автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка рекомендаций по энергосбережению в системе циркуляционного подогрева мазута на основе численного моделирования теплопереноса в резервуарах

На правах рукописи

Такташев Рашид Нявмянович

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ Б СИСТЕМЕ ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ПОДОГРЕВА МАЗУТА НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В РЕЗЕРВУАРАХ

Специальность 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□316821Э

Москва - 2008

003168219

Работа выполнена на кафедре «Тепломассообменных процессов и установок» Московского энергетического института (технического университета)

Научный руководитель

кандидат технических наук, проф Ефимов Андрей Львович

Официальные оппоненты

доктор технических наук Вачагина Екатерина Константиновна

кандидат технических наук, доц Гашо Евгений Геннадьевич

Ведущая организация

Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)

Защита диссертации состоится "23" мая 2008 года в 17 часов 30 минут в аудитории Г-406 на заседании диссертационного совета Д 212 157 10 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу г Москва, ул Красноказарменная, дом 17

О' швы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу 1 11250, г Москва, ул Красноказарменная, дом 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета)

Автореферат разослан "22" апреля 2008 года

Ученый секретарь диссер гационного совета Д 212 15710 к т и, доц —; Попов С К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы.

Снижение энергозатрат при транспортировании мазута и его хранении в резервуарах котельных, ТЭС, хранилищах морских и речных портов является актуальной научной и практической задачей, требующей исследований тепло-переноса и гидродинамики при процессах разогрева Важность этой проблемы заключается в том, что затраты энергии на мазутное хозяйство достигают 50% всех затрат на собственные нужды предприятия

В этой связи, а так же принимая во внимание необходимость резервирования энергообеспечения, роль мазутного хозяйства, как системы хранения и подготовки мазута, очень велика

Струйные течения используются также для интенсификации процессов те-плопереноса во многих промышленных аппаратах, предназначенных для смешения сред с различными физическими свойствами Это обусловлено высокой эффективностью перемешивания, простотой и экономичностью

Существующие на данный момент инженерные методики, математические модели и методы расчета циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках мазутных хозяйств не соответствуют современной концепции энергосбережения и не позволяют с достаточной точностью определить затраты энергии и времени на нагрев больших объемов вязких жидкостей в резервуарах хранения Используемые методы расчета основаны на уравнении теплового баланса и не учитывают влияния многих режимных и геометрических факторов на процессы смешения Это делает актуальной задачу численного исследования теплопереноса при распространении ограниченной затопленной турбулентной струи вязкой жидкости в резервуаре

Развитие современной теоретической и прикладной механики жидкости и газов тесно связано с успехами теории вычислительной гидрогазодинамики За небольшой промежуток времени численные методы исследования тепломассо-переноса стали важной частью любого серьезного исследования В значительной мере это относится к одном}' из разделов теории свободного пограничного слоя - теории струйных течений вязкой жидкости Прикладное значение для многих инженерных задач имеет теория турбулентных струй, однако, ламинарный режим течения так же довольно часто встречается в повседневной жизни

Объект исследования.

Процессы теплопереноса в резервуарах хранения мазута при циркуляционном подогреве

Цель работы.

Разработка предложений по снижению затрат теплоты на разогрев мазута на основе моделирования и численного исследования процессов теплопереноса в резервуарах хранения систем циркуляционного подогрева

Задачи работы:

- выбор области рациональной реализации энергосберегающих рекомендаций в системе хранения мазута и выявление существующих проблем в методах расчета времени разогрева и потерь теплоты,

- обоснование выбора модели турбулентности, описывающей процессы теплопереноса при разогреве мазута при хранении в резервуарах большой емкости,

- проведение численных исследований процессов теплообмена и гидродинамики при различных режимах эксплуатации,

- изучение влияния геометрических и гидравлических параметров на процессы теплопереноса в резервуарах,

- развитие представлений о процессах теплопереноса при распространении ограниченной струи вязкой жидкости,

- разрабртка мероприятий по повышению энергоэффективности системы циркуляционного подогрева

Научная новизна:

- разработаны и исследованы пути повышения энергоэффективности системы циркуляционного подогрева,

- доказано, что к-е НеаилаЫе модель турбулентности показывает наиболее точные данные при исследовании теплопереноса в резервуарах хранения вязкой жидкости,

- впервые определено влияние геометрических и режимных факторов, таких как расположение коллектора, углы наклона подающих насадок, скорость истечения и массовый расход на время разогрева и затраты теплоты при циркуляционном разогреве на основе численного моделирования в трехмерной постановке,

- в результате проведенной экспериментальной работы показано, что при температурах выше 25°С мазут марки М100 можно рассматривать как ньютоновскую жидкость

Практическая ценность.

Выполненные исследования процессов теплопереноса в системе циркуляционного разогрева мазута позволяют

- определять затраты энергии и времени на разогрев хранимых жидкостей в зависимости от расположения и ориентации подающих насадок, скорости истечения и массового расхода,

- разработать рекомендации по энергосбережению при модернизации существующих и проектировании новых систем циркуляционного подо1рева

Достоверность

Приведенные в диссертационной работе научные данные и выводы базируются на проведенных численных и экспериментальных исследованиях, а

также на сопоставлении результатов исследования с результатами других авторов

Автор защищает.

- Результаты численных исследований процессов теплопереноса в резервуарах хранения мазута при распространении ограниченной затопленной турбулентной струи вязкой жидкости,

- рекомендации по снижению затрат энергии и времени для разогрева мазута в резервуарах хранения

Личное участие.

Основные результаты получены лично автором под руководством к т н, проф Ефимова А Л

Апробадия работы.

Основные положения работы, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на

- 12, 13, 14 -ой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Москва 2006 2007, 2008 гг,

- третьей всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов М МЭИ, 21 - 29 сентября 2006 г,

- ежегодных аспирантских семинарах кафедры ТМПУ (2007 - 2008 гг)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 работ

Объем работы.

Диссертация изложена на 184 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения Работа содержит 78 рисунков и 17 таблиц, 6 приложений, список использованных источников содержит 91 наименование

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, дается ее общая характеристика, определяются направления исследований, устанавливаются перспективы научного и практического значения решаемой задачи

В первой главе представлена характеристика систем подогрева мазута, проведен обзор литературы Приведен анализ источников по экспериментальному и численному моделированию процессов распространения затопленных струй вязких жидкостей в резервуарах, существующих системах циркуляционного подогрева, представлены результаты этих исследований

Обзор литературы показал, что расчет времени разогрева при циркуляционном подогреве мазута проводят по зависимости

Т М С hC М F ^

• с Gv+k F с М (t„-tt)-k F(tk-toc) ^ (1)

где М- масса мазута в резервуаре, GM - массовый расход мазута через насадки, к - коэффициент теплопередачи от мазута в окружающую среду, F - площадь поверхности резервуара, с - теплоемкость мазута, tx - вероятная температура хранения мазута, tex - температура мазута на входе в резервуар, toc- температура окружающей среды, tk - конечная температура нагрева мазута в резервуаре

Выражение (1) не учитывает такие важные влияющие параметры на процессы смешения, как скорость истечения теплоносителя, расположение и ориентация подающего коллектора и насадок

В главе поставлена цель и сформированы задачи исследования

Во второй главе рассмотрены основные модели турбулентности, представленные в численном пакете Fluent 6 3

Для верификации моделей турбулентности распространение ограниченной затопленной струи жидкости в резервуаре рассмотрено как совокупность простых течений, таких как обтекание пластины, свободная струя, импактная струя и струя, соударяющаяся с наклонной поверхностью Результаты расчетов приведены в таблице 1 и на рисунках 1-2

Таблица 1 - Результаты расчета турбулентного обтекания пластины

Определяемый параметр Эмпирические соотношения Fluent

к- s Standart A-sRNG k-e. Realizable k-<a SST

/ 2 3,023 2,872 2,778 2,778 2,358

0,0592 Re" 3,085 103 2,931 10"3 2,835 10"3 2,835 103 2,406 10"3

Nu = 0,0296 (ReL)usPr°'4i 3533 3030 3442 3441 2141

M x a = Nu — L 85,51 77,19 87,67 87,67 69,99

Результаты верификации моделей турбулентности показали, что к-в Realizable модель позволяет получить результаты, наиболее удовлетворительно совпадающие с известными результатами теоретических и экспериментальных исследований, что позволяет рекомендовать ее для численных расчетов процессов теплопереноса при исследовании сложных пространственных течений

Рисунок

1 tr»---------

Г 4«

! «;...... ......

' * f 1 2

j Е 0,6 -------------------щ

«V

О I

О 0,5 1 . 1,5 2 2,5 3 |

2/20,5 »Эксперимент К R=3S к R-50 j

Рисунок 2 - Безразмерный профиль скорости в струе, соударяющейся с плоской поверхностью, к-г Realizable модель турбулентности

Для распространения выбранной модели турбулентности на всю рассматриваемую область, для подтверждения того, что при температурах выше 25°С мазут марки М100 можно рассматривать как ньютоновскую жидкость, проведен эксперимент, в котором получены зависимости вязкости от температуры и от скорости сдвига. В качестве вискозиметра использовался Вискотестер УТ550, работа которого основана на принципе Серле, когда задается скорость вращения ротора и измеряется сопротивление образца деформации. Постоянное значение вязкости при различных скоростях сдвига дает возможность рассматривать мазут марки М100 как ньютоновскую жидкость при температурах выше 25°С.

40 35

30

I °

1525 -1 С. 1

£§20 г

И«-'-

§ 5 1 £ •е -е-

■& ю

щ

5 1---Ль4ЬАМ:ЛАА-МА-МгАШ Ш Ш МА ЩМ-

10

12

0 2 4 6 8

Скорость сдвига, 1/с «Т»мл«ра1ур»1$С ■ТмимдолмЯС АТе«пере1у{»ЗХС

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента вязкости от скорости сдвига

В третьей главе описана физическая модель циркуляционного подогрева, изложены основные теплофизические свойства мазутов, особенности их хранения

Алгоритм расчета основывался на конечно-объемном методе решения ос-редненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, замкнутых с помощью уравнений моделей турбулентности

Теплофизические параметры определяются по следующим известным выражениям

р(Г) = 985-0,528 (г-20), (2)

= 0,14-0,00021 (¿-20), (3)

с(Г) = 1738 + 2,5 (4)

К^) = [ехр10(ехр,0(9,855-3,745 ^(Г + 273))) - 0,8] 10" (5)

При постановке задачи приняты следующие допущения

- уровень мазута в резервуаре в процессе подогрева не изменяется,

- вчияние внутренних строительных конструкций резервуара и подающего коллектора на гидродинамику потока не учитывается

Начальные условия имеют вид

м = у = м/ = 0, Т=То

Граничные условия

1 На выходе из насадки задана скорость и„, нормальная к площади выходного сечения насадки Температура греющего мазута Т=Т1

2 Боковая поверхность резервуара В качестве гидродинамических граничных условий задаются условия прилипания и = V = м> = 0 Температура на внутренней поверхности стенки резервуара определяется на основе решения сопряженной задачи мазут - тепловая изоляция - охружающая среда При этом

в качестве определяющей температуры задается температура наиболее холодного периода соответствующего региона

3 Боковая стенка насадок В качестве гидродинамических граничных условий задаются условия прилипания' и = V = - 0 Температура поверхности принимается равной температуре горячего мазута Т - Т;

4 Боковая поверхность отводящего канала. В качестве гидродинамических граничных условий задаются условия прилипания и = V = м> = 0 Принимается условие теплоизолированной стенки

5 Днище резервуара В качестве гидродинамических граничных условий задаются условия прилипания и = у = уе = О В качестве определяющей температуры задается температура на соответствующей глубине расположения днища резервуара

6 Свободная поверхность мазута Задаются мягкие условия по скорости и» = 0, ди/дх = 0, &1>/ду = 0 Температура на внутренней поверхности стенки резервуара определяется на основе решения сопряженной задачи мазут - тепловая изоляция - окружающая среда При этом в качестве определяющей температуры задается температура наиболее холодного пфиода соответствующего региона

7 Отводящий канал Заданы температурные условия 377 6х = 0, дТ/ду = 0, дТ/дг = 0 Гидродинамические условия 8и/8х = 0, 3у/£у = 0, дп!дг = О

На рисунке 4 представлена схема расчетной области резервуара

/

Рисунок 4 - Схема расчетной области 1 - тепловая изоляция, 2 - жидкость, 3 - земляная подушка

В четвертой главе представлены результаты численного моделирования циркуляционного разогрева мазута в резервуарах РВС-3000, РВС-5000, РВС-10000, емкостью 3000 м3, 5000 м3, 10000 м3 соответственно, с расположением коллектора в центральной части бака

Принципиальная схема резервуара и ориентации подающих насадок приведена на рисунке 5.

а) б)

Рисунок 5 - Схема резервуара РВС-3000 (а) и расположения подающих насадок на коллекторе (б): 1 - подающий коллектор; 2 - подающие насадки

Расчет проводился на компьютере на базе процессора Intel Xeon, 12 Гб DDR. P. качестве программного продукта обеспечения вычислений использовался лицензионный пакет Fluent 6.3, операционной системы - Windows ХР 64 Edition.

Наземный резервуар РВС-3000 установлен в Московском регионе. Диаметр резервуара у основания D = 18,98 м (диаметр резервуара РВС-5000 составляет 23,85 м, РВС-10000 - 33,75 м). Высота #= 11,82м. Толщина стенки 6т = 0.008 м. Расчетная температура окружающей среды (атмосферного воздуха) принята равной - 28 °С. Резервуар имеет изоляцию из минеральной ваты, толщиной ôu3 = 0,07 м \Хт - 0,07 Вт/(м2-°С)), толщина стенки крыши £>„,,=0,008 м.

Резервуар имеет 39 насадок с диаметрами выходного сечения d — 0,015м. Наклон насадок относительно горизонтальных и вертикальных плоскостей составляет 10°. Диаметр подающего коллектора DK ~ 4,5 м, высота расположения над днищем резервуара - 0,3 м.

Для исследуемого класса задач в качестве определяющих параметров работы установки циркуляционного подогрева согласно рекомендациям использованы значения среднеобъемных скоростей и температур, удельных и общих потерь теплоты в единицу времени, температуры в различных точках резервуара.

Для вычисления среднеобъемных значений использовано выражение

(5)

где ф: объеме

V ^ Vtï

вычисляемый параметр, например, температура, в i-ом контрольном

Определение величины потерь теплоты через поверхности произведено на основании выражения

д, = |б(т)Л. (6)

т

При решении нестационарной задачи массовый расход через подающие насадки составлял 22,55 кг/с (скорость истечения 7 м/с) и 9,66 кг/с (3 м/с) и 3,22 кг/с (1 м/с), начальная температура мазута в резервуаре -323 К, температура греющего мазута 373 К. Целью исследования на данном этапе являлось:

- определение времени разогрева и сравнение численно полученных результатов с данными выражения (1);

- получение значений потерь теплоты через ограждающие поверхности резервуара;

- изучение распределения температуры мазута по объему резервуара, изменения среднеобъемной скорости и температуры в процессе разогрева.

На рисунке 6 видно, как струи мазута, вытекающие из насадок, соударяются с боковой стенкой резервуара. В результате дальнобойность струи ограничивается, эффективность подсасывания жидкости из объема снижается, что отрицательно сказывается на процессе разогрева мазута. При соударении струи о стенку локальный коэффициент теплоотдачи мазут-стенка возрастает, что приводит к увеличению тепловых потерь.

а) б)

Рисунок 6 - Векторное поле скоростей в резервуаре при центральном расположении подающего коллектора: а) г = 0,2 м; б) г = 3,0 м.

На рисунке 7 представлено изменение среднеобъемной температуры и скорости в процессе разогрева при различных скоростях истечения греющего мазута из насадок. Наибольший темп подогрева, как и следовало ожидать, наблю-

дается при массовом расходе 22,55 кг/с Изменение среднеобъемных скоростей показывает, что при массовом расходе 3,22 кг/с за 120 часов среднемассовая скорость составляет около 0,0015 м/с, температура увеличивается всего на 13 К, на основании чего можно предположить, что разогрев идет в основном за счет теплопроводности

а; б)

Рисунок 7 - Изменение среднеобъемной температуры (а) и скорости (б) в процессе подогрева

Потери теплоты в единицу времени через ограждающие поверхности при различных скоростях истечения представлены на рисунке 8

О 20 40 60 80 МО 120 140

Время, Ч

Скорое!» истечении, ——1м/с 3 м/с — — чм/е

Рисунок 8 - Потери теплоты в единицу времени через ограждающие поверхности при различных скоростях истечения

Численные исследования показывают, что температура вблизи днища ниже, чем во всей области резервуара Перепад температур составляет 5 - 12°С, что является очень существенной величиной Это объясняется тем, что днище резервуара не изолировано

В пятой главе проанализированы основные факторы, влияющие на процесс разогрева мазута, в качестве которых выбрано расположение подающего коллектора, углы наклона насадок, величина массового расхода и скорость истечения греющего мазута.

Результаты численного исследования показали, что расположение коллектора возле боковой стенки к увеличению темпа разогрева не приводит. Однако среднеобьемная скорость увеличивается практически вдвое, что снижает вероятность образования осадка (см. рисунок 9).

О 25 50 75 100 12S 150 Время, ч

• Модернизированная (*ема подачи —Классическая схема подачи

0,01 0,009 £ 0,008 о а . от § 0,006 | 0,005 f 0.004 £ 0,003 | 0,002 О. 0,001

0 25 50 75 100 125 150 175 Время, ч

—Классическая схема подачи ••«•« Модернизированная схема подачи

а) б)

Рисунок 9 - Изменение среднеобъемной температуры (а) и скорости (б) в процессе подогрева

Угол наклона подающих насадок значительно влияет на скорость разогрева - при увеличении угла наклона время разогрева увеличивается. Этот эффект объясняется соударением струи о днище и последующими повышенными потерями теплоты (см1£исунок^10)._______________

Рисунок 10 - Изменение среднеобъемной температуры при различных углах наклона подающих насадок и массовых расходах: а) массовый расход 9,66 кг/с (скорость истечения 3 м/с); б) массовый расход 22,55 кг/с (7 м/с)

Важной характеристикой системы циркуляционного подогрева мазута является время разогрева до заданной температуры. В используемой на практике зависимости для расчета этой величины неучтено влияние скорости истечения при сохранении массового расхода. Для изучения влияния скорости истечения проведены численные исследования разогрева мазута при одинаковом массовом расходе при различных диаметрах подающих насадок, вследствие изменения площади поперечного сечения которых. Результаты представлены на рисунке 11.

320 ■ ------ ----------------------------- i 320

О 50 100 150 200 250 300 350 Г 0 20 40 00 80 100

Время, ч ( Время, ч

Диаметр лздмещ!« наездок;......15мм 20 мм —— зсмм | Диалятрлсдающкк насади« —....15мм —— 20мм — ДОмч

а) .............."" б)

Рисунок 11 - Изменение среднеобъемной температуры мазута в резервуаре при различных скоростях истечения: а) массовый расход 9,66 кг/с; б) массовый расход 22,55 кг/с

Интегрированием по (6) на основании аппроксимации полученных данных произведена оценка затрат теплоты за время разогрева мазута до определенной температуры. Как видно из результатов расчета, представленных в таблицах 2 -3, при увеличении скорости истечения величина потерь теплоты в единицу времени возрастает, даже при одинаковых массовых расходах. На этом основании можно предположить, что при истечении струя соударяется с днищем и боковой поверхностью резервуара, тем самым увеличивая потери.

Этот вывод подтверждается результатами компьютерной визуализации полей скоростей в объеме резервуара (см. рисунок 6).

На рисунке 12 приведено сравнение данных, полученных численным путем и на основе итерационных расчетов. При малых скоростях истечения и массовых расходах различия минимальны. Это определяется тем, что соударение струй с ограждающими поверхностями относительно мало. При увеличении массового расхода возрастает площадь растекания струи по поверхностям, что увеличивает коэффициент теплопередачи. Рост коэффициента теплопередачи при увеличении температуры происходит вследствие снижения вязкости и увеличения среднеобъемной скорости мазута. Разница между величинами коэффициента теплопередачи, рассчитанными двумя способами, достигает 12%.

Таблица 2 — Результаты численного исследования разогрева мазута марки М100 в резервуаре РВС-3000

Массовый расход О, кг/с

Скорость истечения IV, м/с

Не

Время разогрева, ч

Удельные потери при Т=350 К я, кВт/м2

Днище

Боковая поверхность

Крыша

Мгновенные потери теплоты при Т=350 К, кВт

Средне-объемная скорость, м/с

Потери теплоты за время разогрева, ГДж

Примечание

РВС-3000

3,22

320

128

0,071

0,035

0,033

49,495

0,0025

28,7

9,66

0,75

480

82,3

0,079

0,0384

0,0377

52,824

0,0033

13,45

9,66

1,69

720

110

0,0814

0,0401

0,0385

57,902

0,004

17,99

9,66

980

109

0,0796

0,0397

0,0386

54,347

0,006

17,07

9,66

980

118

0,0882

0,0413

0,039

60,686

0,0058

19,9

Угол наклона насадок 15°

22,55

1,75

1130

44,5

0,086

0,0418

0,0401

60,673

0,0068

7,51

22,55

3,94

1700

44,6

0,0866

0,0424

0,0408

61,399

0,0106

7,58

22,55

2260

44

0,0829

0,043

0,0407

60,680

0,0153

7,42

22,55

ш:

40,09 64,42 90,2

2260

2150 ЗОЮ 3220 4510

46,5

25,3 16,5 12

0,0903

~0,091 0,0986 0,112 0,121

0,043

0,0495 0,0532 0,0524

0,0404

0,041" 0,0483 0,052 0,0511

62,692

64,254~ 71,161 78,214 80,032

0,0153

0,014 0,022 0,021 0,0264

8,01

6,23 5,54" 4,31 3,44

Угол наклона насадок 15°

Таблица 3 - Результаты численного исследования разогрева мазута марки М100 в резервуаре РВС-5000, РВС-10000

Массовый расход в, кг/с Скорость истечения М1, м/с Не Время разогрева, ч Удельные потери при Т~350 К д, кВт/м Мгновенные потери теплоты при Т-350 К, кВт Средне-объемная скорость, м/с Потери теплоты за время разогрева, ГДж Примечание

Днище Боковая поверхность Крыша

РВС-5000

17,18 1,33 860 91 0,079 0,041 0,0406 84,976 0,0058 23,75

17,18 3 1290 118,5 0,0832 0,0412 - 0,0395 86,528 0,0065 31,27

28,63 5 2150 71,5 0,0902 0,0436 0,0395 91,502 0,124 19,49

38,66 3 1940 44,2 0,0938 0,0448 0,0436 95,888 0,0078 12,4

40,09 3,11 2010 40,8 0,0941 0,0449 0,0438 96,190 0,0187 11,46

40,09 7 ЗОЮ 54,3 0,099 0,0454 0,0432 98,511 0,0187 16,49

64,43 5 3220 25 0,102 0,0513 0,0504 107,569 0,13 7,94

90,2 7 4510 19,4 0,133 0,056 0,0548 127,117 0,0142 7,49

РВС-10000

17,18 1,33 1290 139 0,062 0,024 0,022 100,888 0,0032 65,04

17,18 3 860 117,5 0,059 0,0374 0,0368 126,863 0,0047 43,78

28,63 5 2150 124,4 0,089 0,044 0,043 166,759 0,014 55,08

38,66 3 1940 85,2 0,0834 0,0256 0,0251 125,790 0,0094 31,59

40,09 3,11 2010 83,3 0,0819 0,0242 0,0239 121,845 0,0093 30,29

40,09 7 ЗОЮ 81,6 0,094 0,0452 0,0443 173,757 0,0164 36,03

64,42 5 3220 52 0,093 0,026 0,025 134,838 0,017 18,52

90,2 7 4510 37 0,0906 0,0302 0,029 140,774 0,0238 13,65

[ л 0,54

——Расчетпо методике'1] 16.67«г/с — • -Диаметр насадок 15 мм 3 м/с 9,66 кг/с — — Диаметр насадок 15 мм 7 м/с 2.2,55 кг/с •»--•Диаметр часадок 20мм 3,94м/с 22,55кг/с ' ....... Диаметр насадок 30 мм 1,75 м/с 22,55 кг/с •

¡Рисунок 12 - Результаты численного и итерационного расчетов

Анализ и обобщение результатов численных исследований позволили получить зависимости вида:

т/то = ^Яе; Аг; Рг; 9), (7)

где То - время разогрева мазута, рассчитанное по общепринятой формуле (1), Яе - число Рейнольдса, рассчитанное по параметрам истечения, Аг - число Архимеда, Рг - число Прандтля, 9 - угол наклона подающих насадок относительно днища.

Влияние чисел Аг и Рг, связанных однозначной функциональной зависимостью, не превысило 5%. При массовом расходе греющего мазута

9,66 кг/с, зависимость (7) имеет вид:

т/то= ("4,-1' 10"611е2 + 0,0068Ле - 1,116) ехр(0,08зш9); (8)

при Си= 17,18 кг/с:

т/То -- (-2,05-10"7Яе2 + 0,0001Ие + 0,89) ехр(0,08вт8); (9)

при См = 22,55 кг/с:

Т/То = (-3,07-10"6 Ле2 + 0,007Ле - 2,949) ехр(0,08зш9). (10)

Установлено так же, что зависимости т/т0 = Г(Ле), представленные на рисунке 13, для каждого из исследованных расходов греющего мазута имеют максимумы Ле = Ле', что объясняется взаимоисключающим действием двух факторов - улучшением перемешивания мазута в резервуаре и увеличением мгновенных потерь теплоты через ограждающие поверхности вследствие интенсификации передачи теплоты через них.

Смысл Ле' заключается в том, что при данном числе Рейнольдса время разогрева максимально; увеличение или уменьшение скорости истечения при данном массовом расходе обеспечит больший темп разогрева.

2,5000

2,0000

| |

1,5000

О р

1,0000

I

0,5000

1

0,0000

о

Рисунок 13 - Зависимость т/ то от числа Рейнольдса при 9=10°

2500

| I

¡! 2000

I

! 1500

! 'ш а.

| мое

1

! 500

I

о

о ю го зо ад 50

| Массовый расход, кг/с

Рисунок 14 - Зависимость Не' от массового расхода при 0=10°

Проведенные исследования процессов тештопереиоса в резервуарах хранения мазута позволяют разработать рекомендации по снижению затрат теплоты в системе циркуляционного подогрева, в качестве которых могут быть предложены:

1. Улучшение тепловой изоляции днища резервуара, удельные мгновенные потери теплоты С](т) через которые достигают 40% и более суммарных потерь.

2. Уменьшение угла наклона подающих насадок относительно днища для создания неподвижного слоя мазута в придонной части резервуара, выполняющего роль теплоизоляции.

3. Определение наилучшего режима работы системы циркуляционного подогрева на основании выбора скорости истечения греющего мазута.

Для оценю; эффекта предложенных энергосберегающих мероприятий проведен технико-экономический анализ рационального режима разогрева в зависимости от расположения и ориентации подающих насадок, скорости ис-

течения теплоносителя Возможный эффект при уменьшении угла наклона подающих насадок от 15° до 0° составит 0,024 Гкал/год на тонну разогреваемого мазута Годовая экономия при выборе рациональной скорости истечения при сохранении массового расхода в рассматриваемой отрасли составит ~3,3 тыс тут или порядка 16 млн руб

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Выполненные исследования показали, что существенное влияние на время разогрева мазута и потери теплоты через ограждающие поверхности, кроме факторов, учитываемых при его расчете по общепринятой формуле (1), оказывают скорость истечения из подающих насадок и угол их наклона относительно днища Влияние таких факторов, как числа Аг и Рг в исследованном диапазоне параметров не превышает 5%

2 Установлено, что заметное снижение времени разогрева и увеличение интегральных (за время разогрева от 323 К до 350 К) потерь теплоты через ограждающие поверхности имеет место при расходах греющего мазута 9,66 кг'с и более Так в резервуаре РВС-3000 при увеличении расхода греющего мазута GM с 9,66 кг/с до 90,2 кг/с и скорости его истечения w с 0,75 м/с до 7 м/с, потери теплоты Q, снижаются с 17,99 до 3,44 ГДж Для PBC-500Q при GM = 17,18 -90,2 кг/с и w = 1,33 - 7 м/с QT= 31,27 7 7,49 ГДж, РВС-10000 при GM =17,18 -90,2 кг/с и w = 1,33 - 7 м/с Qt= 45,04 - 13,65 ГДж

3. Установлено, что зависимости т/то = f(Re) при фиксированном угле наклона подающих насадок 8 для каждого из исследованных расходов греющего мазута имеют максимумы, что объясняется взаимоисключающим действием двух факторов - улучшением перемешивания мазута в резервуаре и увеличением мгновенных потерь теплоты через ограждающие поверхности вследствие интенсификации передачи теплоты через них То есть имеется дополнительная возможность воздействия на теплопотребление системы подогрева

4 Результаты верификации моделей турбулентности показали, что к-г Realizable модель позволяет получить результаты, наиболее удовлетворительно совпадающие с известными результатами теоретических и экспериментальных исследований в среднем, что позволяет рекомендовать ее для численных расчетов процессов при исследовании пространственных течений

5 Различия результатов исследования с результатами расчетов по общепринятой методике достигают 40% для времени разогрева, 23% - для потерь теплоты в единицу времени, 12% - для коэффициента теплопередачи через ограждающие поверхности

6 В результате экспериментального исследования зависимости вязкости мазута от температуры и скорости сдвига показано, что мазут марки Ml 00 можно рассматривать как ньютоновскую жидкость при температурах выше 25°С, т е во всем практически реализуемом диапазоне температур системы хранения мазута

/

7 Исследование процессов разогрева показало, что наибольшие удельные потери теплоты в единицу времени q(т) имеют место через днище резервуара, которые достигают 40% и более суммарных потерь

Список публикаций

1. ' Ефимов А.Л., Такташев Р.Н. Результаты численных расчетов процессов разогрева мазута в резервуарах большой емкости // Энергосбережение и водоподготовка. 2008. - №2 - с. 72 - 73.

2 Ефимов АЛ, Такташев РН Использование методов вычислительной гидродинамики в области промышленной энергетики // Энерго- и ресурсосбережение Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых 17 - 21 декабря 2007 г Екатеринбург ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2007, -с 209-211

3 Назмеев Ю Г, Такташев РНК вопросу об исследовании затопленных ламинарных струй мазута в резервуарах большой емкости // Двенадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл В 3-х г -М МЭИ,2006 Т2 -с433

4 Ефимов А Л, Такташев Р Н Исследование гидродинамики и теп-лопереноса в установках циркуляционного подогрева резервуаров большой емкости // Тринадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл ВЗ-хт -М МЭИ,2007 Т2 -с460-461.

5 Ефимов А Л, Овчинников Е В , Такташев Р Н Результаты исследования циркуляционного (струйного) разогрева вязких топлив в резервуарах большой емкости // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл ВЗ-хт -М МЭИ,2008 Т2 -с365-366

6 Такташев Р Н, Такташев РНК задаче верификации результатов численного моделирования сопряженных задач теплообмена в каналах // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Тез докл В 3-х т -М МЭИ,2008 Т2 -с364

Подписано в печать Зак. ^ Тир. /Б .л,

Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

Условные обозначения.

Введение.

1 Состояние вопроса о струйном течении.

1.1 Описание систем подогрева мазута

1.2 Теоретические и экспериментальные результаты исследований струй.

1.3 Экспериментальные и численные исследования процессов переноса при струйном течении вязкой жидкости в резервуарах.

2 Апробация моделей турбулентности.

2.1 Обзор моделей турбулентности.

2.1.1 Способы представления уравнений Навье-Стокса.

2.1.2 Стандартная к-е модель турбулентности.

2.1.3 «Realizable» к-г модель турбулентности.

2.1.4 «RNG» к-в модель турбулентности.

2.1.5 к- со модель турбулентности.

2.2 Сравнение моделей турбулентности. Верификация 41 моделей.

2.3 Экспериментальное определение коэффициента вязкости мазута марки Ml00.

2.3.1 Описание проведения эксперимента.

2.3.2 Обработка экспериментальных данных.

3 Описание математической модели процесса теплопереноса в резервуаре.

3.1 Цели и задачи численного моделирования.

3.2 Состав мазутов.

3.3 Теплофизические свойства мазута.

3.4 Описание математической модели.

3.5 Методика построение расчетной сетки.

4 Результаты численного моделирования.

4.1 Постановка задачи численного моделирования.

4.2 Результаты численного моделирования в резервуарах при центральном расположении подающего коллектора

4.2.1 Численное исследование стационарной задачи разогрева вязкой жидкости в резервуаре. ^^

4.2.2 Численное исследование нестационарной задачи разогрева вязкой жидкости в резервуаре.

5 Исследование процессов теплопереноса в резервуарах при различных теплогидравлических условиях и расположениях коллектора и насадок.

5.1 Анализ влияющих факторов на процесс разогрева 97 мазута в резервуаре.

5.2 Численное исследование разогрева топлива в резервуаре при расположении подающего коллектора возле боковой стенки.

5.3 Изучение влияния на процесс разогрева угла наклона подающих насадок.

5.4 Исследование влияния скорости истечения.

5.5 Анализ результатов численного исследования.

5.6 Экономический анализ.

Выводы.

Снижение энергозатрат при транспортировании мазута и его хранении в резервуарах котельных, ТЭС, хранилищах морских и речных портов является актуальной научной и практической задачей, требующей исследований тепло-переноса и гидродинамики процессов разогрева. Расход энергии на собственные нужды является одним из наиболее важных показателей функционирования котельных промышленных предприятий, электростанций. До 50% расхода энергии электростанции на собственные нужды приходится на мазутное хозяйство [1]. Такой большой процент расхода объясняется требованиями действующей нормативной документации (СНиП «Котельные установки», приказ №269 от 4 октября 2005 г. [2, 3]), согласно которым запас резервного топлива должен быть равен пятнадцатисуточному потреблению при работе на номинальной мощности.

Свыше 30% добываемой нефти в процессе ее переработки переходит в топочный мазут, основными потребителями которого являются электростанции и котельные. Прогноз Института систем энергетики СО РАН устанавливает вероятный уровень годового потребления мазута в количестве 30 млн. т.у.т. [4]. Экспорт мазута, согласно [5], за 11 месяцев 2007 г. составил 50,7 млн. т. (16,1 млрд. долл. США), занимая пятое место в строке доходов нашей страны.

В этой связи, а так же принимая во внимание необходимость резервирования энергообеспечения, роль мазутного хозяйства, как системы хранения и подготовки жидкого топлива, очень велика.

Система циркуляционного подогрева мазутного хозяйства представляет собой сложный комплекс трубопроводов, оборудования и сооружений, требующий крупных капиталовложений при строительстве и потребляющий значительную часть энергетических ресурсов собственных нужд предприятия в процессе эксплуатации.

Циркуляционный подогрев мазута используется и при сливе из железнодорожных цистерн, морских танкеров. Данная технология также давно известна, описана [1] и принципиально совпадает с разогревом в резервуарах хранения топлива. Достоинством схемы является довольно быстрый разогрев содержимого цистерны, быстрый слив, при этом обводненность мазута не меняется.

Широкое применение циркуляционного движения жидкости совместно с затопленными струями нашло в химической промышленности. Это определено, в первую очередь, более высокими требованиями к гомогенизации продуктов, высокой эффективностью перемешивания, простотой и экономичностью. Гомогенизация в сосуде может быть достигнута путем создания циркуляции содержащейся в нем жидкости, сопровождающееся возникновением локальных зон турбулентного течения. Как и в циркуляционном подогреве топлива, в большинстве случаев нагретая жидкость, подаваемая в резервуар, разогревается в выносном подогревателе [1].

Циркуляция в сосуде при простом перекачивании не нашла широкого применения в химической промышленности и используется в самых простых аппаратах [6].

Кроме целей подогрева, затопленные струи используются для размыва донных отложений в резервуарах хранения. Расчетный срок резервирования мазута составляет порядка 8-12 месяцев, а фактическая длительность хранения резервного топлива составляет несколько лет [7].

Увеличение расхода мазута в топливно-энергетическом балансе страны предусматривает строительство новых емкостей для его хранения. При этом чрезвычайно важно строительство таких резервуаров, которые сочетали бы не только низкие капитальные затраты при возведении и высокую надежность в эксплуатации, но и отвечали требованиям современной концепции энергосбережения.

Существующие на данный момент инженерные методики, математические модели и методы расчета систем циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках мазутных хозяйств не соответствуют современной концепции энергосбережения и не позволяют с достаточной точностью расчетным путем определять затраты энергии, времени разогрева больших объемов вязких жидкостей в резервуарах хранения, оценить влияние на процессы смешения геометрических и режимных факторов, таких как расположение подающих насадок, их ориентация, скорость истечения теплоносителя. Это делает актуальной задачу численного исследования теплопереноса и гидродинамики при распространении турбулентной струи вязкой жидкости в резервуаре.

Развитие современной теоретической и прикладной механики жидкости и газов тесно связано с успехами теории вычислительной гидрогазодинамики. За небольшой промежуток времени численные методы исследования тепломассо-переноса стали важной частью любого серьезного исследования в области гидрогазодинамики. В значительной мере это относится к одному из разделов теории свободного пограничного слоя - теории струйных течений вязкой жидкости.

Рост вычислительных мощностей персональных компьютеров и улучшение пользовательского интерфейса прикладных программ численной реализации процессов теплообмена в последнее время дали возможность рассматривать задачи, изучение которых в недавнее время являлось затруднительным. В настоящее время вычислительная гидродинамика используется для изучения не только простых течений, но и сложных пространственных, протекающих во многих промышленных аппаратах.

Сложность проведения экспериментального исследования процессов разогрева с использованием циркуляционного подогрева объясняют малую базу данных, имеющихся в настоящее время по данной тематике. Использование численного моделирования позволяет определить влияние практически всех факторов. На основании полученных результатов возможно исследование и анализ различных режимов работы системы циркуляционного подогрева и дальнейшая разработка направлений по повышению энергоэффективности и мероприятий по энергосбережению.

В работе проведено численное исследование процесса разогрева при распространении ограниченной затопленной струи высоковязкой нагретой жидкости в резервуарах большой емкости, изучено влияние таких параметров, как расположение коллектора, углы наклона подающих насадок, скорость истечения и массовый расход на тепловую и гидравлическую эффективность процесса циркуляционного подогрева.

Объект исследования:

Процессы теплопереноса в резервуарах хранения мазута при циркуляционном подогреве.

Цель работы:

Разработка предложений по снижению затрат теплоты на разогрев мазута на основе моделирования и численного исследования процессов теплопереноса в резервуарах хранения систем циркуляционного подогрева.

Задачи работы:

- выбор области рациональной реализации энергосберегающих рекомендаций в системе хранения мазута и выявление существующих проблем в методах расчета времени разогрева и потерь теплоты;

- обоснование выбора модели турбулентности, описывающей процессы теплопереноса при разогреве мазута при хранении в резервуарах большой емкости;

- проведение численных исследований процессов теплообмена и гидродинамики при различных режимах эксплуатации;

- изучение влияния геометрических и гидравлических параметров на процессы теплопереноса в резервуарах;

- развитие представлений о процессах теплопереноса при распространении ограниченной струи вязкой жидкости;

- разработка мероприятий по повышению энергоэффективности системы циркуляционного подогрева.

Научная новизна:

- разработаны и исследованы пути повышения энергоэффективности системы циркуляционного подогрева;

- доказано, что к-г Realizable модель турбулентности позволяет получить наиболее точные данные при исследовании теплопереноса в резервуарах хранения вязкой жидкости;

- впервые для высоковязкой жидкости существенно зависящей от температуры определено влияние геометрических и режимных факторов, таких как расположение коллектора, углы наклона подающих насадок, скорость истечения и массовый расход на время разогрева и затраты теплоты при циркуляционном разогреве на основе численного моделирования в трехмерной постановке;

- в результате проведенной экспериментальной работы показано, что при температурах выше 25°С мазут марки Ml00 можно рассматривать как ньютоновскую жидкость.

Практическая ценность:

Выполненные исследования процессов теплопереноса в системе циркуляционного разогрева мазута позволяют:

- определять затраты энергии и времени на разогрев хранимых жидкостей в зависимости от расположения и ориентации подающих насадок, скорости истечения и массового расхода;

- разработать рекомендации по энергосбережению при модернизации существующих и проектировании новых систем циркуляционного подогрева.

Достоверность.

Приведенные в диссертационной работе результаты и выводы базируются на проведенных численных и экспериментальных исследованиях, а также на сопоставлении результатов исследования с результатами других авторов.

Апробация работы.

Основные положения работы, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на:

- 12, 13, 14 -ой Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Москва 2006, 2007, 2008 гг.;

- Третьей всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов. М.: МЭИ, 21-29 сентября 2006 г.;

- ежегодных аспирантских семинарах кафедры ТМПУ (2007 - 2008 гг.).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих опубликованных работах:

Ефимов A.JL, Такташев Р.Н. Результаты численных расчетов процессов разогрева мазута в резервуарах большой емкости // Энергосбережение и водоподготовка. 2008. - №2 - С. 72 - 73.

2. Ефимов А.Л., Такташев Р.Н. Использование методов вычислительной гидродинамики в области промышленной энергетики // Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых. 17-21 декабря 2007 г. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ, 2007. С.209 -211.

3. Назмеев Ю.Г., Такташев Р.Н. К вопросу об исследовании затопленных ламинарных струй мазута в резервуарах большой емкости // Двенадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2006. Т.2. — с.433.

4. Ефимов A.JL, Такташев Р.Н. Исследование гидродинамики и тепло-переноса в установках циркуляционного подогрева резервуаров большой емкости // Тринадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2007. Т.2. - с.460 - 461.

5. Ефимов A.JI., Овчинников Е.В., Такташев Р.Н. Результаты исследования циркуляционного (струйного) разогрева вязких топлив в резервуарах большой емкости // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. - М.: МЭИ, 2008. Т.2. - с.365 - 366.

6. Такташев Р.Н., Такташев Р.Н. К задаче верификации результатов численного моделирования сопряженных задач теплообмена в каналах // Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. В 3-х т. -М.: МЭИ, 2008. Т.2. - с.364.

Результаты научной работы рекомендованы для использования в проектных организациях при разработке рабочих проектов мазутных хозяйств.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, профессору, к.т.н. A.JI. Ефимову и научному консультанту, доценту, к.т.н. Е.В. Овчинникову за помощь в организации научной работой, благодарность первому научному руководителю члену-корреспонденту РАН, д.т.н. [Ю.Г. Назмееву|, в значительной степени определившему тематику исследования, профессору, д.т.н. B.C. Агабабову, профессору, д.т.н. Э.Д. Сергиевскому за ценные замечания, к.т.н., доц. С.В. Захарову и всему коллективу кафедры ТМПУ МЭИ (ТУ) за помощь, оказанную при написании кандидатской диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполненные исследования показали, что существенное влияние на время разогрева мазута и потери теплоты через ограждающие поверхности, кроме факторов, учитываемых при его расчете по общепринятой формуле (1.4), оказывают скорость истечения из подающих насадок и угол их наклона относительно днища. Влияние таких факторов, как числа Аг и Рг в исследованном диапазоне параметров не превышает 5%.

2. Установлено, что заметное снижение времени разогрева и увеличение интегральных (за время разогрева от 323 К до 350 К) потерь теплоты через ограждающие поверхности имеет место при расходах греющего мазута 9,66 кг/с и более. Так в резервуаре РВС-3000 при увеличении расхода греющего мазута GM с 9,66 кг/с до 90,2 кг/с и скорости его истечения w с 0,75 м/с до 7 м/с, общие потери теплоты QT снижаются с 17,99 до 3,44 ГДж. Для РВС-5000 при GM =17,18 -90,2 кг/с и w = 1,33 - 7 м/с Qx = 31,27 - 7,49 ГДж; РВС-10000 при GM = 17,18 -90,2 кг/с и w = 1,33 - 7 м/с 0 = 45,04 - 13,65 ГДж.

3. Установлено, что зависимости т/т0 = f(Re) при фиксированном 0 для каждого из исследованных расходов греющего мазута имеют максимумы, что объясняется взаимоисключающим действием двух факторов — улучшением перемешивания мазута в резервуаре и увеличением мгновенных потерь теплоты через ограждающие поверхности вследствие интенсификации передачи теплоты через них. То есть имеется дополнительная возможность воздействия на те-плопотребление системы подогрева.

4. Верификация моделей турбулентности показали, что k-z Realizable модель позволяет получить результаты, наиболее удовлетворительно совпадающие с известными результатами теоретических и экспериментальных исследований случаев внешнего обтекания, канального и струйного течений, что позволяет рекомендовать её для численных расчетов процессов при исследовании сложных пространственных течений.

5. Различие результатов исследования с результатами расчетов по общепринятой методике достигают 40% - для времени разогрева, 23% - для потерь теплоты в единицу времени, 12% - для коэффициента теплопередачи через ограждающие поверхности.

6. В результате экспериментального исследования зависимости вязкости мазута от температуры и скорости сдвига показано, что мазут марки Ml00 можно рассматривать как ньютоновскую жидкость при температурах выше 25°С, т.е. во всем практически реализуемом диапазоне температур мазута в системах его хранения.

7. Исследование процессов разогрева показало, что наибольшие удельные потери теплоты в единицу времени q(i) имеют место через днище резервуара, которые достигают 40% и более суммарных потерь.

1. Назмеев Ю.Г. Мазутные хозяйства ТЭС. М.: Издательство МЭИ, 2002. -612 с.

2. СНиП П-35-76*. Котельные установки. М., Стройиздат, 1977. - 48 с.

3. Приказ №269 от 4 октября 2005 г.

4. Олимпиев В.В., Михеев Н.И., Молочников В.М. Энергосберегающая технология хранения и подогрева мазута в мазутных хозяйствах ТЭС и котельных // Известия академии наук. Энергетика. — 2005. №1. - С. 14 - 17.

5. Статистика внешней торговли РФ за 10 месяцев 2007 г.

6. Штербачек 3., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. — JI.: Госхимиздат, 1963. 240 с.

7. Слепченок B.C., Тучков В.К., Черников В.В. Повышение эффективности функционирования мазутного хозяйства отопительных котельных // Новости теплоснабжения. 2003. - №5.

8. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя: Пер. с нем. М.: Наука, 1969. -744 с.

9. Ландау Л.Д. Об одном новом точном решении уравнений Навье-Стокса // Докл. АН СССР. 1944. - Т. 43. - № 7. - С. 299 - 301.

10. Абрамович Г.Н. Теория свободной струи и её приложения // Тр. ЦАГИ. 1936. Вып. 293.

11. Румер Ю.Б. Задача о затопленной струе // Прикладная математика и механика. 1952. - Т. 16, вып. 2. - С. 255 - 256.

12. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. - с.840.

13. Бай Ши-и. Теория струй: Пер. с англ. М.: Физматгиз, 1960. - 328 с.

14. Сивиркин В.Ф. Влияние сжимаемости на закономерности распространения турбулентных струй // Известия вузов. Авиационная техника. 1980 - №3.

15. Павельев А.А. О переходе к турбулентности в струях // Сборник «Турбулентные течения». М.: Наука. - 1974. - С.185 - 193.

16. Walseth D.S. An investigation of time-mean velocity and consistency distribution in a fiber suspension jet. Doctor's Dissertation. 1976.

17. Кашкаров В.П. Тепло- и массообмен в струях вязкой жидкости: Дис. . докт. физ.-мат. наук. Алма-Ата, 1971.

18. Коробко В.И. Некоторые задачи струйных течений вязкой жидкости: Дис. . канд. физ.-мат. наук. Саратов, 1972.

19. Яворский Н.И. Теория затопленных струй и следов. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 1998. - 242 с.

20. Fossett Н., Prosser L. Е., The application of free jets to the mixing of fluids in bulk, J. Inst. Mech. Eng., 160, 224, 1949.

21. Fox, E. A., Gex, V. E., Single-phase blending of liquids, AIChE Journal, 2, 539, 1956.

22. Okita, N., Oyama, Y., Mixing Characteristics in jet mixing. Jap. Chem. Eng., 1, 92, 1963.

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

24. Геллер З.И., Ашихмин В.И. Об эффективности циркуляционного подогрева мазута в резервуарах. // Электрические станции. 1966. - № 4. - С. 15 -24.

25. Геллер З.И., Ашихмин В.И., Шевченко Н.В. Промышленные испытания системы циркуляционного подогрева мазута в металлических резервуарахтемкостью 5 ООО м // Теплоэнергетика. 1969. - №1. - С. 73 - 74.

26. Геллер З.И., Пименов А.К., Филановский З.Г. Расчёт и моделирование циркуляционного подогрева мазута для железобетонных резервуаров емкостью 20 ООО м3 // Теплоэнергетика. 1973. - № 4. - С. 51 - 53.

27. Белосельский Б. С. Топочные мазуты. М.: Энергия, 1978.

28. Белосельский Б.С., Глухов Б.Ф. Подготовка и сжигание высокоподогретых мазутов на электростанциях и в промышленных котельных. М.: Издательство МЭИ, 1993.

29. Шишкин Г.В. Справочник по проектированию нефтебаз. JL: Недра, 1978. -216 с.

30. Справочник по проектированию мазутных хозяйств тепловых электростанций. Т.1. М.: Промэнергопроект-Теплоэлектропроект, 1976.

31. Ляндо И.М. Эксплуатация мазутного хозяйства котельной промышленного предприятия. -М.: Энергия, 1968. 254 с.

32. Махов А.Ф. Температурный режим нефтепродукта в резервуарах с плавающей и стационарной крышей // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 1984. - № 5. - С.23 - 26.

33. Транспорт и хранение нефти и газа. Под ред. Константинова Н.Н., Тугуно-ва П.И. М.: Недра, 1975. - 358 с.

34. Нормы технологического проектирования тепловых электростанций и тепловых сетей. -М.: Энергия, 1974.

35. Карпов А.И., Вязовой С.К., Емелин Ж.А. Испытание проектной схемы циркуляционного разогрева мазута в резервуаре'// Энергетик. 1975. - № 8. - С.8 — 12.

36. Ашихмин В.И. Исследование циркуляционного метода подогрева мазута в резервуаре: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М. 1966. 20 с.

37. Дульцев В.И., Жуйков А.В. Циркуляционный разогрев мазута // Энергетик.- 1973.-№ 7.

38. Ашихмин В.И., Геллер З.И. Экономическая эффективность применения циркуляционного подогрева мазута // Электрические станции. 1969. - № 2.

39. Нарсесян Г.Н. Мазутное хозяйство мощных тепловых электростанций // Электрические станции. — 1962. № 7.

40. Камалов Р.Ф. Моделирование теплопереноса и разработка энергоэффективных теплотехнологических схем циркуляционного подогрева мазута для резервных мазутных хозяйств ТЭС: Авторефер. дис. . канд. техн. наук. -Казань, 2006. 16 с.

41. Варфоломеева О.И. Численное моделирование гидродинамики и теплообмена в установках для циркуляционного разогрева тяжелого жидкого топлива: Авторефер. дис. . канд. техн. наук. Ижевск, 2003. - 16 с.

42. Галиакбаров В.Ф., Салихова Ю.Р. Расчет гидродинамических характеристик процесса перемешивания нефтепродуктов в резервуарах // Нефтегазовое дело. 2003.

43. Lee Y.S., Dimenna R.A. Performance analysis for mixing pumps in tank 18 // Savannah river technology center, 10.2001.

44. Trujillo M.F., Chao-T Hsiao Numerical and experimental study of a horizontalthjet below a free surface // 9 International Conference on numerical ship hydrodynamics, Michigan, 2007.

45. Xia J., Kumar S. Large-Eddy Simulation of interactions between a reacting jet and evaporating droplets, Conference on Turbulence and Interactions TI2006, France, 2006.

46. Yuen D. Numerical Modeling of Mixing of Chemically Reacting, Non- Newtonian Slurry for Tank Waste Retrieval, Geology and Geophysics University of Minnesota, 1999.

47. Kleine D., Reddy D. Finite element analysis of flows in secondary settling tanks, 2003.

48. Clercq B. Computational fluid dynamics of settling tanks, Thesis submitted, 2003.

49. Lee Y.S., Dimenna R.A., Leishear R.A., ADMP mixing of tank 18F sludge, Fluids Engineering Summer Conference, 2004.

50. Bittorf J., Johnson K. Computer Aided Mixing Modeling Using the Galerkin Least-Squares Finite Element Technique, 2003.

51. Назмеев Ю.Г., Будилкин В.В., Лопухов В.В. Алгоритм и методика расчёта процессов подогрева мазута в резервуарах и резервуарных парках // Проблемы энергетики. 2000. - № 11 - 12.

52. Лопухов В.В. Методика расчёта затрат энергии при периодическом подогреве мазута в резервуарах // Сб. РНСЭ, 10-14 сентября 2001. Материалы стендовых докладов. Казань: КГЭУ. 2001. - Т. 5. — С. 40 - 43.

53. Назмеев Ю.Г., Будилкин В.В., Лопухов В.В. Математическая модель теп-логидравлических процессов в системах циркуляционного подогрева мазута в резервуарах // Известия ВУЗов. Проблемы энергетики. 2002. - № 3 -4.

54. Лопухов В.В. Разработка комплексной методики расчёта процессов подогрева мазута в резервуарах мазутных хозяйств ТЭС: Дис. . канд. техн. наук. Казань, 2002.

55. Щербаков А.З. и др. Устройство крупнопорционного подогрева вязких нефтепродуктов/ Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 1981. - №5. - С. 16-18.

56. А.с. 96121966 Способ хранения вязких жидкостей.

57. Marek М., Stoesser Т. CFD modeling of turbulent jet mixing in a water storage tank, 2003.

58. Silva M. A computational study of highly viscous impinging jets, Department of Mechanical Engineering The University of Texas, 1998.

59. Finished Water Storage Facilities, AWWA Washington DC, 2004.

60. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 2002, с. 400.

61. Lien F, Kalitzin G. Computation of transonic flow with the u -f turbulence model// International Journal of Heat and Fluid Flow. 2001. - Vol.22. - P. 53 -61.

62. Escobar-Remolina J.C.M. Prediction of characteristics of wax precipitation in synthetic mixtures and fluids of petroleum: a new model// Fluid Phase Equilibria.-Vol. 240.-P. 197-203.

63. Lira Galcana C., Firozabadi A. Thermodynamics of wax precipitation in petroleum mixtures// AICHE Journal, 1996. Vol. 42. - P. 239 - 248.

64. Fluent 6.3 Documentation. User's guide.

65. Wilcox D. C. Turbulence Modeling for CFD // DCW Industries, Inc., La Canada, California, 1998.

66. Menter F. R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications // AIAA Journal, 32(8) 1994. - P. 1598 - 1605.

67. Gallaire F., Rott S. Experimental study of a free and forced swirling jet // Phis-ics of Fluid. Vol. 16. - P. 2907 - 2917.

68. Kadem N., Salem A. Numerical Simulation of Heat Transfer in an Axisymme-tric Turbulent Jet Impinging on a Flat Plate // Advanced Modeling and Optimization. Vol. 9. - № 2. - 2007.

69. Yan, X., A preheated-wall transient method using liquid crystals for measurement of heat transfer on external surfaces and in ducts // Ph.D. Thesis, University of California, Davis, 1993.

70. Baughn J. and Shimizu S. Heat Transfer Measurements From a Surface With Uniform // Heat Flux and an Impinging Jet. Journal of Heat Transfer, 111:1096.1098, 1989.

71. Maksimovic P. Best practices for turbulent heat transfer // Fluent Inc., 2003.

72. Moran A. Prediction of the Axisymmetric Impinging Jet with Different k-e Turbulence Models. Department of thermo and fluid dynamics Chalmers University of Technology, 2001.

73. Akiyama T. Simulation and measurement of flow and heat transfer in two planar impinging jets. International Journal of Heat and Fluid Flow 26. 2005. - P. 244-255.

74. Utyuzhnikov S.V. The method of boundary condition transfer in application to modeling near-wall turbulent flows. Computers & Fluids 35. 2006. - P. 1193— 1204.

75. O'Donovan T.S. PIV measurements and convective heat transfer of an impinging air jet. Department of Mechanical & Manufacturing Engineering.

76. Beitelmal, A. H., Saad, M. A., Patel, C. D., 2000, "The effect of inclination on the heat transfer between a flat surface and an impinging two-dimensional air jet", International Journal of Heat and Fluid Flow. Vol. 21.-P. 156-163.

77. Абузова Ф.Ф., Репин B.B. Характеристики газообразных топлив. Уфа, 2007.

78. Назмеев Ю.Г. Теплоперенос и гидродинамика в системах хранения жидкого органического топлива и нефтепродуктов. М.: Издательство МЭИ, 2005.-368 с.

79. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф. и др. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепроводов. — Уфа: ДизайнПолиграфСер-вис, 2002. 658 с.

80. Пектемиров Г.А. Справочник инженера и техника нефтебаз. — М., Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горнотопливной литературы, 1948. 340 с.

81. Фукс Г.И. Вязкость и пластичность нефтепродуктов. Москва Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 328 с.

82. Едигаров С.Г., Бобровский С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. -М.: Недра, 1973. 180 с.

83. Ипатов A.M. Эксплуатация резервуаров склада горюче-смазочных материалов. — М., Воздушный транспорт, 1985. 176 с.

84. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. Гострой, 2004.

85. Копейкин Н.Н. Совершенствование технологии разогрева и слива высоковязкого мазута из железнодорожных цистерн: Авторефер. дис. . канд. техн. наук. СПб., 1996. - 20 с.

86. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М., Энергия, 1975.-488 с.

87. Ефимов A.JL, Такташев Р.Н. Результаты численных расчетов процессов разогрева мазута в резервуарах большой емкости // Энергосбережение и водоподготовка. 2008. №2 - С. 72 - 73.

88. РД 34.21.525 Методические указания по очистке мазутных резервуаров от донных отложений. 1988. 24 с.

89. Верховский Н.И. Сжигание высокосернистого мазута на электростанциях. -М.: Энергия, 1970.141