автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Повышение эффективности строительных мобильных машин путем утилизации тепла отработавших газов

На правах рукописи

ЯРКИН Антон Викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МОБИЛЬНЫХ МАШИН ПУТЕМ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

05.05.04. - Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2005

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете на кафедре «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» (г. Тюмень).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор технических наук, профессор

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук, профессор

Защита состоится 23 декабря 2005 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.273.04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского 38, зал им. А.Н. Косухина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре Тюменского государственного нефтегазового университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим присылать в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан 22 ноября 2005 г. Телефон для справок: (3452) 20-91-27

Карнаухов Николай Николаевич

Крамской Владимир Федорович

кандидат технических наук, доцент Скворцов Исаак Дмитриевич

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: ОАО «Сибнефтепровод», г.Тюмень

Ученый секретарь диссертационного совета

П.В. Евтин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. По мере выработки эксплуатируемых месторождений основные районы добычи нефти Западной Сибири перемещаются все дальше на Север и Восток. Соответственно ужесточаются условия эксплуатации строительной и специальной техники, что определяется низкими температурами зимнего периода, удаленностью объектов нефтедобычи друг от друга и от населенных пунктов, а также тяжелыми дорожными условиями. Проблема усугубляется тем, что лишь небольшое количество строительных машин (до 5 %) являются специальными машинами северного исполнения. Более того, это во многом не приспособленная к суровым климатическим и грунтовым условиям техника обеспечена специальными сортами топлива только на 50 %, трансмиссионного масла на 35...40 %.

Одним из способов повышения приспособленности строительных машин к условиям отрицательных температур является утилизация тепла отработавших газов (ОГ) ДВС, поэтому исследования, направленные на повышение приспособленности строительных и специальных машин к суровым условиям Севера являются актуальной научной задачей.

Усилиями ряда исследователей, среди которых одно из основных мест принадлежит коллективу сотрудников Тюменского государственного нефтегазового университета, выполнены обширные исследования и разработки систем утилизации тепла ОГ. Большой вклад в решение рассматриваемой задачи внесли С.Д.Гулин, С.В.Каверзин, Н.Н.Карнаухов, В.Ф.Крамской, А.И.Тархов, А.И.Хорош и многие другие. За рубежом исследования в этой области проводили В.Фишер (США), Х.Креде (Германия), П.Макконнел (Австралия), Т.Михельс (Голландия) и другие.

Вместе с тем на сегодняшний день отсутствуют данные о режимах работы отдельных видов строительных машин, что не позволяет определить количество тепла, подлежащее утилизации, недостаточно изучены конструкции и параметры теплообменников для утилизации тепла отработавших газов. В связи с вышеизложенным сформулирована цель работы - повышение эффективности эксплуатации строительных и специальных машин в суровых условиях Севера, путем использования тепловой энергии отработавших газов ДВС.

Объектом исследования являются режимы и условия работы строительных машин на севере Тюменской области, а также процесс теплопередачи в теплообменнике системы утилизации тепла ОГ, а предметом исследования - эти режимы и условия для паровой передвижной установки ПГТУА, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.

Научную новизну составляют: - в предложенной общей классификации устройств пля утилизации тепла отработавших газов ДВС; рос. национальна« '

БИБЛИОТЕКА

оэ шЭш&о! \

- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы паровой передвижной установки ПГТУА;

- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена.

Практическая ценность состоит:

- в разработке методики расчета конструктивных параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов, с учетом условий эксплуатации и режимов работы строительной машины;

- в разработке системы утилизации тепла отработавших газов ДВС с компактным трубчато-ребристым теплообменником для паровой передвижной установки ш 1УА-1600/100, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.

Реализация результатов работы. Результаты работы использовались при изготовлении опытного образца системы утилизации тепла ОГ ДВС для специальной машины ППУА-1600/100 на предприятии Урайское УТТ-1, ТПП «Урайнефтегаз», ОАО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь».

Представленная методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника может быть применена при разработке новых и модернизации существующих строительных машин, приспособленных для эксплуатации в условиях Севера.

Полученные результаты используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 190502 - «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» Тюменского государственного нефтегазового университета.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы и условий эксплуатации паровой передвижной установки ППУА;

- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена;

- методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника, с учетом условий эксплуатации и режимов работы ДВС;

- конструкция компактного глушителя-утилизатора для отработавших газов Д5С.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях

(г. Тюмень 2002 г., 2003 г.);. международных конференциях (г. Тюмень 2003 г., 2005 г., г. Воронеж 2004 г.); на научном коллоквиуме в Институте термодинамики Фрайбержского технического университета (г. Фрайберг, Германия 2004 г.); на научно-технических семинарах (г. Тюмень 20022005 гг.). В полном объеме диссертация докладывалась на заседаниях каф. ПТСДМ ТюмГНГУ (г. Тюмень 2005 г).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано автором в 9 печатных научных работах. По теме исследований получены 1 патент Российской Федерации и 1 авторское свидетельство на полезную модель. Подана одна заявка на патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе, списка использованной литературы из 116 наименований и 4 приложений. Общий объем работы 157 стр., в том числе основной текст - 130 стр., приведены 56 рисунков, 29 таблиц и 122 формулы.

Автор выражает благодарность Самойловой М.И. за помощь, оказанную в работе над диссертацией.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отмечены актуальность и цель работы, научная новизна, практическая ценность полученных результатов и положения, выносимые на защиту.

В 1-й главе обоснована необходимость и возможность утилизации тепловой энергии отработавших газов ДВС. Это позволяет повысить эффективность работы машины, увеличивает КПД двигателя, снижает уровень шума, повышает его экологические показатели.

Рассмотрены природно-климатические и дорожные условия эксплуатации строительных и специальных машин на нефтяных месторождениях Тюменской области на примере машины ППУА-1600/100.

ГО1УА-1600/100 представляет собой передвижную, автономную, многофункциональную котельную установку, предназначенную для выработки насыщенного пара. Хотя машина была создана изначально для депарафинизации нефтяных скважин, она оказалась весьма функциональной также при строительстве и ремонте в условиях отрицательных температур. На сегодня ППУ А является практически незаменимой машиной при разработке мерзлых грунтов, например для ремонта коммуникаций водоснабжения и отопления зимой.

Во время эксплуатации этой машины в зимний период существует опасность замерзания трубопроводов гидравлической системы паровой установки. При переезде с объекта на объект, при температуре окружающего воздуха -20°С, оператору приходиться останавливаться через каждые 35-40 км разогревать паровой котел и прокачивать подогретую воду через гидравлическую систему паровой установки. Это приводит к значительным затратам времени, нерациональному расходу топлива. Решить проблему можно путем использования тепла ОГ ДВС.

Годовой анализ работы паровой передвижной установки ППУА-1600/100 (рис.1) показал, что зимой объем работ, производимых машиной, возрастает более чем на 30% по сравнению с летним периодом. Это связано, прежде всего, с необходимостью тепловой подготовки строительных и ремонтных работ.

□ 2-ой режим работы ■ 1-й режим работы

5 6 7 8 Меегиы в году

10 11 12

Рис. 1. Годовой цикл среднемесячного пробега паровой передвижной установки ППУА-1600/100:1-й режим работы (Тмр,» 100+165*С, Р = 6+20 кгс/см1);

2-ой режим работы (Tupa=310*С, Р * 100 кгс/см2)

Рассмотрен тепловой баланс дизельного двигателя ЯМЭ-238, установленного на ППУА-1600/100. Определено, что значительная часть (»26%) тепловой энергии сгораемого в двигателе топлива уносится с отработавшими газами в окружающую среду.

Средний годовой пробег паровой передвижной установки ППУА-1600/100 составляет 40-45 тыс. км. Таким образом, за год потери тепла выбрасываемого в окружающую среду с отработавшими газами составляют более 100 тыс. МДж. Этой энергии вполне достаточно для отопления жилого дома площадью 250 м2. Это подтверждает целесообразность использования тепла ОГ ДВС для повышения эффективности эксплуатации машины ППУА-1600/100 зимой.

Проведенный международный патентный анализ средств и методов утилизации тепловой энергии ОГ ДВС показал высокий интерес к этой проблеме современных исследователей во всем мире. На основании анализа предложена общая классификация устройств для утилизации тепла отработавших газов ДВС (рис.2).

Рассмотрены существующие разработки систем утилизации тепла ОГ ДВС. Выявлено, что многие исследователи предлагают различные способы использования тепла ОГ ДВС, однако конструкции теплообменников для утилизации этого тепла до сих пор практически не исследовались, и поэтому нельзя точно сказать, какой из теплообменников является наиболее эффективным.

Системы утилизации тепла отработавших газов ДВС

1 Стационарных двигателей ' I внутреннего сгорания

£

С я

Двигателей внутреннего сгорали* мобильных машин

Непосредственное использование тепла ОГ

Преобразование

телжяой энергия

Пр#греа дмгател*

(топливная система, система смазки, система охлаждения и др...)

(баг с жидкостью, насос, гидроыотор, магистрали, распределите**...)

Прагрев ааенстм маши (санок, аабшяа, ауэоа рабочий орган и ДР—)

Рис.2. Способы утилизации и использования тепловой энергии отработавших

газов ДВС

Поэтому были проанализированы и математически исследованы три конструкции теплообменников, наиболее подходящие для утилизации тепла отработавших газов ДВС.

На основе научно обоснованных критериев сравнения выбрана конструкция теплообменника для утилизации тепловой энергии ОГ ДВС -компактный трубчато-ребристый теплообменник (КТРТ), оптимальный по теплофизическим параметрам процесса теплопереноса. Несмотря на сравнительно невысокий коэффициент теплопередачи, КТРТ, благодаря большой площади теплообмена, обладает высокой эффективностью. Прямые гладкие (без турбулизаторов) каналы теплообменника позволяют максимально уменьшить гидравлические потери в теплообменнике, а значит и потери давления в выпускной магистрали ДВС. Кроме того, конструкция этого теплообменника компактна и проста в изготовлении.

Существующие методики расчета и математические модели процесса теплопереноса не позволяют учесть условий эксплуатации теплообменника для утилизации тепла ОГ ДВС. К этим условиям относятся изменяющаяся величина теплового потока ОГ и отложение на поверхности теплопередачи сажи и других продуктов сгорания топлива. Для расчета конструкции теплообменника для утилизации тепла ОГ необходимо определить тепловой поток ОГ и его зависимость от режимов и условий эксплуатации машины.

На основе проведенного анализа были сформулированы задачи исследования:

1. Разработать математическую модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

2. Установить зависимость величины теплового потока отработавших газов ДВС от режимов и условий эксплуатации строительной машины, на примере ППУА-1600/100;

3. Установить влияние отложения продуктов сгорания на теплообменной поверхности на эффективность теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике.

4. Разработать систему утилизации тепла отработавших газов ДВС для повышения эффективности работы ППУА-1600/100.

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям. Представлена общая методика проводимых исследований, включающая в себя анализ состояния исследуемого вопроса, теоретический и экспериментальный блоки, а также результаты обработки исследований, с предложением вариантов их практического применения.

Математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла ОГ ДВС представляет собой систему дифференциальных уравнений:

(1)

¿Ог.^^&'и'Мт (2)

где {¿¡ь (¿2, - тепловой поток на /-ом участке теплообмена, Дж/с,

переданный от отработавших газов ДВС к наружной стенке

теплообменника и от внутренней стенки к холодному теплоносителю

17 ЭТ соответственно; г- площадь поверхности теплопередачи, м;--разность

дх

температур горячего и холодного теплоносителя на участке теплопереноса; /3 - коэффициент, учитывающий отложение продуктов сгорания на поверхности теплопереноса; к - коэффициент теплопередачи, Вт/м2К: т -время, с.

Уравнения (1) и (2) описывают процесс теплопереноса от горячего теплоносителя к наружной стенке теплообменника и от внутренней стенки теплообменника к холодному теплоносителю соответственно.

Ввиду разнородности массообменных процессов и их нелинейности аналитическое решение такой задачи затруднено. Наиболее целесообразным способом решения системы уравнений (1)-(2) является численный. Для этого необходимо вместо бесконечно малых с1х, с1т использовать конечные разности Ах, Лт, а также заменить непрерывные функции и их производные на дискретные уравнения.

С целью максимального упрощения алгоритма вычислений необходимо разделить теплообменник по длине на элементарные участки Ах (рис. 3). Тогда тепловой поток Q, проходящий через теплообменник на участке Ах, с достаточной степенью вероятности можно считать постоянным на всей площади сечения теплообменника Б^Ы^

Рис3. Расчетная схема процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом

теплообменнике

Подставив в систему уравнений известные величины и проинтегрировав, получим частный случай математической модели процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС:

(3)

(4)

где, 5Г - площадь «живого» сечения, м2, т.е. площадь сечения теплообменника за вычетом пространства, занимаемого оребренными трубками:

х Л

1-Я (5)

=2

р У

где пг - количество оребренных трубок; 2г, I/ - ширина и высота оребренной трубки, м; 8р и ЬР - толщина ребра и расстояние между ними, м.

Коэффициент теплопередачи к определяется с учетом удельной поверхности оребрения теплообменника:

к =

1-й> Л-Ф 1

——+8——+—

а,

а

2.

(6)

где а1, а2 - коэффициенты теплоотдачи отработавших газов и холодного теплоносителя соответственно; 5, X - толщина стенки (м) и коэффициент теплопроводности материала теплообменника (Вт/мК); ф - коэффициент оребрения, характеризующий площадь ребер, приходящуюся на единицу площади пластины:

где Р2 - площади поверхности теплообменника, м2, со стороны горячего и холодного теплоносителя соответственно.

Для учета влияния отложения сажи и других продуктов сгорания на поверхности теплопереноса в КТРТ предлагается использовать коэффициент /3, характеризующий толщину слоя отложений в зависимости от режимов работы двигателя:

где АТь-Тг-Т'/ - падение температуры на слое отложений продуктов сгорания, К; АТ/„ - логарифмическая разность температур горячего и холодного теплоносителя, К.

_ _ , ьг дТ ДА71

Согласно закону Фурье: д = -Я I — = —, тогда уравнение (8) примет вид:

/7 = 1—(9) ЯЛТЪ V)

где д - плотность теплового потока отработавших газов

ДВС, Вт/м2; Ъ -

толщина слоя отложений продуктов сгорания на поверхности теплопереноса, м; Х- теплопроводность слоя отложений, Вт/мК.

Плотность теплового потока и толщина слоя отложений продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса зависит от количества и температуры сгораемого в двигателе топлива, которые в свою очередь можно определить в зависимости от нагрузки на двигатель. Тогда можно предположить, что зависимость плотности теплового потока будет иметь вид:

<7 = 4 + 4^, (10)

а зависимость толщины слоя отложений от нагрузки на ДВС можно описать с помощью полинома второй степени:

Ь = Аъ+АхН1+А21Я. (11)

Для установления влияния на тепловой поток ОГ ДВС режимов и условий работы строительной машины, на основе анализа априорной информации было выбрано три фактора:

Х1 - расход топлива двигателем, (7, л/ч; - температура окружающего воздуха, ¡°С;

Х3 - скорость воздушного потока, омывающего выхлопной тракт при движении машины, Уеоз, м/с.

В качестве гипотезы совместного влияния факторов принято уравнение регрессии в виде:

б = + А,Х, + А& + АзКз. (12)

где: Q - функция отклика - тепловой поток отработавших газов ДВС на выходе из коллектора; А, - коэффициенты уравнения регрессии; X, -значение факторов.

Для подтверждения адекватности выдвинутых предположений были проведены экспериментальные исследования.

В третьей главе представлены методика проведения и результаты экспериментальных исследований, цель которых заключается в оценке эффективности использования КТРТ для утилизации тепла отработавших газов ДВС, в проверке гипотез, выдвинутых в теоретических исследованиях и определении численных значений регрессионных моделей. Эксперименты проводились в три этапа.

На первом этапе исследовалось влияние отложения сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопередачи на зффслтиззцист- т^алои-ре::^;. ь 1"ТГ"Т.

Для решения поставленной задачи использовался пассивно-активный однофакторный эксперимент. Эксперимент проводился на дизель-генераторной установке БОМО ТМ 20. В выходной коллектор на пути отработавших газов устанавливалась тонкая металлическая пластина. При различной нагрузке на генератор в течение одинакового отрезка времени работы фиксировалось изменение температуры отработавших газов ДВС. Затем пластина вынималась и остужалась до температуры 20°С. После этого рычажным микрометром часового типа МР-25 с ценой деления 0,001 мм, на пластине замерялась толщина слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива в дизеле (рис. 4).

о -1-,-,---,-,-,-,-,-

0 1500 3000 4500 0000 7500 «000 10500 12000 13500 15000 Нагрузи на генератор. N. Вт

Рис. 4. Зависимость толщины отложений сажи и других продуктов сгорания на металлической пластине, помещенной в выпускной коллектор двигателя от нагрузки на дизель-генераторную установку

Для определения плотности теплового потока измерялась температура ОГ в коллекторе двигателя. С учетом полученных коэффициентов уравнение зависимостей (10) и (11) имеют вид: $ = 6270 + 0,82ЛГ, (13)

Ъ = 11,39 + 5 ■ 10^ Ы2 - 0,00Ш (14)

На холостых оборотах и при малой нагрузке на генератор (N<5 кВт) толщина слоя отложений на поверхности пластины достигает 12 мкм. При этом в структуре отложений отчетливо видна смолянистая пленка, образованная в результате неполного сгорания топлива в цилиндрах двигателя. В диапазоне нагрузки N= 7,5-И 2 кВт, что составляет примерно 35*60% от максимально возможной нагрузки на двигатель (21 кВт), наблюдается наименьшая толщина (6-8 мкм) отложений сажи и других продуктов сгорания на поверхности пластины.

С увеличением нагрузки Ы> 12кВт происходит увеличение толщины слоя отложений до 8-М) мкм для N= 15 кВт. Однако в отложениях уже не заметно столь явно смолянистых составляющих, налет является матовым, что указывает она наличие в его структуре в основном сажи.

Для того, чтобы получить зависимости коэффициента /3 от режимов работы строительной машины представим нагрузку в процентах от максимально возможной = Щи,. Подставляя средние значения для q и Ь в формулу (9) получаем зависимость коэффициента 0 от нагрузки на двигатель (рис. 5).

0.82-------------------

0,80 -i-1-1-1-

0 20 40 60 80 100

Натрут на дмгаяль, N, %

Рис. 5. Зависимость коэффициента /3 от нагрузки на двигатель

Уравнение зависимости имеет вид:

/? = 0,9568-2-10'5 0,00067^ (15)

На втором этапе экспериментальных исследований определялась величина теплового потока отработавших газов ДВС и ее зависимость от режимов работы двигателя и условий эксплуатации машины. При решении поставленной задачи использовался пассивно-активный многофакторный

эксперимент. Для этого был использован натурный образец - паровая промысловая установка 1111УА-1600/100.

Для установления степени совместного влияния исследуемых факторов на тепловой поток, использовался аппарат корреляционно-регрессионного анализа. Расчеты выполнялись с использованием программы «REGRESS», позволяющей определить численные значения параметров для многофакторных зависимостей.

Полученное уравнение регрессии адекватно предложенной в качестве рабочей гипотезы математической модели процесса теплопереноса в КТРТ (коэффициенты: корреляции - 0,99; детерминации -0,97). После преобразования зависимость имеет вид:

0= 1277X,- 0,58Х2- 18,9Х3 - 7582. (16)

Из рассмотренных факторов наиболее влиятельным является расход топлива двигателя, затем по степени влияния следуют воздушный поток (скорость движения машины) и температура окружающей среды.

п,оМаи

Рис. 6. Теоретическая и экспериментальная зависимости эффективности теплопередачи ОГ в КТРТ от режима работы двигателя

На рис. 6 представлены графики зависимости эффективности теплопередачи в КТРТ от режима работы двигателя, полученные теоретическим и экспериментальным путем. Видно, что теоретическая кривая эффективности при малых оборотах двигателя проходит несколько выше кривой, полученной экспериментально.

С увеличением оборотов двигателя кривые постепенно сближаются и при достижении области номинального режима работы двигателя (п= 1800*2100 об/мин) - сходятся вместе. Такое расхождение можно объяснить следующим. На малых оборотах двигателя скорость течения отработавших газов также невелика, поэтому возрастает величина неучтенных тепловых потерь ()ост, которые идут на нагрев цилиндров, головок, коллектора и других частей системы выпуска двигателя. С увеличением числа оборотов, возрастает величина и скорость теплового

потока отработавших газов. Большее количество теплоты проходит через систему выпуска за меньшее время. Влияние неучтенных потерь таким образом становится менее значительным. Это обстоятельство не было учтено в теоретических расчетах, что и вызвало расхождение функций.

Цель третьего эксперимента - подтверждение целесообразности оснащения паровой передвижной установки ППУА-1600/100 системой утилизации тепла ОГ ДВС. Результаты эксперимента представлены на рис. 7.

¿90 310 330 350

Тмнрпурарцр1мтя1ат<цТп,К

Рис. 7. Зависимость времени разогрева котла паровой установки до рабочего режима от начальной температуры воды

Полученное уравнение зависимости времени парообразования (?) от температуры воды на входе в котел (7) имеет вид:

/ = 47 - 0,09Т (17)

Предварительный разогрев воды до температуры 95°С (368 К) сокращает время подготовки котла к работе до 13 минут, что на 35% (7 мин) меньше нормы завода изготовителя (20 мин) и на 40% (9 мин) меньше экспериментально полученного значения при начальной температуре воды 5°С.

Сравнение полученных результатов с параметрами базовой машины ^

подтверждает целесообразность использования системы утилизации тепла ОГ ДВС с компактным трубчато-ребристым теплообменником для повышения эффективности работы паровой передвижной установки *

ППУА-1600/100.

В четвертой главе рассмотрены возможные варианты практического применения результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Предложена методика расчета КТРТ для утилизации тепла отработавших газов не только двигателей внутреннего сгорания, но и различных паровых и водогрейных котлов, установленных в отопительных котельных на гражданских и промышленных объектах (рис.8).

Рис.8. Блок-схема алгоритма расчета компактного трубнато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов ДВС.

В соответствии с методикой на I этапе необходимо определить тепловой поток горячего теплоносителя, т.е. то количество теплоты, которое выбрасывается с отработавшими газами в атмосферу при сгорании топлива

На II этапе необходимо определить площадь поверхности теплопередачи для снятия с теплового потока отработавших газов требуемого количества теплоты. Для этого используются известные теплотехнические способы расчета.

На П1 этапе расчета с помощью предложенной математической модели определяется эквивалентный диаметр КТРТ. При этом учитываются условия эксплуатации теплообменника, ограничивающие его по массогабаритным параметрам.

На IV этапе определяются шесть конструктивных параметров теплообменника - диаметр трубок, расстояние между ними, коэффициент оребрения, длина участка теплообмена, количество трубок в одной секции и количество секций в теплообменнике. Если выбранные значения удовлетворяют условию то можно перейти к следующему этапу

расчета, иначе подбираются другие значения рассматриваемых величин.

На последнем V этапе производиться проверка полученных конструктивных параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника. Для чего рассчитывается температура холодного теплоносителя на выходе из теплообменника. Если значение температуры удовлетворяют заданным условиям, полученные конструктивные параметры теплообменника принимаются, иначе расчет необходимо производить снова, начиная с третьего этапа - определения эквивалентного диаметра.

Разработана конструкция системы утилизации тепла отработавших газов ДВС для паровой передвижной установки 1111УА-1600/100, которая включает в себя компактный трубчато-ребристый теплообменник.

Установка теплообменника в гидравлическую систему паровой установки позволяет за счет тепла ОГ ДВС машины поддерживать положительную температуру воды в трубопроводах паровой установки и избежать выхода из строя дорогостоящего оборудования при отрицательных температурах окружающего воздуха. Кроме того, снижается время разогрева парового котла до рабочих режимов, поскольку подаваемая в котел вода уже предварительно подогрета.

Оптимальная установка теплообменника - на место штатного глушителя машины. Для этого конструкция была рассчитана и доработана до глушителя-утилизатора (рис.9), который позволяет эффективно использовать тепло отработавших газов без изменения шумовых и мощностных характеристик двигателя машины.

Представлено технико-экономическое обоснование модернизации специальной машины ППУА-1600/100. Расчетный годовой экономический эффект от снижения расхода топлива на прогрев паровой установки, составил около 13 тыс. рублей. Срок окупаемости - 9 месяцев.

Расчет экологического эффекта показал, что внедрение предложенной СУТ позволит на 40% сократить объем вредных выбросов в окружающую среду за время прогрева котла паровой установки до рабочих режимов.

и

(В)

я ч в?

17

31

Рис.9. Глушитель-утилизатор: 1 - змеевик; 2 - теплоизоляция; 3 - пластинчатые ребра; 4 - штуцер; 5 -перегородки резонатора; 6 - резонатор; 7 - перфорация; 8 - труба отвода выхлопных газов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена научно-практическая задача по повышению эффективности строительных мобильных машин путем утилизации тепла отработавших газов ДВС.

2. Предложена математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ, представляющая собой систему дифференциальных уравнений, решение которой позволяет получить конструктивные параметры теплообменника с учетом заданных режимов работы двигателя и условий эксплуатации.

3. Определена величина теплового потока отработавших газов на различных режимах работы строительной машины. Определены факторы, влияющие на эффективность теплопереноса. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на величину теплового потока отработавших газов оказывает изменение расхода топлива ДВС.

4. Предложено для учета влияния отложений продуктов сгорания на поверхности теплопереноса ввести в предложенную математическую модель коэффициент ß. Экспериментально установлена зависимость изменения толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена. Подтверждена адекватность полученных зависимостей.

5. Представлены пути практического использования результатов исследования:

- методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- система утилизации тепла отработавших газов ДВС, включающая КТРТ, для передвижной паровой установки ППУА-1600/100 с оригинальной конструкцией глушителя-утилизатора.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

1. Карнаухов, H.H. К вопросу эффективного использования тепловой энергии отработавших газов ДВС [Текст] / H.H. Карнаухов, М.И. Самойлова, A.B. Яркин // Транспортный комплекс - 2002: Материалы научно-практического семинара, - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002 г. - С. 145147.

2. Пат. 2215167 Российская Федерация, МКП7 F 02 G 5/02, Н 01 L 37/04. Устройство для преобразования тепловой энергии отработавших газов ДВС [Текст] / Самойлова М.И., Перевозкин А.Ю., Чарков С.Т., Квашнин Г.Р., Яркин A.B. ; заявитель патентообладатель Тюменский гос. нефтегазовый ун-т - № 2002107189/06; заявл. 20.03.02 ; опубл. 27.10.03, Бюл. № 23 (ч.Н). - 4 с.: ил.

3. Яркин, A.B. Повышение эффективности ДВС строительных машин за счет использования тепла отработавших газов [Текст] / A.B. Яркин // Техника, технологии и перспективные материалы: Межвузовский сборник научных трудов/ Под ред. А.Д. Шля пина. - М.: МГИУ, 2003 г. -С. 158-163.

4. Яркин, A.B. Метод утилизации и использования тепловой энергии отработавших газов двигателя строительной машины [Текст] / A.B. Яркин, М.И. Самойлова // Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта: Материалы региональной научно-практической конференции. Часть 2./ Отв. редактор Ш.М. Мерданов.- Тюмень, 2004 г. -С. 146-150.

5. Карнаухов, H.H. Анализ конструкций теплообменников для утилизации для утилизации тепла отработавших газов ДВС [Текст] / H.H. Карнаухов, A.B. Яркин, М.И. Самойлова // Интерстроймех-2005: Труды международной научно-технической конференции. Часть 1./ Отв. редакторы A.A. Серебренников, Ш.М. Мерданов,- Тюмень: ТюмГНГУ, 2005 г. - С. 293-296.

6. Яркин, A.B. Методика расчета теплопередачи при утилизации тепла отработавших газов ДВС. Новые технологии - нефтегазовому региону / A.B. Яркин // Материалы научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Тюмень: издательство «Вектор Бук», 2005 г. - С. 143-144.

7. Яркин, A.B. Оптимизация теплообменника для утилизации тепла отработавших газов ДВС [Текст] / АЛ. Яркин, Г .В. Бахмат // Материалы докладов П-й научной школы-семинара молодых ученых: «Теплофизика, гидродинамика, теплотехника», Тюмень 19-20 мая 2005 г.-С. 201-203.

8. Яркин, A.B. Исследование эффективности использования теплообменника для утилизации тепла ОГ ДВС [Текст] / A3. Яркин, МЛ Самойлова // Материалы 4-ой Международной научно-технической конференции «Итоги строительной науки». - Владимир: ВГУ, 2005 г. - С. 157-161.

9. Яркин, A.B. Компактный трубчато-ребристый теплообменник для утилизации тепла отработавших газов ДВС [Текст] / A.B. Яркин // Материалы международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири»:. Т.2. - Тюмень: «Феликс», 2005. - С. 176-177.

»24 0 83

í

РНБ Русский фонд

2006-4 26924

Подписано к печати.//. //.2005 г. Бум. писч. №1

Заказ Уч. изд. л. 1,0

Формат 60/90 1/16 Усл. печ. л. /

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство «Нефтегазовый университет»

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА УТИЛИЗАЦИИ

ТЕПЛА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВС

1.1. Условия эксплуатации строительных и специальных машин на нефтегазовых промыслах Тюменской области

1.1.1. Хар актеристика климата

1.1.2. Дорожные условия и удаленность нефтегазовых объектов

1.2. Тепловой баланс ДВС ППУА-1600/

1.3. Способы и средства утилизации тепловой энергии ОГ ДВС

1.3.1. Патентный анализ

1.3.2. Существующие конструкции систем утилизации тепла ОГ

1.4. Сравнительный анализ конструкций теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС

1.4.1. Выбор конструкций теплообменников

1.4.2. Расчет теплопереноса в теплообменниках 33 1.5. Существующая математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ

Выводы по главе

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Общая методика исследования

2.2. Математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС

2.3. Выбор конструктивных параметров конструкции КТРТ

2.3.1. Геометрические параметры КТРТ

2.3.2. Характеристики теплообменника

2.3.3. Выбор формы поперечного сечения оребрений

2.4. Оптимизация конструкции КТРТ ф Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Общая методика экспериментальных исследований

3.2. Эксперимент по определению влияния на процесс теплопереноса отложений продуктов сгорания на теплопередающей поверхности

3.2.1. Планирование эксперимента

3.2.2. Проведение эксперимента 71 3.2.3 Обработка результатов эксперимента

3.3. Эксперименты по определению энергии теплового потока ОГ на различных режимах работы ДВС

3.3.1. Планирование и проведение эксперимента

3.3.2. Описание экспериментальной установки 80 ^ 3.3.3. Результаты эксперимента, методика их обработки и оценка

3.4. Эксперименты по определению времени подготовки пара

3.4.1. Планирование и проведение эксперимента

3.4.2. Обработка результатов эксперимента 93 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Возможные применения КТРТ

4.2. Методика расчета компактных трубчато-ребристых теплообменников для утилизации тепла ОГ ДВС

4.3. Система утилизации тепла отработавших газов для паровой передвижной установки ППУА-1600/

Ф 4.3.1. Назначение и особенности конструкции ППУ А-1600/

4.3.2. Расчет КТРТ для утилизации тепла отработавших газов

4.3.3. Выбор конструкционного материала КТРТ для утилизации тепла ОГ ДВС

4.3.4. КТРТ, как глушитель-утилизатор

4.4. Технико-экономическое обоснование необходимости модернизации паровой передвижной установки ППУА-1600/

4.5. Экологический эффект от внедрения СУТ 128 Выводы по главе 4 130 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 132 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 133 ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ДВС - Двигатель внутреннего сгорания;

КТРТ - Компактный трубчато-ребристый теплообменник;

ОГ - Отработавшие газы;

ОЖ - Охлаждающая жидкость;

ППУА - Паровая передвижная установка автоматическая;

ПЭВП - Полиэтилен высокой плотности;

СУТ - Система утилизации тепла;

ТА — Тепловой аккумулятор;

ТАМ — Теплоаккумулирующий материал;

ТАТ - Тепловой аккумулятор теплоемкостного типа;

Актуальность проблемы. По мере выработки эксплуатируемых месторождений основные районы добычи нефти Западной Сибири перемещаются все дальше на Север и Восток. Соответственно ужесточаются условия эксплуатации строительной и специальной техники, что определяется низкими температурами зимнего периода, удаленностью объектов нефтедобычи друг от друга и от населенных пунктов, а также тяжелыми дорожными условиями. Проблема усугубляется тем, что лишь небольшое количество строительных машин (до 5 %) являются специальными машинами северного исполнения. Более того, это во многом не приспособленная к суровым климатическим и грунтовым условиям техника обеспечена специальными сортами топлива только на 50 %, трансмиссионного масла на 35.40 %.

Вышеизложенное свидетельствует об актуальности работ по повышению приспособленности строительных и специальных машин к суровым условиям Севера. Одним из способов повышения эффективности строительных машин в условиях отрицательных температур является утилизация и использование тепла отработавших газов (ОГ) ДВС.

Усилиями ряда исследователей, среди которых одно из основных мест принадлежит коллективу сотрудников Тюменского государственного нефтегазового университета, выполнены обширные исследования и разработки систем утилизации тепла ОГ. Большой вклад в решение рассматриваемой задачи внесли С.Д.Гулин, С.В.Каверзин, Н.Н.Карнаухов, А.И.Тархов, А.И.Хорош, В.Ф.Крамской и многие другие. За рубежом исследования в этой области проводили В.Фишер (США), Х.Креде (Германия), Т.Михельс (Голландия), П.Макконнел (Австралия) и другие. [12,28,54,57,65,81,103,104, 105,108,109,113]

Вместе с тем на сегодняшний день отсутствуют данные о режимах работы отдельных видов строительных машин, что не позволяет определить количество тепла, подлежащее утилизации, недостаточно изучены конструкции и параметры теплообменников для утилизации тепла отработавших газов. В связи с вышеизложенным сформулирована цель работы - повышение эффективности эксплуатации строительных и специальных машин в суровых условиях Севера, путем использования тепловой энергии отработавших газов ДВС.

Объектом исследования являются режимы и условия работы строительных машин на севере Тюменской области, а также процесс теплопередачи в теплообменнике системы утилизации тепла ОГ, а предметом исследования - эти режимы и условия для паровой передвижной установки ППУА, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.

Научную новизну составляют:

- в предложенной общей классификации устройств для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы паровой передвижной установки ППУА;

- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена.

Практическая ценность состоит:

- в разработке методики расчета конструктивных параметров компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов, с учетом условий эксплуатации и режимов работы строительной машины;

- в разработке системы утилизации тепла отработавших газов ДВС с компактным трубчато-ребристым теплообменником для паровой передвижной установки ILL 1УА-1600/100, используемой для обеспечения строительных работ на объектах нефтедобычи в зимнее время.

Реализация результатов работы. Результаты работы использовались при изготовлении опытного образца системы утилизации тепла ОГ ДВС для специальной машины ППУА-1600/100 на предприятии Урайское УТТ-1, 11111 «Урайнефтегаз», ОАО «ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь».

Представленная методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника может быть применена при разработке новых и модернизации существующих строительных машин, приспособленных для эксплуатации в условиях Севера.

Полученные результаты используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 190502 — «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» Тюменского государственного нефтегазового университета.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса теплопереноса в компактном трубчато-ребристом теплообменнике для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- зависимость величины теплового потока отработавших газов от режимов работы и условий эксплуатации паровой передвижной установки ППУА;

- зависимость толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена;

- методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника, с учетом условий эксплуатации и режимов работы ДВС;

- конструкция компактного глушителя-утилизатора для отработавших газов ДВС.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях (г. Тюмень 2002 г., 2003 г.);. международных конференциях (г. Тюмень 2003 г., 2005 г., г. Воронеж 2004 г.); на научном коллоквиуме в Институте термодинамики Фрайбержского технического университета (г. Фрайберг, Германия 2004 г.); на научно-технических семинарах (г. Тюмень 2002-2005 гг.). В полном объеме диссертация докладывалась на заседаниях каф. ПТСДМ ТюмГНГУ (г. Тюмень 2005 г).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано автором в 9 печатных научных работах. По теме исследований получены 1 патент Российской Федерации и 1 авторское свидетельство на полезную модель. Подана одна заявка на патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов по работе, списка использованной литературы из 116 наименований и приложения. Общий объем работы 157 стр., в том числе основной текст - 130 стр., приведены 56 рисунков, 29 таблиц и 122 формулы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Краткие результаты проведенных аналитических, теоретических и экспериментальных исследований представлены в следующих выводах:

1. Решена научно-практическая задача по повышению эффективности строительных мобильных машин путем утилизации тепла отработавших газов ДВС.

2. Предложена математическая модель процесса теплопереноса в КТРТ, представляющая собой систему дифференциальных уравнений, решение которой позволяет получить конструктивные параметры теплообменника с учетом заданных режимов работы двигателя и условий эксплуатации.

3. Определена величина теплового потока отработавших газов на различных режимах работы строительной машины. Определены факторы, влияющие на эффективность теплопереноса. Экспериментально установлено, что наибольшее влияние на величину теплового потока отработавших газов оказывает изменение расхода топлива ДВС.

4. Предложено для учета влияния отложений продуктов сгорания на поверхности теплопереноса ввести в предложенную математическую модель коэффициент /5. Экспериментально установлена зависимость изменения толщины слоя отложений сажи и других продуктов сгорания топлива на поверхности теплопереноса от режимов работы ДВС и ее влияние на эффективность теплообмена. Подтверждена адекватность полученных зависимостей.

5. Представлены пути практического использования результатов исследования:

- методика расчета компактного трубчато-ребристого теплообменника для утилизации тепла отработавших газов ДВС;

- система утилизации тепла отработавших газов ДВС, включающая КТРТ, для передвижной паровой установки ППУА-1600/100 с оригинальной конструкцией глушителя-утилизатора.

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер и др. 2-е изд., перераб. и испр. - М.: Наука, 1976. - 230 е.: ил.

2. Анисимов, И.А. Приспособленность автомобилей с дизельными двигателями к низкотемпературным условиям эксплуатации по токсичности отработавших газов Текст.: дисс. . канд. тех. наук : Анисимов Илья Александрович. ТюмГНГУ, Тюмень, 2003. - 135 с.

3. Антонова, Е.О. Теплообмен при трубопроводном транспорте нефти и газа Текст. / Е.О. Антонова, Г.В. Бахмат, И.А. Иванов, О.А. Степанов — СПб.: ООО «Недра», 1999. 228 с.:ил.

4. Антуфьев, В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева Текст. / Антуфьев В.М. M.JL: Энергия, 1966. — 184 с.

5. Багиров, Д.Д. ДВС строительных и дорожных машин Текст. / Д.Д. Багиров, А.В. Златопольский М.: Машиностроение, 1974. - 216 с.

6. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам Текст. / П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М. Селтверстов. М.: Машиностроение, 1989. -368 е.: ил.

7. Бакуревич, Ю.Л. Эксплуатация автомобилей зимой Текст. / Ю.Л. Бакуревич, С.С. Толкачев М.: Транспорт, 1966. - 344 с.

8. Бахмат, Г.В. Термодинамика и теплопередача. Курс лекций. Текст. / Г.В. Бахмат, Е.Н. Кабес, О.А. Степанов- Тюмень: ТюмГНГУ, 2000. 91 с.

9. Башта, Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы Текст. / Т.М. Башта и др. М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.

10. Ю.Борисов, А.А. Климатография Советского Союза Текст. / А.А. Борисов -Л.: ЛГУ, 1970.-311 с.

11. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей Текст. / Н.Б. Варгафтик М.: Наука, 1972. - 345 с.

12. Вашуркин, И.О. Обоснование параметров и методика конструирования системы утилизации тепла в приводе землеройной машины Текст.: дисс. . канд. тех. наук / Вашуркин Игорь Олегович С-Пб, 1993.

13. Вашуркин, И.О. Тепловая подготовка и пуск ДВС мобильных транспортных и строительных машин зимой Текст. / И.О. Вашуркин -Тюмень, ТюмГНГУ, 2001. 145 с.

14. Выгодский, М.Я. Справочник по элементарной математике Текст. / М.Я. Выгодский М.: изд-во Наука, 1984. - 416 стр. : илл.

15. Гейер, В.Г. Гидравлика и гидропривод Текст. / В.Г. Гейер, B.C. Дулин,

16. A.Н. Заря-М.: Недра, 1991.-331 с.

17. Герасимов, А.А. Новые обобщенные уравнения для расчета изобарной теплоемкости углеводородов на линии насыщения Текст. / А. А. Герасимов; Б. А. Григорьев, М. А. Кузнецов, и др. Теплофизика высок, температур. 2001., Т. 39, N 3. С. 460-470.

18. Герасимов, А.Т. Снижение выбросов вредных веществ с отработанными газами автомобилей с дизельными двигателями Текст. // канд. дисс. СП б, 1993., с. 190.

19. Гидраты солей как материалы для аккумуляторов скрытой тепловой энергии Текст. / ВЦП, № КН-12380. 18 с. - Пер. ст. Nauman R,, Emons I.I. из журн.: Deutsche Akademic der Wissenschaften.- Sitzung- sberichte.-1986.- *3. - P.31-44.

20. Гоберман, JI.A. Основы теории, расчета и проектирования строительных и дорожных машин Текст. / JI.A. Гоберман М. : Машиностроение, 1988.-464 с.

21. Гоберман, JI.A. Теория, конструкция и расчет строительных и дорожных машин Текст. / JI.A. Гоберман, К.В. Степанян, А.А. Яркин и др. М. : Машиностроение, 1979. - 407 с.

22. Горбунов, В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания Текст. /

23. B.В. Горбунов, Н.Н. Патрахальцев М., РУДН, 1998. - 214с.

24. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений Текст. М.: Изд-во стандартов. Июнь, 1986.

25. Грошев, А.И. Влияние теплопроводности стенки на процесс теплообмена при турбулентном течении газа в круглой трубе Текст. / А.И. Грошев и др. Обнинск: 1984. - 18 с.

26. Груданов, В.Я. Глушители с утилизацией теплоты отработавших газов Текст. / Автомобильная промышленность, 1987, п.5, с. 11-12.

27. Груданов, В.Я. Использование тепла отработавших газов Текст. / Автомобильный транспорт, 1987, п.2, с.37-38.

28. Груданов, В.Я. Математическое моделирование утилизации энергии отработавших газов ДВС / Двигателестроение, 1990, п.9, с.12-16.

29. Груданов, В.Я. Утилизаторы тепла отработавших газов Текст. / Автомобильная промышленность, 1986, п.7, с. 11-12.

30. Груданов, В.Я. Утилизация теплоты отработавших газов и экологические показатели ДВС Текст. / Двигателестроение, 1989, n.l 1, с.6-8.

31. Грушко, И.М. Основы научных исследований Текст. / И.М. Грушко, В.М.Сиденко // 3-е изд., перераб. и доп. Харьков: Высш. школа. Изд-во при Харьк. ун-те, 1983. - 224 е.: ил.

32. Гуревич, Д.Ф. Защитно-предохранительные устройства нефтегазового оборудования: Справочное оборудование Текст. / Д.Ф. Гуревич, О.Н. Шпаков, О.Н. Заринский JL: Недра, 1991. - 576с.: ил.

33. Гуреев, А.А. Автомобильные эксплуатационные материалы Текст. / А.А. Гуреев и др. М.: Транспорт, 1974. - 257 с.

34. Гутаревич, Ю.Ф. Снижение вредных выбросов автомобиля в эксплуатационных Текст. / Ю.Ф. Гутаревич Киев, Высшая школа, 1991.- 177 с.

35. Двигатели внутреннего сгорания и экология, редакционная статья //Двигателестроение, 1999, N2 с.43-44.

36. Диденко, A.M. Дизели ДВС: Справочник Текст. / Диденко A.M. и др -М.: Аграрпромиздат, 1990. 272 с.

37. Дизели. Справочник Текст. / Под ред. В.А.Ваншейдта и др. JL: Машиностроение, 1977. 480 с.

38. Дизели тракторные и комбайновые. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения Текст. ОСТ 23.1.441-76.

39. Дроздов, О.А. Климатология Текст. / О.А. Дроздов и др. JI. : Гидрометеоиздат, 1989 - 568 с.

40. Дьячко, Г.В. Экономическое обоснование в диссертации на соискание степени кандидата технических наук. Текст. / Г.В. Дьячко М.: 1994. — 204 с.

41. Ефимов, С.И. Двигатели внутреннего сгорания. Системы поршневых и комбинированных двигателей Текст. / С.И. Ефимов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др. М: «Машиностроение», 1985. — 456 с.

42. Железко, Б.Е. Термодинамика, теплопередача и двигатели внутреннего сгорания Текст. / Б.Е. Железко и др. Минск: Вышейшая школа, 1985. -271 с.

43. Захаров, Н.С. Моделирование процессов изменения качества автомобилей Текст. / Н.С. Захаров Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. — 127с.42.3ахаров, Н.С. Программа «REGRESS». Руководство пользователя Текст. / Н.С. Захаров Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. - 40с.

44. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Текст. / И.Е. Идельчик- М.: Машиностроение, 1992. 672 с.

45. Исаченко, В.П. Теплопередача Текст. / В.П. Исаченко М. : Энергоатомиздат, 1981.417 с.

46. Казачкова, К.К. Климатическая характеристика зоны освоения нефти и газа Тюменского севера. Текст. / Под ред. К.К. Казачковой. — JI. : Гидрометеоиздат, 1982. 200 с.

47. Карбанович, И.И. О применении низкозамерзающих охлаждающих жидкостей Текст./ Проблемы адаптивности автомобилей к суровым климатическим условиям Севера и Сибири (межвузовский тематический сборник) Тюмень: 1982. - С. 110-116.

48. Карепов, В.А. О повышении требований к строительной, дорожной и горной технике исполнения "XJI" Текст. / В.А. Карепов и др. СДМ, 1990, п. 8 - с.24-25.

49. Карнаухов, В.Н. Сбережение топливно-энергетических ресурсов при использовании автомобильного транспорта зимой Текст. / В.Н. Карнаухов М.:ОАО Издательство «Недра», 1998. - 180 е.: ил.

50. Карнаухов, Н.Н. Влияние внешних условий на эксплуатационную надежность машин Текст. / Н.Н. Карнаухов, Г.Г. Закирзаков // тез. докл. региональной НТК "Эксплуатация машин в суровых условиях". -Тюмень, 1989.-С. 135-139.

51. Карнаухов, Н.Н. Повышение приспособленности мобильных строительных машин к суровым условиям эксплуатации. Учебное пособие. Текст. / Н.Н. Карнаухов. Тюмень: ТюмИИ, 1993. - с. 223.

52. Карнаухов, Н.Н. Приспособление строительных машин к условиям Российского Севера и Сибири Текст. / Н.Н. Карнаухов М. : Недра, 1994.-с. 352.

53. Карнаухов, Н.Н. Рационализация использования энергетического потенциала строительной машины Текст. / Н.Н. Карнаухов //тез. докл. республиканской НТК "Актуальные проблемы механизации дорожного строительства" Спб. : СПБГТУ, 1992. - С.56-59.

54. Климат территории нефтегазовых месторождений на полуостровах Тазовский и Ямал (специализированный справочник). JI. : Гидрометеоиздат, 1991. - 220 с.

55. Конев, В.В. Утилизация тепла отработавших газов ДВС Текст. / Конев В.В. // тез. докл. межвуз. сб. науч. трудов «Приспособленность машин к суровым условиям эксплуатации». Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. - с.22.

56. Колчин, А.И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов Текст. / А.И. Колчин, В.П. Демидов 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2003. - 496 е.: ил.

57. Коровин, Н.Г. Исследование запуска дизельного двигателя при низкой температуре Текст. / Н.Г. Коровин, JI.C. Гринберг- Тюмень: Тюменский сельскохозяйственный институт, (депонирована во ВНИИТЭИагропром 21.09.1989 под N515 ВС89), 1989.-23 с .

58. Корякин, Ю.В. Чистые химические вещества Текст. / Ю.В. Корякин, И.И. Ангелов // Изд. 4-е. М.: Химия, 1974. - 282 с.

59. Костин, А.К. Работа дизелей в условиях эксплуатации Текст. / А.К. Костин и др. JL: Машиностроение, 1989. - 284 с.

60. Кох, П.И. Климат и надежность машин Текст. / Кох П.И. — М. : Машиностроение, 1981.- 175 с.

61. Кошкин, В.К. Нестационарный теплообмен Текст. / В.К. Кошкин и др.- М.: Машиностроение, 1973. 328 с.

62. Крамаренко, Г.В. Безгаражное хранение автомобилей при низких температурах Текст. / Г.В. Крамаренко, В.А. Николаев, А.И. Шаталов -М.: Транспорт, 1984. 323 с.

63. Крамской, В.Ф. Конструкция и основы расчета системы предпусковой тепловой подготовки привода землеройной машины (на примере бульдозера-рыхлителя ДЗ-117А) Текст.: дисс. канд. тех. наук / В.Ф. Крамской-Воронеж, 1996.- 143 с.

64. Краснощекое, Е.А. Задачи по теплопередаче Текст. / Е.А. Краснощеков- М.: Энергия, 1980. 288 с.

65. Крэйт, Ф. Основы теплопередачи Текст. / Ф. Крэйт и др.; пер.с англ. -М.: Мир, 1983.-512 с.

66. Кукис, B.C. Оценка возможности утилизации энергии отработавших газов ДВС Текст. / B.C. Кукис Двигателестроение, 1990, п. 10, с.3-5.

67. Кулинченко, В.Р. Справочник по теплообменным расчетам Текст. / В.Р. Кулинченко Киев: Техника, 1990. - 164 с.

68. Кутателадзе, С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Текст. / С.С. Кутателадзе М.: 1990. - 366 с.

69. Малов, Р.В. Автомобильный транспорт и окружающая среда Текст. / Р.В. Малов, В.И. Ерохов- М., Транспорт, 1982 200 с.

70. Маслов, В.В. Утилизация теплоты судовых дизелей Текст. / В.В. Маслов М.: Транспорт, 1990. 245 е.: ил.

71. Мухачев, Г.А. Термодинамика и теплопередача Текст. / Г.А. Мухачев и др. М.: Высшая школа, 1991. - 480 с.

72. Носов, С.В. Планирование эксперимента: Учебное пособие Текст. / С.В. Носов Липецк: ЛГТУ, 2003. - 85 с.

73. Овсянников, М.К. Теплотехника Текст. / М.К. Овсянников и др. СПб: Элмор, 1998.-206 с.

74. Панкратов, Г.П. Сборник задач по теплотехнике Текст. / Г.П. Панкратов Высшая школа, 1995. - 178 с.

75. Паровые и водогрейные котлы. СПб.: Издательство «Деан», 2000. -192 с.

76. Половнев, M.JI. Гидравлическая система пуска дизеля Текст. / Половнев M.JI. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1991.-№1.-С. 42-43.

77. Резник, Л.Г. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации Текст. / Л.Г. Резник, Г.М. Ромалис, С.Т. Чарков -М.: Транспорт, 1989. 127 с.

78. Самойлова, М.И. Приспособление гидропривода землеройных машин к условиям эксплуатации при низких температурах (на примере экскаватора ЭО-4121А) Текст.: дисс. . канд. техн. наук / М.И. Самойлова Воронеж, 1995.- 145 с.

79. Самойлова, М.И. Влияние условий эксплуатации на эффективность гидрофицированных машин. "Нефть и газ Западной Сибири" Текст. / М.И. Самойлова // Мат. регион, научн. -техн. конф. Тюмень, 1989. -С.123.

80. Самойлова, М.И. К вопросу совершенствования эксплуатации строительных машин в суровых климатических условиях. "Эксплуатация машин в суровых климатических условиях" Текст. / М.И. Самойлова, В.Ф. Крамской // Мат. респ. конф. — Тюмень, 1989. С.ЗО.

81. Системы жидкостного охлаждения автотракторных двигателей Текст. -М.: Машиностроение, 1966. 163 с.

82. Тверитнев, М. Чтобы дизель не дымил Текст. / М. Тверитнев // Автомобильный транспорт 1997 № 12 С.26.

83. Темников, А.В. Современные численные методы решения задач теплопроводности Текст. / А.В. Темников и др. Самара: 1993. — 94 с.

84. Физико-химические методы обезвреживания отработавших газов дизелей Текст. // Автомобильная промышленность №11, 1998.

85. Хапонина, Н.А. Правила безопасности паровых котлов Текст. / Под общ. ред. Н.А. Хапонина Горгостехтехнадзор России, 1996 г. - 325 е.: ил.

86. Харламов, А.Г. Тепловая изоляция Текст. / Харламов А.Г. и др. — М.: ИздАТ, 1998. 224 с.

87. Цой, П.В. Методы расчета задач тепломассопереноса Текст. / П.В. Цой -М.: Энергоатомиздат, 1984. 416 с.

88. Чеповский, М.Ф. Новые концепции в тепловом расчете современных двигателей внутреннего сгорания. Учебное подобие / М.Ф. Чеповский -Тюмень: ТюмГНГУ, 1994 116 с.

89. Чижков Ю.П. Исследование и разработка систем пуска с емкостными накопителями энергии для двигателей внутреннего сгорания / Отчет о НИР, ГР 01870008990. М.: Московский автомеханический институт (НАМИ), 1990.-71 с.

90. Чичиндаев, А.В. Оптимизация компактных пластинчато-ребристых теплообменников Текст. Часть 1. Теоретические основы: Учебное пособие / А.В. Чичиндаев Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. - 400 с.

91. Шульгин, В.В. Тепловые аккумуляторы транспортных средств Текст. / В.В. Шульгин СПб.: Издательство Политехи, ун-та, 2005. - 268 с.

92. Crede, H. Verfahren zur Entgiftung der Abgase und Nutzbarmachung der Abwaerme eines als Antrieb fuer eine Heizungs-Waermepumpenanlage benutzten Dieselmotors. Germany. Patent DE 2744615 В 3 Jan 1980.

93. Kobayashi, Y. Study of the power plant system for recovery of the main engine exhausted gas energy. Seibu Zosenkai Kaiho (Transactions of the West-Japan Society of Naval Architects) (4 Sep 1998) (no.96) p. 277-282.

94. Michels, T. High performance ejectocompression desalination unit steam fed by a heat recovery boiler using exhaust gases of a diesel generator/

95. Michels Т. & Murat F. Desalinations, 66 (1987) 69-74, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam 1987

96. Patent US 4593753 Exhaust gas liquid heating system for internal combustion engines. McConnell, P.J. Australia. 10 Jun 1986

97. Patent US 4667876 System for heating interior spaces of engine-driven vehicles. Negishi, S. Japan. 26 May 1987.

98. Yarkin, A. Die Moglichkeiten zur Nutzung der thermischen Energie von Auspuffgasen der Verbrennungsmotoren. Konferenz der Warmetechnik. Technische Universitat Bergakademie Freiberg, Deutschland, 2004.145