке наливного судна при установке вертикальной съемной перегородке;

- проверка полученных результатов сопоставлением с существующими данными натурных замеров температурных полей в танке наливного судна и экспериментальная проверка на лабораторной установке;

- статистико-математические методы обработки данных;

- математическое моделирование процессов тепломасообмена, численный эксперимент на компьютерных моделях;

- анализ, изучение и обобщение полученных данных.

Достоверность результатов исследования обеспечивалась использованием фундаментальных законов тепломассообмена, методов решения дифференциальных уравнений и численных методов анализа, целостным подходом к решению проблемы, методологической обоснованностью и непротиворечивостью исходных теоретических положений исследования, разработкой адекватной предмету исследования методики опытно-экспериментальной работы, экспериментальным подтверждением основных результатов исследования, научной обработкой полученных в ходе эксперимента данных и оценкой экспериментальных данных различными методами.

Практическая значимость работы;

1. Предложена энергосберегающая технология перевозки высоковязких жидкостей танкерами, обеспечивающая до 10% экономии затрат тепла на поддержание температуры груза во время рейса.

2. Разработана методика расчета систем подогрева груза в танке наливного судна, учитывающая деление груза в танке на зоны и позволяющая проводить технико-экономический анализ проектно-конструкторских решений на стадии проектирования наливных судов с целью минимизации капитальных и эксплуатационных затрат при перевозке высоковязких грузов.

3. Предложена методика расчета места размещения вертикальной съемной перегородки относительно наружных стенок танка.

Опытно-экспериментальной базой исследования явилась лабораторная и опытно-экспериментальная база Астраханского государственного технического университета. Численный эксперимент на компьютерных моделях реализован с использованием существующего лицензионного программного обеспечения. Алгоритмы и программы расчета разработаны автором. Достоверность полученных с использованием численной модели результатов проверялась экспериментальными исследованиями на экспериментальной установке на кафедре БЖГ и сопоставлением с имеющимися данными замеров температурных полей при перевозке мазута наливными баржами «Болва» и «Алдан». В работе использованы опубликованные в печати результаты исследований в области тепломассообмена при перевозке вязких нефтепродуктов.

Апробация и внедрение результатов исследования

Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на 1-й и 2-й научно-практической конференции «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечения безопасности экосистем Каспийского шельфа», на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Астраханского государственного технического университета, на десятой научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», на итоговых научно-практических конференциях АГТУ в 2010-2012 г., АИСИ в 2007-2009 г.

Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении дисциплин общепрофессиональной и специальной подготовки студентов института морских технологий, энергетики и транспорта Астраханского государственного технического университета, а также слушателей программ повышения квалификации.

В результате выполненных комплексных научных исследований разработаны теоретические положения, совокупность которых представляет комплекс научно обоснованных технических и технологических решений, позволяющих качественно изменить тепловые режимы перевозки высоковязких жидкостей, адаптируя возможности энергетического комплекса наливного судна к использованию энергосберегающих режимов перевозки, повысить экономическую эффективность перевозок, реализовать энергосберегающие технологии, успешно решать проблемы экологической безопасности перевозок нефтепродуктов и других высоковязких жидкостей водным транспортом.

Публикации. Основные результаты диссертации докладывались на 4 международных конференциях, опубликованы в 10 работах, в том числе в 3 изданиях, рекомендуемых ВАК, по результатам работы получен патент на полезную модель.

Организация исследования.

Теоретико-экспериментальная работа проводилась в несколько этапов: Первый этап (2007 - 2009 гг.) - изучение и анализ отечественного и зарубежного опыта проектирования и организации перевозок высоковязких жидкостей водным транспортом, проведение теоретических и экспериментальных исследований в области тепломассообмена в танке наливного судна, обработка и обобщение полученного материала. Второй этап (2009 - 2011 гг.) - разработка модели процессов теплообмена при нестационарном режиме работы систем подогрева, разработка алгоритмов решения и программы расчета, проведение численного эксперимента, проверка и корректировка моделей.

Третий этап (2011-2012) - проверка достоверности полученных результатов сопоставлением с экспериментальными данными, обобщение полученных результатов.

Работа по реализации результатов проводилась на всех этапах и продолжается в настоящее время.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, списка условных обозначений, 4-х глав, заключения, списка литературы из 241 наименований и приложений, содержит 139 с. и приложения. Работа иллюстрирована 25 рисунком, содержит 63 формулы.

4.3 Выводы

В результате проведенных научных исследований нами получены критериальные уравнения • и предложена методика расчета тепломассобменных процессов, при транспортировке высоковязких застывающих жидкостей наливными судами. Разработана методика расчета энергоэффективного исполнения танка, с помощью определение толщины зазора между наружным бортом и легкой перегородкой. Также изучены прочностные характеристики легкой перегородки и даны советы по ее устройству. В результате проведенного исследования предложены следующие методики расчета конструктивных параметров и режимов работы элементов судового энергетического оборудования с учетом применения предложенных энергосберегающей конструктивной особенности транспорта жидких грузов:

1. Процесс теплообмена при использовании энергосберегающей конструктивной особенности судна;

2. Расчета толщины зазора между ограждающими поверхностями и перегородкой.

4. Пример расчета коэффициента теплоотдачи для судна проекта №20071.

3. Расчет прочностном характеристики легкой перегородки.

Заключение

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований тепломассообменых процессов, как важной составляющей расчета судовых энергетических установок, в танках наливных судов при перевозке высоковязких жидкостей, выявлены специфические особенности перевозки высоковязких жидкостей, позволившие дать предложения по внедрению энергосберегающих технологий, и разработаны методики для конструктивно-технологической реализации результатов проведенных исследований, которые могут быть использованы в проектно-конструкторских работах.

В результате выполненных исследований:

1. Проведен анализ перспектив развития ранка перевозки наливных грузов водным транспортом и выделены приоритетные направления для отечественного танкерного флота в части климатических условий и продолжительности рейса, обобщены существующие данные по конструктивному исполнению и режимам работы систем подогрева груза в танках наливных судов, выявлены основные возможности внедрения энергосберегающих технологий при проектировании и разработке режимов работы систем подогрева танкеров.

2. Обобщены существующие способы решения задач теплообмена при перевозке высоковязких жидкостей в танках судна.

3. Разработаны: а) математическая модель процесса стационарного теплообмена высоковязких жидкостей в танках наливного судна с установленной легкой вертикальной перегородкой для различных граничных условий, учитывающая особенности теплофизических свойств транспортируемых грузов; б) алгоритм и программа расчета теплообмена при перевозки груза в танках с установленной легкой вертикальной перегородкой при стационарных режимах теплообмена; в) предложена модель расчета толщины зазора между наружным бортом и легкой перегородкой в танке наливного судна;

5) Получено критериальное уравнение, позволяющее рассчитать коэффициент теплоотдачи при перевозке груза в танках с легкой вертикальной перегородкой.

6) Предложены методики для расчета тепломассообменных процессов при транспортировке высоковязких застывающих жидкостей наливными судами. В результате проведенного исследования предложены следующие методики расчета конструктивных параметров элементов судового энергетического оборудования с учетом применения легкой вертикальной перегородки: а) процесса теплообмена при перевозке высоковязких жидкостей в танке наливного судна с установленной легкой вертикальной перегородкой. б) расчет толщины зазора между наружным бортом танка и легкой перегородкой.

Приведен пример расчета коэффициента теплоотдачи для судна проекта№20071.

1. Акаги С. Теплопередача при свободной конвекции неныотоновских жидкостей /Перевод № 80376/9 ВИНИТИ с японского //Нихон кикай гаккай ронбунсю. 1966. - Т. 32. - № 238. - С. 919-929.

2. Акаги С. Подогрев нефти и нефтепродуктов в судовых танках /Перевод с японского. М.: ВИНИТИ, 1970. - 26 с. //Нихон дзосэн гаккайси. -1968.-№471. С. 413-423.

3. Аксенова А.Е., Вабищева П.Н., Чуданов В.В. Численное исследование некоторых особенностей поведения тепловыделяющей жидкости с учетом затвердевания. М., 1995. -21 с.

4. Аксенова А.Е., Вабищева П.Н., Чуданов В.В. Численное исследование тепловыделяющей жидкости с учетом затвердевания при различных режимах охлаждения на границах. М., 1995. - 21 с.

5. Аксенова А.Е., Вабищевич П.Н., Чуданов В.В. Естественно-конвективный теплообмен тепловыделяющей жидкости при различных режимах охлаждения. М., 1995. - 22 с.

6. Аксенова А.Е., Вабищевич П.Н., Чуданов В.В. Численное исследование тепловыделяющей жидкости с учетом затвердевания при различных режимах охлаждения на границах. М., 1995. - 16 с.

7. Аксенова А.Е., Вабищевич П.Н., Чуданов В.В. Численное исследование теплообмена тепловыделяющей жидкости с учетом плавления и затвердевания в зависимости от чисел Остроградского и Релея. М., 1995. - 25 с.

8. Аляутдинова Ю.А., Яковлев П. В., Горбанева Е.А. Моделирование процессов тепломассобмена при перевозке высоковязких грузов водным транспортом.// Вестн. Астрахан.гос.техн.ун-та. Сер. Морская техника и технологии, 1/2009-2009. С. 104-109

9. Аляутдинова Ю.А., Ачилова Н.Б., Яковлев П.В. Граничные условия при расчете потерь тепла через двойной борт танкера // Вестн. Астра-хан.гос.техн.ун-та. Сер. Морская техника и технологии, 2010. - № 1.

10. Аляутдинова Ю.А. и др. // Высокие технологии, исследования и промышленность. 2010. - Т.4. - № 4. - с. 379-383

11. Бондарь Л.П., Бороховский В.А., Дацко Р.П., Бролинский Г.И. Физико-химические свойства серы //Обзор, информ. Сера и серная промышленность. М.: НИИТЭХИМ, 1985. - 104 с.

12. Брацун Д.А. Динамические свойства тепловой конвекции в двухфазной среде: Автореф. дис. . канд.физ.-мат. наук. Пермь, 1997. - 16 с.

13. Брдлик П.М Некоторые вопросы тепло- и массообмена при гравитационной естественной конвекции в неограниченном объеме: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М., 1968. - 42 с.

14. Брдлик П.М. К вопросу о турбулентной естественной конвекции у вертикальной непроницаемой плоской поверхности //ИФЖ. 1967. - Т. 1. -№2.-С. 162-167.

15. Брдлик П.М., Турчин И.А. Теплообмен при естественной конвекции от горизонтальных поверхностей, обращенных теплоотдающей поверхностью вниз //ИФЖ. 1968. - Т. 14. - № 3. - С. 470-477.

16. Бронштейн В.И., Перельман Г. Л., Юдаев Б.Н. Смешанная конвекция в пограничном слое //Тепло- и массоперенос. Минск. - 1972. - Т. 1. - Ч. 1. - С. 47-52.

17. Бурцева Ю.В. Численное моделирование процессов теплопроводности в сложных объектах с тепловыми источниками на примере никель-кадмиевого аккумулятора: Автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб, 1997.- 14 с.

18. Васильева И.А. и др. Теплофизические свойства вещества. СПб.: СПбГУ ИТМО - 2004. - 80с.

19. Веремеев A.A. Численный метод расчета полей скорости течения и температуры в неоднородных областях с произвольными криволинейными границами. Обнинск, 1997. - 21 с.

20. Волков В.В. Моделирование. конвективного теплообмена в замкнутом объеме при совместном действии свободной и вынужденной конвекции: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М., 1995. - 21 с.

21. Все о жидком топливе: http://tkomega.ru.

22. Гавриков М.Б., Пестрякова Н.В. Численное моделирование конвективного теплопереноса в ограниченной области. М., 1997. - 23 с.

23. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Владимир: Владимир, гос. ун-т, 2000. - 257 с.

24. Галиев И.М. Исследование течений и теплообмена в каналах при наличии естественной конвекции: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. -Тюмень, 1999.-23 с.

25. Геллер З.И. Мазут как топливо. М.: Недра, 1965. - 496 с.

26. Гершуни З.И., Жуховицкий Е.М., Юрков Ю.С. Численное исследование свободной конвекции в замкнутой полости, совершающей вертикальныеколебания //Численные методы динамики вязкой жидкости. Ноьоси-бирск: Ин-т теор. и прикл. мех. СО АН СССР, 1979. - С.85-96.

27. Гершу'ни З.И., Келлер И.О., Смородин Б.Л. О вибрационно-копвективной неустойчивости плоского горизонтального слоя жидкости при конечных частотах вибрации //Изв. РАН Сер. Механика жидкости и газа. 1996.-№5.-С. 44-51.

28. ГОСТ 10585-99 Мазут. Топливо нефтяное. Технические условия.- М.: Изд-во стандартов, 1999. 42 с.

29. Гринберг Г. А. О решегши обобщенной задачи Стефана о промерзании жидкости, а также родственных задач теории теплопроводности, диффузии и других//ЖТФ. 1967. - № 9. - С. 1598-1606.

30. Дейнеко В.В. Математические модели динамики вязкой жидкости и теплообмена. Новосибирск, 1996. - 360 с.

31. Дилигенский Н.В., Ефимов А.П., Лившиц М.Ю. Применение метода возмущений для решения задачи Стефана в процессах промышленной теплофизики //IV Минский международный форум по тепломассообмену (22-26 мая 2000 г.). Минск, 2000. - Т. 3. - С. 14-20.

32. Дождиков В.И. Теплофлзические закономерности формирования непрерывного слитка и совершенствование систем его охлаждения: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Липецк, 1995. - 46 с.

33. Едигаров С.Г., Михайлов В.М., Прохоров А.Д., Юфин В.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз. М.: Недра, 1982. - 280 с.

34. Едигаров С.Г., Свиридов В.П., Болдов Н.Г. Подогрев высоковязких жидкостей в железнодорожных цистернах и зачистка цистерн //Труды ВНИИТНефть. Сер. Транспорт и хранение нефтепродуктов. М.: Гос-топтехиздат. - Вып. 11. - 1963. - С. 168-204.

35. Елшин К. В. Приближенное решение свободной конвекции у вертикальной неизотермической стенки //Труды НИИ по транспорту и хранению нефти и нефтепродуктов. 1961. Вып. 1. - С. 230-239.

36. Зубков П.Т. Тепломассоперенос в системах с конвекцией и фазовыми переходами: Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. Тюмень, 1995. - 25 с.

37. Исаев С.И. и др. Теория тепломассообмена, М.: Высшая школа, 1979. -495 с.

38. Исследование и расчет теплопотерь в морском нефтеналивном судне проекта 1953 (нефтенавалочник грузоподъемностью 100000 т" // Отчет по НИР. Астрахань, 1974. - 63 с.

39. Исследование и расчет теплопотерь при подогреве суперфосфорной кислоты в танках комбинированного судна КС-А-035-001 //Отчет по НИР. № Гос. регистрации 76051146. - Астрахань, 1985. - 126 с.

40. Казачков С.В. Разрабо1ка математических моделей и расчет сложного теплообмена в элементах теплоэнергетического оборудования: Автореф. дис.канд. техн. наук. Куйбышев, 1991. - 27 с.

41. Као Т., Домото Ж., Элрод Ш. Свободная конвекция вдоль неизотермической вертикальной плоской пластины //Телопередача. 1977. - № 1. -С. 76-83.

42. Капинос В.М., Слитенко А.Ф., Воловельский И.Л. Влияние температурного градиента на теплообмен при ламинарной свободной конвекции у вертикальной стенки //ИФЖ. 1974. - Т. 26. - № 3. - С. 411-419.

43. Карагодов В.П. О локальной разрешимости трехмерных задач тепловой конвекции вязкой несжимаемой жидкости. Киев, 1991. - 16 с.

44. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 1985. - 480 с.

45. Карташов Э.М. Аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами //Изв. РАН Сер. Энергетика. 1999. - № 5. - С. 3-34.

46. Като И. Теплопередача на танкерах //Кикай но кэнкю. 1969. - Т. 21. -№ 1. - С. 271-277.

47. Кириллов B.B. Математическое моделирование конвективного теплообмена: Учеб. пособие. Челябинск, 1991. - 27 с.

48. Качество мазута: основные характеристики//http://www.newchemisti y.ru/.

49. Кислота ортофосфорная термическая. Технические условия. ГОСТ10678-76.

50. Концепция развития внутреннего водного транспорта Российской Федерации // Распоряжение Правительства Российской Федерации от 3 июля 2003 года N 909-р.

51. Корочкин Ю.Д. Математическое моделирование управления процессами теплообмена: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Саранск, 1998. - 16 с.

52. Кордон М.Я. и др. Теплотехника. Пенза.: изд-во ПГУ, 2005. - 167с.

53. Котенко Э.В. Разработка математической модели и методики расчета аккумуляторов теплоты на фазовом переходе: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Воронеж, 1996. - 15 с.

54. Крайнова И.Ф. Методика расчета охлаждения нефтепродуктов в емкостях //РНТС. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ. - 1978. - №4. - С. 17-19.

55. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

56. Куценко К.В. Нестацио гарный теплообмен криогенных жидкостей в условиях большого объема и в узких каналах различной конфигурации: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1994. - 19 с.

57. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.- М.: Наука, 1987. 840 с.

58. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. - 325 с.

59. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978. - 480 с.

60. Ляшков В. И. Теоретические основы теплотехники. М.: Изд-во Машиностроение- 1., 2005.- 260с.

61. Макаров А.М. Осесимметричная задача Стефана с граничным условием —-.второго рода //Теплофизика высоких температур. 1982. - Т. 9. - N 6.1. С. 122-124.

62. Макаров М.В., Мика В.И., Яньков Г.Г.Основы применения вычислительной техники для численного решения теплофизических задач: Учеб. пособие по курсу «Применение вычислит, техники и математическое моделирование». М.: Изд-во МЭИ, 1993. - 73 с.

63. Малевич Ю.А. Теплофизические основы ресурсосберегающих технологий затвердевания, охлаждения и нагрева непрерывнолитых сортовых стальных заготовок: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. -Минск, 1992. 33 с.

64. Маркин В.К., Лубенко В.Н., Дзержинская И.С., Яковлев П.В. Повышение экологической безопасности при транспортировке серы АГПЗ //Тез. докл. Междунар. конф.: Каспий. Настоящее и будущее. Астрахань, 1995.-С. 215-217.

65. Маркин В.К., Плохов A.B., Овчинников В.А, Яковлев П.В. Проблемы перевозки серы водным транспортом //Тез. докл. 40 научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава. Астрахань: АГТУ, 1996.-С. 124.

66. Меламед В.Г. О решении задачи Стефана сведением к системе обыкновенных дифференциальных уравнений //ДАН СССР. Сер. Математическая физика. 1957. - Т. 116. - № 4. - С. 577-580.

67. Меламед В.Г. Решение задачи Стефана в случае второй краевой задачи //Сер. Математика. М.: МГУ, 1959.- № 1. - С.

68. Меламед В.Г. Сведение задачи Стефана к системе обыкновенных дифференциальных уравнений //Изв. АН СССР. Сер. Географическая. -1958,-№7.-С. 848-869.

69. Меламед В.Г. Сведение задачи Стефана к системе обыкновенных дифференциальных уравнений //Сер. геофиз. М.: Изв. АН СССР, 1958. - № 7.-С 12-22.

70. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М., «Энергия», 1977. - 376 с.

71. Моисеева JI.A. Естественная конвекция в цилиндрическом баке при сложных тепловых граничных условиях: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. М., 1999. - 24 с.

72. Морские и нефтегазовые проекты // http://www.mnpglobal.com/ship/info2.

73. Морской образовательный портал http://www.moryak.biz/modules.php/name.

74. Мухетдинов H.A. Численно-аналитический алгоритм решения задачи Стефана//ИФЖ. 1990. -№ 1.- С. 145-150.

75. Недопекин Ф.В. Математическое моделирование гидродинамики и теп-ломассопереноса в слитках. Ижевск: Изд-во удмурт, ун-та, 1995. - 236 с.

76. Нефть// http://www.xumuk.ru/bse/1276.html.

77. О внесении изменений в постановление Правительства Российской от 5 декабря 2001 года N 848 // Постановление Правительства Российской Федерации от 29 октября 2009 года N 864.

78. О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 года N 848 // Постановление Правительства Российской Федерации от 20 мая 2008 года N 377.

79. О внесении изменений в федеральную целевую программу "Модернизация транспортной системы России (2002 2010 годы)" // Постановление Правительства Российской Федерации от 9 июля 2007 года N 437.

80. О внесении изменений в федеральную целевую программу "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" // Постановление Правительства Российской Федерации от 10 апреля 2008 года N 258.

81. О внесении изменений в федеральную целевую программу "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" // Постановление Правительства Российской Федерации от 17 марта 2009 года N 236.

82. О внесении изменений в федеральную целевую программу "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" // Постановление Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2009 года N 1035.

83. О внесении изменений в федеральную целевую программу "Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)" // Постановление Правительства Российской Федерации от 29 октября 2009 года N 864.

84. О федеральной целевой программе "Развитие транспортной системы России (2010-2015 годы)" (с изменениями на 22 апреля 2010 года) // Постановление Правительства Российской Федерации от 5 декабря 2001 года N 848.

85. Об организации исполнения карты проекта "Развитие транспортной системы и повышение конкурентоспособности транспорта" // Утверждена Председателем Правительства-Российской Федерации В.В.Путиным от 9 июня 2010 года N ВП-П13-4019.

86. Об утверждении Стратегии развития транспорта Российской Федерации на период до 2010 года // Одобрено распоряжением Правительства Российской Федерации от 3 июля 2003 года N 909-р.

87. Об утверждении Транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года // Приказ министерства транспорта Российской Федерации от 31 июля 2006 года N 94.

88. Организация перевозок нефтепродуктов // http://ngavt.narod.ru/data/orf/orf-008.htm.

89. Орешина М. Д., ХозиеЕ Н. Н., Шемякина Г. Н. Численное исследование теплообмена в горизонтальном цилиндре в условиях свободной конвекции жидкости //Труды ВНИИСПТнефть. Уфа. - 1972. - Вып. 9. - С. 125-128.

90. Ортофосфорная кислота// Г1шр://поуоЫт.сот.иа/1

91. Отраслевой стандарт. ОСТ5.5524-82. Системы подогрева жидких грузов морских нефтеналивных судов. Правила и номы проектирования. М.: МСП, 1984.- 105 с.

92. ЮО.Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984. - 288 с.

93. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и механики жидкости /Пер. с англ. под ред. Е.Д. Виленского. М.: Энергоатомиздат, 1984.- 152 с.

94. Патент № 104542 Российской Федерации, МКИ3В 01 3 2/02. Устройство для снижения теплопотерь от разогретой жидкости в танках судна / Яковлев П. В., Аляутдинова Ю.А., Ачилова Н. Б., Горбанева Е.А. № 2010150226 - Заявлено 07.12.2010 - Опубл. 20.05.2011.

95. ЮЗ.Перепечко Л.Н. Моделирование процессов тепломассопереноса в пограничном слое с фазовыми и химическими превращениями: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Новосибирск, 1998. - 14 с.

96. Перепечко Л.Н. Моделирование процессов тепломассопереноса в пограничном слое с фазовыми и химическими превращениями: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Новосибирск, 1998. - 17 с.

97. Пирумов У.Г., Росляков Г.С. Численные методы газовой динамики. М.: Высшая школа, 1987. - 232 с.

98. Юб.Писковский В.О. Использование прямого метода решения разностных уравнений Стокса при решении задач тепловой конвенции. М., 1991. -52 с.

99. Плаксин И.М. Система подогрева вязких грузов в речных танкерах //РНТС. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ.- 1971.-№9.-С. 15-18.

100. Плешивцева Ю.Э. Разработка и исследование пространственно-временных алгоритмов оптимального управления технологическими процессами тепломассопереноса: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Самара, 1996.-20 с.

101. Плохов A.B. Совершенствование метода расчета и проектирования систем подогрева груза на речных нефтеналивных судах на основе исследования теплообмена при подогреве вязких нефтепродуктов //Автореф. дис. . канд. техн. наук. Горький, 1974. - 22 с.

102. ПМА Д-210 новое решение проблем при перекачке высокозастываю-щих нефтей // Нефть Газ. - 2010.- № 85.111 .Погрузка и разгрузка танкеров//rhttp://sea-librai'y.ru/bezopasnost-pIavaniia/177-pogruzka-i-razgruzka-tankerov.htmll

103. Полежаев В.И. Математическое моделирование тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса. М.: Наука, 1987. - 272 с.

104. Попов В.Н. Численное решение нестационарных теплофизических задач с фазовым переходом в интервале температур: Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. Новосибирск, 1998. - 28 с.

105. Послание Президента Российской Федерации иФедералыюму Собранию Российской Федерации 12 ноября 2009 года.

106. Послание Федеральному Собранию Российской Федерации Президента России Владимира Путина // "Российская газета" Федеральный выпуск №4353 от 27 апреля 2007 г.

107. Проект «Сахалин-2»: http://vff-s.narod.ru/sh/s2/r02.htm.

108. Протодьяконов И.О., Чесноков Ю.Г. Гидромеханические основы процессов химической технологии. Л.: Химия, 1987. - 360 с.

109. Пчелкин И.М. Теплоотдача вертикальных труб при естественной конвекции //ДАН СССР. Сер. Конвективный и лучистый теплообмен. М.: АН СССР, 1960. - С. 56-64.

110. Реактивы. Кислота ортофосфорная термическая. Технические условия. ГОСТ 6552-80.

111. Рекомендации участников конференции «Транспортное право как инструмент реализациитранспортной стратегии Российской Федерации на период до 2030 года» Ч Еженедельная информационно-аналитическая газета "Транспорт России", № 30 (422), 28 Июля, 2006 г.

112. Роже Пейре, Томас Д.Тейлор. Вычислительные методы в задачах механики жидкости /Пер. с англ. Н.Е. Вольцингер Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -352 с.

113. Российский морской регистр. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. Санкт-Петербург ^Российский морской регистр судоходства, 2008.- 502 с.

114. Российский морской регистр. Правила классификации и постройки морских судов. Том 2. Салкт-Петербург ^Российский морской регистр судоходства, 2008.- 691 с.

115. Российский морской регистр. Правила технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и, изделий для судов. Том 1.- Санкт-Петербург .¡Российский морской регистр судоходства, 2007 -162 с.

116. Российский морской регистр. Правила технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов. Том 2.- Санкт-Петербург ^Российский морской регистр судоходства, 2007.-328 с.

117. Российский морской регистр. Правила технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов. Том 2.- Санкт-Петербург .¡Российский морской регистр судоходства, 2007.-344 с.

118. Российский речной регистр. В 4-х томах. Том 2. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания (ПСВП). Часть V «Материалы и сварка». М.: Изд-во «Российский Речной Регистр», 2008.- 1430 с.

119. Российский речной регистр. В;4-х томах. Том 3. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания (ПСВП). Часть II «Энергетические установки и системы». М.: Изд-во «Российский Речной Регистр», 2008.- 1430 с.

120. Российский рынок морских перевозок : http://kata-log.ru/transport/.

121. Концепция развития водного транпорта России // Одобрена решением правительства Российской Федерации от 3 июля 2003 года N 909-р.

122. Роуч П. Вычислительная гидродинамика /Пер. с англ. В.А. Гущина и В .Я. Мтницкого.- М.: Мир, 1980.-616 с.

123. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980.-248 с.

124. Рудый A.C. Релаксационные и автоколебательные процессы в теплофи-зических системах с внешней связью: Автореф. дис. . д-ра физ.-мат. наук. -М., 1997. -32 с.

125. Русакова O.J1. Численное исследование естественной конвекции с учетом теплового излучения границ: Автореф. дис. . канд. физ.-мат. наук. -Пермь, 1999.- 16 с.

126. Рынок грузоперевозок в России. Вып. 3: http://planovik.ru/research/transport/.

127. Самарский A.A., Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач конвекции-диффузии. -М.: Эдиториал УРСС, 1999. 247 с.

128. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен /Пер. с англ. C.JI. Вишневецкого, С.С. Ченцова; Под ред. О.Г. Мартыненко. М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 678 с.

129. Селиванов Н. В. Исследование теплообмена в придонной области танка нефтеналивного судна при качке //Тез. докл. междун. конф. «Проблемы транспорта Дальнего Востока». Владивосток: ДВАВТ, 1999. - Т.1. - С. 121-122.

130. Селиванов Н.В. Влияние переменной вязкости на теплообмен при ламинарной свободной конвекции //Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Казань: КГЭУ, 2001. - Т. 1. -С. 397-400.

131. Селиванов Н.В. Исследование влияния зависимости вязкости жидкости от температуры на теплообмен при свободной конвекции //Матер, меж-дунар. научн. конф., посвященной 70-летию АГТУ. Астрахань: АГТУ, 2001. - Т. 3.-С. 235-238.

132. Селиванов Н.В. Исследование работы тупикового подогревателя //ЕНТЖ. Энергосбережение в Поволжье. Ульяновск, 2000. - Вып. 3. -С. 99-101.

133. Селиванов Н.В. Теплообмен высоковязких жидкостей в емкостях: Монография. Астрахань: АГТУ, 2001. - 232 с.

134. Селиванов Н.В. Теплообмен при качке у ограждающих поверхностей наливных судов //Тез. докл. XLII науч. конферен АГТУ. Астрахань: Изд-во АГТУ, 1998. - С. 216.

135. Селиванов Н.В. Теплообмен при колебаниях у вертикальной поверхности емкости. Основы теории //Саратов: ОЭП СНЦ РАН, 2000. 27 с.

136. Селиванов Н.В. Теплообмен при смешанной конвекции //Совершенствование энергетических систем и комплексов: Сб. науч. трудов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2000. - С. 32-38.

137. Селиванов Н.В., Ильин А.К. Влияние колебаний емкости на теплообмен жидкости в придонной области //Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Казань: КГЭУ, 2001. - Т. 1. -С. 413-416.

138. Селиванов Н.В. Новый метод расчета теплопотерь от жидкого груза через ограждающие поверхности морских наливных судов при качке //Саратов: ОПЭ СНЦ РАН, 2001. 51 с.

139. Селиванов Н.В., Яковлев П.В., Горбанева Е.А. Влияние различных факторов на динамику слоя структурированной фазы //Материалы научн. чтений "Стратегия выхода из глобального экологического кризиса". -СПб.: МАНЭБ, 2001. С. 178-180.

140. Селиванов Н.В., Яковлев П.В., Горбанева Е.А. Совершенствование перевозок высоковязких жидкостей автотранспортом //Материалы научн. чтений "Стратегия выхода из глобального экологического кризиса". -СПб.: МАНЭБ, 2001. С. 180-182.

141. Скибин А.П. Вариант конечно-элементного метода контрольного объема для решения задач тепломассообмена: Автореф. дис. . канд. техн. наук.-М., 1993.- 16 с.

142. Спрос на танкеры для перевозки нефти: http://www.rzd-partner.ru/news/2010/07/09/3 55 874.html.

143. Стефановский В.М. Теплоотдача при таянии льда в условиях свободной конвекции //Труды координационных совещ. по гидротехнике. Л.: Изд. ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева, 1976. - Вып. III. - С. 35-40.

144. Тепломассообмен: Вычислительный эксперимент в задачах тепломассообмена и теплопередачи. -М., 1992. Т. 9. - Ч. 1. - 216 с.

145. Тепломассообмен: Тепломассообмен в двухфазных системах. -М., 1992. -Т.4.-4.2.- 141 с.161 .Техническая энциклопедия:http://telino.claw.ru/shared/flot/information/085.html.162.Теория устройства судна//

146. ЪИр://туgma.narod.ru/index/moryak teoria.html163 .Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2020 года. // Приказ Минтранса РФ от 12 мая 2005 г. N 45

147. Транспортные перевозки на Каспии // http://www.analitika.org/article.php.

148. Физические свойства нефти // http://www.iees.ru/intellect.

149. Физическое и математическое моделирование тепловых и гидродинамических процессов //Межвуз. науч.-техн. сб. Томского политехи, ин-та им. С. М. Кирова /Под ред. М.И. Шиляева. Томск, 1990. - 179 с.

150. Фосфорная кислота// http://www.xumuk.ru/bse/1276.html.

151. Фокин В.М. и др. Основы технической теплофизики. М.: Изд-во Машиностроение- 1, 2004 - 172с.

152. Фрязинов И.В. О задаче Стефана для неоднородных сред //ЖВМ и МФ. -1981.-Т. 1. № 5. - С. 927-932.

153. Хасан М. М., Эйчхорн Р. Локально неавтомодельное решение задачи о характеристиках конвективного течения и теплоотдачи от наклонной изотермической пластины //Теплопередача. 1979. - Т. 101. - № 4. - С. 86-94.

154. Хессами М.А., Поллард А., Роу Р. Д. Исследование свободно-конвективной теплоотдачи в горизонтальных кольцевых каналах с большим отношением радиусов //Теплопередача. 1985. - Т. 107. - № 3. -С. 92-99.

155. Хессами М.А., Поллард А., Роу Р.Д. Численный расчет свободноконвек-тивного теплообмена между горизонтальными концентрическими изотермическими цилиндрами //Теплопередача. 1984. - № 3. - С. 145-149.

156. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассобмен.- М.: Издательство МЭИ. -2005.-550 с.

157. Черникин В.И. Сооружение и эксплуатация нефтебаз. M-JL: Гостоп-техиздат, 1955. - 318 с.

158. Чжань, Банерджи. Трёхмерный численный анализ нестационарной свободной конвекции в прямоугольных замкнутых полостях //Теплопередача. 1979. - Т. 101. - N 1. - С. 78-80.

159. Чизрайт Р. Естественная турбулентная конвекция от вертикальной плоской поверхности теплообмена //Теплопередача. 1968. - Т. 90. - № 1. -С. 1-9.

160. Чиковани В.В., Долгоруков Н.В.Вариационные принципы и методы решения задач тепломассообмена. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 152 с.

161. Численное моделирование нестационарного тепло-массообмена в закрытых объемах /Алексеев А.К., Бондарев А.Е., Бондарев E.H., Молоти-линЮ.А.-М., 1994.-20 с.

162. Что произошло в отечественном судостроении за I квартал 2009 года : www/korabel.ru.

163. Что произошло в отечественном судостроении за II квартал 2009 года : www/korabel.ru.

164. Шемякина Г.Н. Исследование свободной конвекции при хранении нефти и нефтепродуктов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Уфа, 1978. - С.

165. Шеянов A.A. Моделирование тепломассообменных процессов при подогреве и перемещении высоковязких нефтепродуктов в речных нефтеналивных судах: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Нижний Новгород, 1994.-22 с.

166. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя /Пер. с нем. М.: Наука, 1974. -С.

167. Щербаков А.З. Белоногов В.А., Селиванов Н.В. Теплообмен между высоковязкими нефтепродуктами и днищем судна при качке //Судостроение. 1985. - № 4. - С. 10-11.

168. Щербаков А.З. Транспорт и хранение высоковязких нефтей и нефтепродуктов с подогревом. М.: Недра, 1981. - 220 с.

169. Щербаков А.З., Маркин В.К., Плохов A.B. Исследование теплообмена через днище нефтеналивных судов //Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ. -1974. -№ 11.-С. 75-78.

170. Щербаков А.З., Маркин В.К., Селиванов Н.В. Расчет процессов подогрева нефтепродуктов в морских танкерах //Рыбное хозяйство. 1980.- № Ю.-С. 46-48.

171. Щербаков А.З., Овчинников В.А. Теплообмен между нефтепродуктом и охлаждаемой поверхностью в условиях образования структурированной фазы //Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ. 1978. - № 2. - С. 59-62.

172. Щербаков А.З., Овчинников В.А., Селиванов Н.В. Определение расхода пара на подогрев нефтепродуктов в резервуарах //НТИС. Сер. Нефтехимия и нефтепереработка. М.: ВНИИОЭНГ. - 1990. - № 4. - С. 13-15.

173. Щербаков А.З., Плохов A.B., Маркин В.К., Овчинников В.А., Селиванов Н.В. Экспериментальное исследование теплопотерь в нефтеналивном судне //РНТС. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ. - 1974. - № 2. - С. 18- 20.

174. Щербаков А.З., Селиванов Н.В. Измерение локальной плотности теплового потока при изменяющихся во времени граничных условиях //НТС. Тепло- массообмен в химической технологии. Казань. - 1978. - № 6. -С. 44-47.

175. Щербаков А.З., Селиванов Н.В. Исследование теплообмена между нефтепродуктом и вертикальными поверхностями танков нефтеналивных судов при транспортировке в условиях качки //Изв. ВУЗов. Сер. Нефть и газ. 1978.-№5. - С. 41-45.

176. Щербаков А.З., Селиванов Н.В. Разработка научно-обоснованных норм расхода пара на подогрев нефтепродуктов в резервуарах //Отчет по НИР. № Гос. регистрации 01828042128, инв.№ 0285.0064001. - Астрахань, 1985,- 126 с.

177. Щербаков А.З., Селиванов Н.В. Расчет теплопотерь через борт нефтеналивных судов в условиях качки //РНТС. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ. - 1979. - № 8. - С. 21-24.

178. Щербаков А.З., Фадеева Н.Г., Плохов A.B. Определение расхода пара на подогрев нефтепродуктов в изолированных и неизолированных резервуарах нефтебаз //РНТС. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. 1981.-№ 2. - С. 20-22.

179. Щербаков А.З., Яковлев П.В. Исследование процесса теплообмена при водной грануляции серы //Вестник Астраханского технического института рыбной промышленности и хозяйства. М.: ВНИРО, 1993. - С. 246247.

180. Щербакова Р.П., Шалашова Н.В., Головина О.М. Международный морской транспорт нефти //РНТС. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ. - 1979. - № 8. - С. 29-32.

181. Якимов A.C. Математическое моделирование и численное решение некоторых задач тепломассообмена и тепловой защиты: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. -Томск, 1999. 34 с.

182. Яковлев П.В. Теплообмен в процессах получения и переработки товарной серы. Монография. Астрахань.: Изд-во АГТУ, 2004. - 168 с.

183. Acagi S. Free convection heat transfer in viscous oil //Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1964. - Vol. 30. - № 213. - P. 624-632.

184. Acagi S. Heat transfers in oil tanks of ship //Japan shipbuilding and mar. -Engineering. 1969. - Voi. 4. - № 2. - P. 26-32.

185. Acagi S. Investigation on the Heat Transfer of oil tank //J. of Kansai Zosen Kyokuyo. 1967. - № 124. - P. 26-36.

186. Acagi S., Yoshitomi K. A study on heat transfer during natural convection heating of coal-oil mixture (COM) //Trans. Jap. Soc. Mech. Eng. 1982. -vol. 48. - № 434. - P. 2013-2023.

187. Carrey V. P., Mollendorf J. C.Variable viscosity effects in several natural convection flows //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1980. - Vol. 23. - P. 95109.

188. Fujii T. Experiments of free- convection heat transfer from vertical cylinder submerged in liquids //Inter. J. Heat Mass Transfer. 1959. - Vol. 25. - № 152.-P. 280-286.

189. Fujii T., Takeuchi M., Fujii M., Susaki K., Uchara H. Experiments on natural-convection heat transfer from the outer surface of vertical cylinder to liquids //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1970. - Vol. 13. - № 5. - P. 753-787.

190. Fujii T., Uehara H. Laminar natural-convective heat transfer from the outer surface of a vertical cylinder //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1970. - Vol. 13. - № 3. - P. 607-615.

191. Jang K. T. Possible solutions for laminar free convection on vertical plates and cylinders //J. Appl. Mech. 1960. - Vol. 27. - № 2. - P. 230-236.

192. Jang K. T., Novotny J. S., Cheng Y. S. Laminar free convection from a non isothermal plate immersed in a temperature stratified medium //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1972. - Vol. 15. - № 5. - P. 1097-1109.

193. Kurihara T Magata A., Maekawa C. Experimental Studies on Heat- transfer coefficients and effective length of tank heating coils in vessels //J. Seibu Zosenkai. 1970. - № 40. - P. 245-253.

194. Kurihara T. Some consideration on heat- transfer coefficients of cargotanks //J. Seibu Zosenkai. 1970. - № 40. - P. 219-244.

195. Lea J.F., Stegall R.D. A two-dimentional theory of temperature and pressure effect on ice melting rates with a heated plate //Trans. ASME. Ser. C (USA). J. Heat Transfer. 1973. - Vol. 95. - № 4. - P. 571-573.

196. Lloyd J. R., Sparrow E. M. On the instability of natural convection flow on inclined Plates //J. Fluid Mech. 1970. - Vol. 42. - № 3. - P. 465-470.

197. Lock G.S.H., Gunderson J.R., Quon D., Donelly J.K. A study of onedimensional ice formation with particular referense to periodic growth and decay//Int.J.Heat Mass Tr. 1969. -Vol. 12.-N 11.-P. 85-91.

198. Pera L., Gebhart B. Natural convection boundaiy layer flow over horizontal and slightly inclined surfaces //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1973. - Vol. 16. -№ 6. -P. 1131-1146.

199. Pera L., Gebhart B. On the stability of natural convection boundaiy layer flow over horizontal and slightly inclined surfaces //Inter. J. Heat and Mass Transfer. 1973. - Vol. 16. - № 6. - P. 1147-1163.

200. Przemyst Chemiczny. 1974. - Ch. 58. - N 8. - P. 44911.

201. Saunders R. J. Heat losses from oil- tanker cargoes //Transactions of the Institute of Marine Engineers. 1967. - vol. 79. - № 12. - P. 405-414.

202. Selivanov N. V., Yakovlev P. V. Features of Heat Transfer in the Granulation of Sulfur // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. -2004. Vol. 77. - № 5, September. - P. 904 - 910.

203. Singh E.P., Upadhyany V.K. Melting of ice cubic under controlled condition //Proc. Indian Acad. Sci. 1979. - Vol. 38. - № 4. - P. 285-289.

204. Sparrow E .M., Gregg J. L. Similar Solutions for Free Convection From a Non-Isothermal vertical Plate //Trans. ASME. 1958. - Vol. 80. - P. 379-388.

205. Sparrow E. M., Gregg J. I. Buoyancy effects in forced-convection flow and heat transfer//ASME J. Of Applied Mech. 1959. - Vol. 81. - P. 133-134.

206. Sucker D. Free Strömung und Wärmeubergang an lotrechten ebenen Platten //VDI Forschungsheft. - 1978. - № 585. - S. 1-40.

207. Suhara J. Studies of heat transfer of tank heating of tankers //Japan Shipbuilding and Marine Engineering. 1970. - Vol. 5. - № 1. - P. 5-16.

208. Suhara J., Kato H., Kurihara T. Experimental studies on the rolling effect on heat losses from oil tanker cargoes //Report of Research Institute for applied Mechanism. 1976. - Vol. 24. - № 76. - P. 1-30.

209. Stratégie nationale d'approvisionnement en matière de construction navale http://www.marketwire.com/press-release/Strategie-nationale-dapprovisionnement-en-matiere-de-construction-navale-1270970.htm.

210. Tran N. N. Sur la convection natural laminaire autour djiune plaque plane en incompressible //C. R. Acad. Sei. 1972. - Vol. 275. - № 21. - P. 1123-1126.

211. Transports, Resultats stables, perspectives incertaines //Petrole informations. -1988. -№ 1646.-P. 27-31.

212. Tribus M. Discussion on similar solutions for free convection from a nonisotermal vertical plate //Trans. ASME. Ser. C. 1958. - Vol. 80. - № 4. -P. 1180-1181.

213. Van Der Heeden D. Y. Experimental evaluation of heat transfer in dru -cargo ships tank, using thermal oil as a heat transfer medium //Inter. Shipbuilding Progress. 1969. - Vol. 16. - P. 27-37, 173.

214. Van Der Heeden D. Y., Mulder J.L. Heat transfers in cargotanks of a 50000dwt tankers //Inter. Shipbuilding Progress. 1965. - Vol. 12. - № 132. -P. 309-328.