Совершенствование методов расчета и проектирования маслоохладителей паротурбинных установок

Брезгин, Дмитрий Витальевич

Турбомашины и комбинированные турбоустановки

автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Совершенствование методов расчета и проектирования маслоохладителей паротурбинных установок

кандидата технических наук: Брезгин, Дмитрий Витальевич
город: Екатеринбург
год: 2009
специальность ВАК РФ: 05.04.12
цена: 450 рублей

Диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению на тему «Совершенствование методов расчета и проектирования маслоохладителей паротурбинных установок»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов расчета и проектирования маслоохладителей паротурбинных установок"

На правах рукописи

Брезгин Дмитрий Витальевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.04.12 - Турбомащины и комбинированные турбоустановки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2009

Работа выполнена на кафедре «Турбины и двигатели» теплоэнергетического факультета ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет -УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Бродов Юрий Миронович

Научный консультант: кандидат технических наук, старший научный

сотрудник

Аронсон Константин Эрленович Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ

доктор технических наук, профессор Иванов Вадим Андреевич

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Языков Анатолий Евгеньевич

Ведущая организация: ЗАО «Уральский турбинный завод»,

г. Екатеринбург

Защита состоится 22 мая 2009 г. в аудитории Т-703 в J4~ на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 5 (8-й учебный корпус УГТУ—УПИ)

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО УГТУ—УПИ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, ученому секретарю. Телефон (343) 375-45-74, факс (343) 326-45-62, e-mail: lta_ugtu@mail.ru.

Автореферат разослан «_»_2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

~ К.Э. Аронсон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последнее десятилетие XX и начало XXI века характеризуются широкой компьютеризацией многих видов деятельности человека. Автоматизация коснулась торговой, коммерческой, банковской и производственной деятельности. Развиваются в таких условиях только те предприятия, которые применяют в своей деятельности современные информационные технологии. Именно информационные технологии, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции при значительном сокращении сроков постановки на производство изделий, отвечающих запросам потребителей.

Теплообменные аппараты вносят существенный вклад в эффективность и надежность работы паротурбинных установок (ПТУ). Особая роль среди всех аппаратов отводится маслоохладителям, которые являются одними из основных элементов системы маслоснабжения ПТУ. Вопросы надежного функционирования самой турбины неразрывно связаны с повышением качества проектирования и изготовления маслоохладителей, отвечающих современным требованиям экономичности и надежности.

Проектирование маслоохладителей ПТУ является несомненно наукоемким процессом особенно при совершенствовании маслоохладителей, в том числе при использовании интенсифицирующих поверхностей теплообмена. В последнее время с целью повышения эффективности эксплуатации аппаратов широкое распространение в конструкциях маслоохладителей получили профильные витые трубки (ПВТ), устанавливаемые вместо гладких трубок. Широкое использование информационных технологий для совершенствования маслоохладителей в соответствии с передовыми направлениями их развития повышает конкурентоспособность этой конкретной продукции отечественного энергомашиностроения, а для проектирующих организаций, разрабатывающих и изготавливающих маслоохладители, позволяет:

• повысить качество выпускаемой проектно-конструкторской документации за счет уменьшения числа ошибок, связанных с передачей информации;

• сократить сроки проектирования за счет создания банка данных и использования обобщенного опыта выполненных ранее разработок

• повысить надежность и эффективность разрабатываемого аппарата за счет использования обобщенных результатов экспериментальных исследований, выполненных на стадии проектирования;

• повысить конкурентоспособность маслоохладителей ПТУ путем применения разработанных твердотельных моделей деталей и сборочных единиц при создании управляющих программ для станков с ЧГГУ;

• повысить качество проектных работ и формализовать процесс проектирования маслоохладителей за счет расширения параметризации за пределы геометрических построений.

Таким образом, совершенствование процесса проектирования маслоохладителей ПТУ является актуальной задачей, для решения которой, вследствие развития информационных технологий, в настоящее время создались благоприятные условия.

Целью настоящей работы является уточнение методик теплогидравлического расчета маслоохладителей ПТУ на основе применения результатов численного экспериментального исследования и совершенствование методов проектирования маслоохладителей ПТУ за счет использования современных информационных технологий.

Для достижения указанной цели поставлен и решен ряд научно-технических задач, включающий в себя:

• разработку функциональной модели проектирования маслоохладителей ПТУ для формализации конструкторских процедур на этом этапе жизненного цикла изделия и определения того уровня декомпозиции процедур, на котором целесообразно применение результатов проведенных в настоящей работе исследований;

• исследование гидродинамики в конструкторско-технологическом узле «трубка—промежуточная перегородка» в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ при различных геометрических характеристиках исследуемого узла на основе разработанной методики проведения численного эксперимента;

• получение обобщенных зависимостей для определения коэффициента гидравлического сопротивления технологических околотрубных зазоров в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ;

• уточнение методики позонного теплогидравлического расчета и верификация уточненной методики по данным промышленных и стендовых испытаний серийных маслоохладителей ПТУ;

• исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей ПТУ на теплогидравлические характеристики аппаратов с помощью уточненной методики позонного расчета;

• разработку твердотельных моделей маслоохладителей на основе современных концепций конструирования, а также объединение расчетной и проектирующей составляющих в рамках единой системы автоматизированного проектирования. Научная новизна работы

• Разработана функциональная модель процесса проектирования маслоохладителей ПТУ, создан словарь понятий и терминологии, используемых при проектировании маслоохладителей ПТУ.

• Предложена и обоснована методика проведения численных экспериментов при моделировании гидродинамических процессов в масляном пространстве маслоохладителя.

• Предложен комплекс геометрических параметров (Кш и Ктт — калибры зазоров в гладкотрубном пучке и пучке ПВТ), определяющих величину гидравлического сопротивления технологических зазоров в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ маслоохладителей ПТУ.

• Получена обобщенная зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления околотрубных зазоров в промежуточных перегородках для гладкотрубного пучка маслоохладителей ПТУ.

• Впервые проведено исследование гидравлической проницаемости технологических зазоров между стенками отверстий в промежуточных перегородках и наружной поверхностью ПВТ численными методами. Получена обобщенная зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления околотрубных зазоров в пучках из ПВТ с различными геометрическими характеристиками профилирования трубок. Установлено, что гидравлическое сопротивление зазоров в пучках из ПВТ в среднем в 2,2 раза ниже, чем в гладкотрубном пучке.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием современных методик системного структурного анализа;

использованием сертифицированного программного обеспечения при проведении численных экспериментов; соответствием полученных результатов общепринятым физическим представлениям; удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментальных данных.

Практическая ценность работы заключается в том, что полученные результаты использованы для уточнения методики позонного поверочного теплогидравлического расчета маслоохладителей ПТУ в части учета величин расходов масла в технологические зазоры. Комплексный анализ влияния геометрических и конструктивных характеристик элементов маслоохладителей на показатели их эффективности, проведенный на основе уточненной методики позонного теплогидравлического расчета, позволил выявить наиболее перспективные конструкторские решения, реализованные при разработке ряда аппаратов. На основе созданных твердотельных моделей основных сборочных единиц маслоохладителей ПТУ выявлены и обоснованы наиболее эффективные методы и приемы автоматизированного проектирования. Созданы таблицы семейств и шаблоны основных сборочных единиц маслоохладителей, позволяющие в автоматизированном режиме и в короткие сроки создавать рабочий комплект конструкторской документации. Выработаны рекомендации для инженерной практики.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при модернизации 20 серийных маслоохладителей и разработке серии новых маслоохладителей для турбин мощностью N = 6...800 МВт. Ряд полученных результатов используется в УГТУ—УПИ при чтении лекций студентам по дисциплине «Теплообменники энергетических установок». Автор защищает:

• разработанную, функциональную модель проектирования маслоохладителей ПТУ;

• разработанную конечно-элементную модель для исследования проницаемости технологических зазоров маслоохладителей с пучками из гладких трубок и ПВТ;

• результаты численных экспериментов по проницаемости технологических зазоров при поперечном обтекании маслом гладкотрубных пучков и пучков из ПВТ серийных маслоохладителей ПТУ;

• обобщенные зависимости для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления технологических зазоров в маслоохладителях ПТУ с пучками из гладких трубок и ПВТ;

• уточненную методику расчета маслоохладителей с гладкими и профильными витыми трубками, верифицированную на основе данных, полученных в ряде стендовых и промышленных испытаний серийных маслоохладителей ПТУ;

Апробация работы

Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались: на 3-ей, 5-ой, 6-ой, 7-ой, 8-ой Международной конференции CAD/CAM/PDM, Институт проблем управления РАН (Москва, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008 г.); Всероссийской научно-технической конференции ГОУ ВПО УГТУ—УПИ (Екатеринбург, 2002 г.); 3-ей Международной научно-технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук им. A.M. Прохорова ГОУ ВПО УГТУ—УПИ (Екатеринбург, 2004 г.); 4-ой Международной научно-технической конференции ГОУ ВПО УГТУ—УПИ (Екатеринбург, 2004 г.); XXII Международной конференции (Ялта-Гурзуф, 2005 г.); 5-ой Международной научно-практической конференции ГОУ ВПО УГТУ—УПИ. (Екатеринбург, 2007 г.).

Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в 15-ти печатных работах, в том числе в трех статьях, опубликованных в изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК, и в материалах 8-ми Международных конференций. Получено два свидетельства Роспатента об официальной регистрации программ для ЭВМ.

результатов численных экспериментов; разработке обобщенных расчетных зависимостей, уточнении алгоритмов теплогидравлического расчета маслоохладителей и рекомендаций по использованию полученных результатов; проведении комплексного исследования влияния геометрических и конструктивных характеристик элементов маслоохладителей ПТУ на показатели тепловой эффективности аппаратов по уточненной позонной методике; разработке твердотельных моделей, параметрических описаний основных геометрических характеристик конструкции, таблиц семейств и шаблонов основных сборочных единиц маслоохладителей ПТУ; обработке результатов стендовых и промышленных испытаний ряда маслоохладителей и оценке степени согласованности результатов расчета с опытными данными.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка из 84 наименований. Весь материал изложен на 138 страницах машинописного текста, содержит 66 рисунков, 13 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены основные защищаемые положения.

В первой главе представлен критический обзор литературы, в котором рассматриваются следующие вопросы: анализ конструкций серийных маслоохладителей ПТУ и имеющихся на сегодняшний день результатов исследований по влиянию геометрических характеристик элементов конструкций аппаратов на их теплогидравлические характеристики; сравнительный анализ основных методик теплогидравлического расчета маслоохладителей ПТУ, анализ результатов экспериментальных исследований по проницаемости технологических зазоров, сопоставление данных испытаний и результатов теплогидравлических расчетов маслоохладителей по существующим методикам, сравнительный анализ современных концепций конструирования. В заключение главы сформулированы задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе представлены результаты разработки функциональной модели (ФМ) проектирования маслоохладителей ПТУ с целью формализации всех

проектных процедур и нахождения их взаимосвязей. Контекстная диаграмма, созданная на начальном этапе разработки функциональной модели, разбивалась на 5 основных функций: разработка технического задания; разработка технического предложения; эскизное проектирование; разработка технического проекта; оформление проектной документации. Последующее разбиение производилось в соответствии с выполняемыми на каждом из этих этапов мероприятиями. В частности, для этапа «Разработка технического проекта» декомпозиция осуществлялась до пятого уровня глубины. Анализ технологии проектирования позволил выявить проектные процедуры, нуждающиеся в совершенствовании. Разработанная в рамках настоящей работы ФМ позволила обосновать необходимость включения теплогидравлического поверочного расчета в контекст проектирования маслоохладителей ПТУ, а также выявила необходимость дополнительных исследований и уточнения методики расчета маслоохладителей ПТУ.

На рис. 1 в качестве примера представлена диаграмма «Проведение поверочных расчетов и анализ результатов» 4-ого уровня декомпозиции процедуры «Разработка технического проекта». Входными данными для функций этой диаграммы являлись геометрические характеристики маслоохладителя,

полученные по результатам конструкторского расчета, и исходные данные,

включающие в себя данные на разработку нового аппарата. Выходными данными для диаграммы А42 (см. рис. 1) ——-----являлось заключение

ИЙЙяим О®

конструктора на этапе «Анализ Рис. 1. Диаграмма А42: «.проведение поверочных расчетов и

анализ результатов» результатов расчетов». В

случае неудовлетворительных результатов расчетов корректировались основные конструктивные решения, что отображено на диаграмме более высокого уровня «Разработка эскизного проекта» в виде объекта «управления» для функции «Определение теплогидравлических и конструктивных характеристик аппарата». Если результаты расчета были удовлетворительны, то процесс проектирования

продолжался со следующего этапа — «Оценка технического уровня, эксплуатационных данных и качества изделия», где проводился анализ ремонтопригодности, взаимозаменяемости отдельных деталей, устойчивости к влиянию внешней среды и т. д. Управляющее воздействие на диаграмме А42 «Нормативные материалы» — это руководящие технические материалы, методики расчетов, справочники теплофизических свойств, правила технической эксплуатации, ограничения, накладываемые материально-техническим обеспечением и т. д.

Декомпозиция функции «Уточнение методики и проведение теплогидравлического расчета» диаграммы А42 выполнена с целью формализации конструкторского подхода к проведению поверочного теплогидравлического расчета. В случае применения новых конструкторских решений, например с целью интенсификации теплообмена или в другой области задач проектирования маслоохладителей ПТУ, выполняются следующие задачи: «Анализ методики и определение возможных путей ее совершенствования», «Проведение дополнительных исследований в рамках поставленной задачи», «Обработка и анализ результатов дополнительных исследований», «Уточнение методики теплогидравлического расчета», «Проведение теплогидравлического расчета», представленные на диаграмме следующего уровня декомпозиции.

Проведенный анализ позволил сформулировать дальнейшие задачи исследования и последовательность их решения.

В третьей главе приведена разработанная методика проведения численного эксперимента и результаты численного моделирования процессов гидродинамики в масляном пространстве и в технологических зазорах б2 — «трубка— промежуточная перегородка» (рис. 2) маслоохладителей ПТУ с пучками из гладких трубок и ПВТ; приведены особенности уточненной позонной методики теплогидравлического расчета маслоохладителей; результаты комплексного исследования влияния геометрических характеристик элементов конструкции маслоохладителя на показатели его тепловой эффективности по уточненной позонной методике расчета.

Проведение численного эксперимента методами конечных элементов показало свою исключительную эффективность при исследовании процессов гидродинамики. За основу моделирования течений в масляном пространстве

маслоохладителя принят подход, заключающийся в осреднении по значениям чисел Рейнольдса уравнений Навье-Стокса, замкнутых с помощью дифференциальной Realizable K-Epsilon модели турбулентности, а также в разделении пристенного слоя на две условные подобласти. Показано, что для исследуемых моделей целесообразно использовать многоблочную сетку из многоугольных конечных элементов внутри модели и призматических элементов вблизи стенок, причем количество рядов призм рекомендуется выбирать в пределах 5... 10. Целесообразно использовать «разделенный» математический алгоритм решения (Segregated solver) уравнений импульсов, энергии и корректировки давления, что обеспечивает удовлетворительную точность результатов расчета течения несжимаемых жидкостей при сравнительно невысоких требованиях к аппаратному обеспечению.

Анализ различных конструкций серийных маслоохладителей ПТУ и методик их

теплогидравлического расчета показал, что существующие обобщенные

зависимости для определения коэффициентов гидравлического сопротивления в

технологических околотрубных

зазорах б2 (рис. 2) не позволяют в

полной мере учесть весь спектр

геометрических характеристик

этого узла во всем диапазоне

режимов эксплуатации

маслоохладителя. В рамках

настоящей работы разработана

, Рис. 2. Схема зазоров в зоне над кольцевой

конечно-элементная модель (рис. 3) перегородкой маслоохладителя: 1-корпус; 2-

для исследования проницаемости кольцевая перегородка; 3—трубка; 4—центральное

отверстие в перегородке; 5—зазор в отверстии технологических зазоров перегородка-трубка (62); 6—зазор между кольцевой

(см. рис. 2) численными методами, ^регородкой и корпусом (6,); К* = &М - МЬ позволяющая учесть все особенности течения масла в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ маслоохладителей ПТУ.

В качестве геометрического параметра, характеризующего технологический зазор 82 (см. рис. 2) в гладкотрубном пучке, предложен параметр — калибр зазора Кт, определяемый как отношение высоты участка трубки в пределах толщины перегородки к эквивалентному диаметру зазора. В численном эксперименте

значение АРи изменялось в диапазоне 400...3900 Па, что соответствует перепад-давлений на перегородках современных серийных маслоохладителей ПТУ Температура масла изменялась в пределах 45...55 °С. Конечно-элементная сетк исследуемой модели содержала от 3,8 до 5,7 млн элементов в зависимости о величины калибра исследуемого зазора. Расход масла принимался таким, чтобь значение скорости масла в узком сечении трубного пучка соответствовал характерным скоростям масла в трубных пучках серийных маслоохладителей ПТ (0,35...0,45 м/с). В качестве рабочего тела исследовались турбинные масла маро Т-22, Тп-22, Т-30, Т-46, ОМТИ.

В рамках настоящей работы проведено пять серий численных эксперименто

для различных величин калибров (А^=2,5; 5,0; 7,5; 10,0; 15,0) технологических зазоров §2 (см. рис. 2) в гладкотрубном пучке. Как показали результаты численных экспериментов, зависимость

гидравлического сопротивления от скорости масла в технологическом зазоре 52 для всех величин калибров

масла

йаПГ

ла)'

вход

масла

гМ 1 и / гИ

щ Щ щ 1

' 1. 1 ) 1

2\ 3/

Рис.3 Модель для исследования течения масла в зазоре; 1—поток масла; 2—пучок трубок; 3— трубка в отверстии перегородки с зазором; 4— местное сопротивление; 5—перегородка; б—зазор

Кгд можно описать полиномом вида АР = а • м>и + Ь • тум2. Ввиду того, что величина коэффициента Ъ при квадратичном члене полинома значительно меньше (в 20...40 раз для различных температур масла) коэффициента а при линейном члене, зависимость АР близка к линейной при характерных значениях скоростей

масла в промышленных аппаратах. Это свидетельствует о явно фильтрационном характере течения масла в технологических зазорах маслоохладителей.

Полученные в результате численного эксперимента данные обобщены в критериальном виде:

Еи = /(л/Яе+г). (1)

Погрешность аппроксимации данных численного эксперимента гиперболическими функциями (1) составила менее 0,1 %. На рис. 4 в качестве примера представлены результаты расчетов зависимости числа Ей от числа Ие масла в зазоре для исследуемых величин калибров зазора Км в гладкотрубном пучке. Изменение калибра зазора оказывает значительное влияние на характер

Ей 3500

2800

2100

1400

результирующей функции; увеличение значения калибра К^ приводит к увеличению коэффициента гидравлического сопротивления, одновременно смещая функции в область более низких чисел Рейнольдса. Это, по нашему мнению, связано со значительным снижением скорости течения масла в зазоре при увеличении высоты участка трубки в пределах толщины перегородки.

Анализ полученных зависимостей вида (1) показал, что коэффициент местного

сопротивления В для всех величин калибров зазора вносит

незначительный вклад в величину числа Ей данного узла. В связи с этим значение свободного члена В взято как средневзвешенное для всех величин исследованных калибров В = 1,27. Коэффициент А определен как гидравлический параметр зазора и является функцией только величины калибра К^ для гладкотрубного пучка. Экспериментальные точки для Л=ЛКгл) аппроксимированы линейной

функцией с погрешностью не более 1,2%. На основании проведенного исследования зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления £ при течении потока масла в кольцевых технологических зазорах 52 (см. рис. 2) гладкотрубного пучка маслоохладителя ПТУ обобщена в следующем виде:

п и \\

п ¿4

11е

0 1 2 3 4 5

АКгл=15 ♦Кгл = 10 ®Кгл = 7.5 *Кгл= 5 *Кгл = 2.5 Рис. 4. Зависимость числа Эйлера от числа Рейиольдса по результатам численного эксперимента для различных калибров зазора в гладкотрубном пучке

С = 2-Еи = 91'8-^+б4'4+2,54, Ке

(2)

- число Рейнольдса

где Ко, — величина калибра зазора для гладкой трубки, 1*е -масла в зазоре.

В рамках настоящей работы также проведено исследование гидравлической проницаемости технологического околотрубного зазора 82 (см. рис. 2) в пучках ПВТ. Исследование для ПВТ проводилось с использованием той же принципиальной конечно-элементной модели, что и для гладкой трубки (см. рис. 3). Отличия в геометрической твердотельной модели ограничивались лишь тем, что вместо гладкой трубки в центре пучка использовалась профильная

витая трубка с различными параметрами профилирования. В таблице представлены параметры профилирования пяти типоразмеров исследованных ПВТ.

Параметры профилирования исследованных ПВТ

№ Диаметр гладкой трубки, мм Шаг накатки S, мм Глубина канавки h, мм Отношение h/S

1 15.95 S 0.5 0.0625

2 16,00 8 0,6 0,0750

3 16,00 8 1.0 0.1250

4 16.00 6 0,6 0.1000

5 16.00 10 0.8 0.0800

Анализ и обработка результатов численных экспериментов по моделированию протечек масла в технологическом зазоре «ПВТ — промежуточная перегородка» показали следующее. Коэффициенты при квадратичном и линейном члене в функции АР = а • wM + b ■ wM2 практически равны, что, по нашему мнению, свидетельствует об увеличении влияния в сравнении с гладкой трубкой динамической составляющей течения масла. Этому способствует как увеличение эквивалентного диаметра зазора из-за уменьшения диаметра описанной окружности ПВТ, так и образование в зазоре «ПВТ — промежуточная перегородка» ярко выраженных каналов под углом 120° друг к другу, количество которых соответствует количеству заходов накатки ПВТ. Результаты численных экспериментов обобщены в виде (1). Как и в случае с гладкой трубкой, свободный член В существенно меньше, чем коэффициент А. В качестве геометрического параметра, характеризующего технологический зазор 62 (см. рис. 2) в пучках из ПВТ, предложен новый параметр калибр зазора Ктт, равный отношению длины винтовой линии профилирования (¿"Г) в пределах толщины промежуточной перегородки к эквивалентному диаметру зазора (cQ. Влияние коэффициента местного сопротивления незначительно и его значение принято как средневзвешенное для всех исследованных вариантов профилирования ПВТ — В=1,87.

Гидравлический параметр зазора А аппроксимирован линейной зависимостью вида A=J{Kmm) с максимальной относительной погрешностью аппроксимации, не превышающей 8 % для всех параметров профилирования исследованных ПВТ из таблицы. На основании проведенного исследования зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления £ в технологических зазорах трубных пучков из ПВТ имеет следующий вид:

, „ ,, 40,48 • Ктт + 47 С = 2 • Ей = —--=——+3,74.

На основании зависимостей (2, 3), скорость течения масла в технологических зазорах 62 (см. рис. 2) в трубных пучках из гладких трубок определяется по зависимости (4), в пучках из ПВТ определяется по зависимости (5):

^■(18,1.Кгл+12,7)

ч*.

+ 0,79-—-Р

^-г- • (18,1 • Кп +12,7)

—г- • (5,4 ■ Ктп + 6,3)

+ 0,53

АР

~ ■ (5,4 • Ктт + 6,3)

(4)

(5)

где К&ч—калибр зазора для гладкой трубки, Кп,т—калибр зазора для ПВТ, ¿з—эквивалентный диаметр зазора,ум—коэффициент кинематической вязкости масла, р — плотность масла, АР — перепад давления на перегородку.

Методика позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей уточнена с использованием результатов численных экспериментов в части учета холостых протечек масла в технологические зазоры в гладкотрубных пучках и пучках из ПВТ. В методику введена дополнительная поправка, учитывающая увеличение площади проходного сечения при поперечном обтекании маслом пучков из ПВТ, и поправка, учитывающая увеличение площади проходного сечения для прохода масла в околотрубные технологические зазоры (см. рис. 2) с различными параметрами профилирования трубок.

Для оценки влияния различных элементов конструкции и геометрических характеристик аппаратов на их тепловую эффективность в рамках настоящей работы проведено расчетное исследование по уточненной позонной методике на примере маслоохладителя МБ-270-330, разработанного в УГТУ-УПИ и успешно эксплуатирующегося на 13 из 15 турбоустановках мощностью 800 МВт России.

Параметры профилирования ПВТ (А = 0,5 мм, 5 = 8 мм) выбраны на основе комплексного технико-экономического анализа.

При проведении комплексного анализа исследовалось влияние следующих конструктивных характеристик маслоохладителя: числа ходов по маслу (10...18); числа ходов по воде (2 или 4); наружного диаметра трубок (16 и 19 мм); шага между трубками (20...25 мм); величины зазоров §2 (0...0,4 мм); величины зазоров 3| (0...1,2 мм) (см. рис. 2); материала трубок поверхности теплообмена (МНЖ5-1 и

08Х18Н10Т); толщины стенки трубки (0,8 или 1 мм); типа трубок (гладкие или ПВТ).

Анализ полученных результатов расчетов позволил оценить влияние каждого фактора в отдельности и их совокупности на конструктивное исполнение аппарата и его теплогидравлические характеристики. Установлено, что среди выделенных факторов наибольшее влияние на теплогидравлические показатели маслоохладителя оказывает количество ходов масла в аппарате. На рис. 5 в качестве примера для маслоохладителя с гладкими трубками представлены зависимости гидравлического сопротивления аппарата по маслу (АРМ) и температуры масла на выходе от количества дрт ходов масла при различных величинах технологического зазора 81.

Установлено, что при увеличении числа ходов аппарата по маслу с 10 до 18 величина АРи возрастает более чем в 4 раза; при этом температура масла на выходе /д, снижается на 1,8...2,0°С, что фактически свидетельствует об 46 увеличении на 20 % эффективности охлаждения 45 масла в маслоохладителе. Возрастание 81 от 0,0 до 1,2 мм приводит к снижению АРи на

44 43

10 12 ♦--81=0 - 1

14 16 81=0.5

-81=1.2

6...40кПа и возрастанию на 0,45...0,60 °С. „

Рис. 5. Влияние числа ходов по

Анализ результатов показал, что разница в маслу на теплогидравлические

, . характеристики маслоохладителя с температурах масла на выходе из аппарата (6«) гладкими трубками: 2,=2;й=21 мм;

при различных величинах зазора (см. рис.2) §2=0,4мм;08Х18Н10Т;¿иар=16мм;

8СТ=0,8 мм

настолько незначительна, что ей можно

пренебречь (рис. 6). Это связано, по мнению автора, с перераспределением потоков масла внутри трубного пучка. Совместный анализ данных на рис. 5,6 позволяет сделать вывод о том, что уплотнение корпусного зазора б! в конструкциях маслоохладителей является более оправданной процедурой, тогда как околотрубный зазор 62 (см. рис. 2) закрывать нецелесообразно.

Исследования различных вариантов конструктивного исполнения маслоохладителей ПТУ показали следующее:

45.7

45.4 45,1

44.8

44.5

52,мм

О 0,1 0,2 0,3 0,4 --♦—51=0 51=0.5 —51=1.2

Рис. б. Влияние зазора §2 на {¡и: г,=2,2^=14, <4ар=16 мм,

&=21 мм, 08Х18Н10Т, 8СТ=0,8 мм

• влияние повышения числа ходов по воде на тепловую эффективность незначительно (изменение температуры масла на выходе ~ 0,15 °С), а в силу четырехкратного увеличения гидравлического сопротивления водяного тракта для четырехходовой конструкции аппарата по водяной стороне целесообразно использование двухходовой схемы;

• влияние материала трубок маслоохладителя на общую тепловую эффективность аппарата незначительно, поэтому, руководствуясь соображениями надежности, предпочтительней использование трубок из нержавеющей стали;

• маслоохладитель с пучком из ПВТ в сравнении с гладкотрубным пучком имеет в зависимости от величины зазоров 62 (см. рис. 2) на 15...40 кПа более низкое гидравлическое сопротивление по масляной стороне и более низкую (~ 0,7 °С) температуру масла на выходе. Уменьшение гидравлического сопротивления по маслу обусловлено большими проходными сечениями для масла в среднем ряду пучка и большими расходами масла на протечки в технологические зазоры б2. Использование тонкостенных трубок (5СТ=0,8 мм) и двухходового по воде исполнения снижает гидравлическое сопротивление водяного тракта.

В четвертой главе представлены результаты разработок твердотельных моделей маслоохладителя ПТУ и его основных сборочных единиц с применением современных концепций конструирования, к которым относятся: параметрическое проектирование, использование частично определенных или адаптивных конструктивных элементов, эскизов и т. п.; использование шаблонов деталей, конструктивных элементов, эскизов; использование таблиц семейств.

Разработан механизм автоматизированной генерации компоновки трубного пучка путем заполнения произвольной области отверстиями (эскизами отверстий), способный расширить имеющийся набор инструментов большинства средств автоматизированного проектирования, не обладающих таким функционалом.

В процессе разработки и реализации результатов работы формализованы основные подходы к конструированию базовых сборочных единиц маслоохладителей ПТУ. Унифицированы схемы взаиморасположения отверстий на

трубных досках и промежуточных перегородках для трубных пучков серийных маслоохладителей. Для этого выполнен всесторонний анализ характеристик трубных пучков трех аппаратов типа МБ (МБ-270-330, МБ-125-165 и МБ-63-90), установленных на различных типах ПТУ мощностью от 100 до 800 МВт. Этот анализ позволил параметризовать основные геометрические размеры, управляющие схемой взаиморасположения отверстий в этих элементах трубных систем, а разработка таблицы семейств эскизов этих схем позволила унифицировать процесс создания компоновок трубных пучков маслоохладителей ПТУ. Параметризованы размеры фланцевых соединений и обтюраций на поверхностях трубных досок; в процессе разработки параметрических связей между управляющими размерами обтюраций и основными геометрическими характеристиками отверстий под периферийное болтовое соединение принцип параметризации был расширен за пределы геометрических представлений путем включения в его рамки конструкторского расчета фланцевого соединения.

Разработаны таблицы семейств трубных досок и промежуточных перегородок маслоохладителей ПТУ для трех серийных аппаратов типа МБ с интегрированным конструкторским расчетом фланцевого соединения и толщины трубной доски.

Параметризована схема взаиморасположения промежуточных перегородок в трубной системе маслоохладителей ПТУ. Разработаны шаблоны и таблицы семейств корпусов и водяных камер маслоохладителей ПТУ.

ар., кпа________________________________В пятой главе представлены результаты

верификации уточненной в рамках настоящей работы методики позонного

теплогидравлического расчета

маслоохладителей данными стендовых и промышленных испытаний и

60 70 80 90 б^м'/ч

Рис. 7. Полное гидравлическое сформулированы рекомендации для

сопротивление масляного тракта инженерн0й практики, маслоохладителя МО-53-4 (0,=100 м 1ч, г '

/;>1=55 °с, //а=34 °с): 1—опыт, 2— На рис. 7 в качестве примера приведена

уточненная позонная методика, 3—исходная

позонная методика гистограмма сопоставления величин полного

гидравлического сопротивления по масляной стороне для маслоохладителя

МО-53-4 конструкции ХТЗ (турбоустановка К-300-240 ХТЗ), полученных по

существующей и уточненной в настоящей работе позонной методике и по

результатам стендовых испытаний. Анализ результатов на рис. 7 позволяет сделать вывод о том, что уточненная автором позонная методика обеспечивает лучшее согласование результатов расчета с опытными данными, а максимальное отклонение не превышает 3,5 %,тогда как максимальное отклонение величины гидравлического сопротивления, полученной по существующей позонной методике, составляет в среднем 19 %.

На рис. 8 в качестве примера приведена гистограмма сопоставления величин

температуры масла на выходе из маслоохладителя МБ-125-165

конструкции УГТУ—УПИ,

рассчитанных по различным методикам, и данных промышленных испытаний маслоохладителя, работающего в составе ОпытЛЫ Опыт№2 турбоустановки Т-250/300-240 на

« 8' Тем"ера1ура масла на выходс из - Московской ТЭЦ-23. Наилучшее МБ-125-165 по результатам расчетов и испытании: ^

I испытания; 2—уточненная позонная методика; согласование ОПЫТНЫХ данных С

3—исходная позонная методика; 4—интегральная

методика с учетом зазоров; 5—интегральная результатами расчетов обеспечивает

методика без учета зазоров

уточненная автором позонная методика, а максимальное относительное отклонение не превышает 0,7 % < 0,3 °С). Это свидетельствует о том, что используемые в уточненной методике зависимости для расчета гидродинамических показателей и параметров теплообмена позволяют удовлетворительно оценивать эффективность эксплуатации маслоохладителей с пучками ПВТ. Наибольшее расхождение между опытными и расчетными данными дают интегральные методики, что можно объяснить существенным занижением (фактор № 4 на рис. 8) или неучетом (фактор № 5 на рис. 8) холостых протечек (расходов) масла в технологические зазоры. В результате значительно увеличивается расчетный расход масла сквозь трубный пучок, что приводит к увеличению характерной разности температур между маслом и водой и соответственному увеличению тепловых потерь и, как следствие, к повышению температуры масла на выходе из маслоохладителя.

Предложенные в главе 5 рекомендации для инженерной практики в части организации (устранения) технологических зазоров, выбора материала трубок для маслоохладителей, уточнения методик расчета аппаратов для режимов их работы,

отличающихся от номинального, позволяют упростить процесс проектирования, изготовления маслоохладителей, а также их стендовых и промышленных испытаний.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. С целью формализации процесса проектирования, с учетом проведения дополнительных исследований и уточнения методики теплогидравлического расчета аппаратов предложена и разработана функциональная модель процесса проектирования маслоохладителя, создан словарь понятий и терминологий, используемых при проектировании маслоохладителей ПТУ.

2. На основе разработанных в рамках настоящей работы твердотельных и конечно-элементных моделей межтрубного пространства одного хода маслоохладителя и моделей холостых протечек масла в технологические зазоры предложена и обоснована методика проведения численных экспериментов при моделировании гидродинамических процессов в масляном пространстве маслоохладителей.

3. Проведен комплекс численных экспериментов по моделированию гидродинамических процессов при поперечном обтекании пучка гладких трубок и пучка ПВТ с открытыми технологическими зазорами при различных геометрических характеристиках этого узла, параметрах профилирования ПВТ и различных температурах масел пяти марок: Т-22, Тп-22, Т-30, Т-46, ОМТИ.

4. Предложен и обоснован обобщенный параметр, характеризующий технологические зазоры в гладкотрубном пучке (калибр зазора — К^) и пучке ПВТ (калибр зазора — Ктт), определяющий величину гидравлического сопротивления в этих конструктивных элементах маслоохладителей ПТУ.

5. Получены обобщенные зависимости для определения коэффициентов гидравлического сопротивления технологических зазоров в пучках гладких трубок и в пучках ПВТ с учетом различных геометрических параметров этого узла и различных параметров профилирования трубок. Установлено, что гидравлическое сопротивление зазоров в пучках из ПВТ в среднем в 2,2 раза ниже, чем у гладкотрубных пучков. Получены обобщенные зависимости для определения скоростей масла в технологических зазорах, которые рекомендуются при теплогидравлических расчетах маслоохладителей с гладкими трубками и ПВТ.

6. Созданная с применением современных концепций конструирования твердотельная модель маслоохладителя позволила в значительной степени повысить степень унификации сборочных единиц этого изделия, что делает возможным сокращение сроков выпуска рабочей проектной документации и минимизирует количество ошибок.

7. Уточнена и верифицирована опытными данными промышленных и стендовых испытаний методика позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей. Максимальное относительное отклонение опытных и расчетных данных по гидравлическому сопротивлению с масляной стороны не превышает 3,5 %, а по температуре масла на выходе из аппарата — 0,3 °С. На основе уточненной в рамках настоящей работы методики позонного расчета проведено комплексное исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей ПТУ на тепловую эффективность аппаратов и сформулированы наиболее рациональные конструкторские решения при проектировании новых и модернизации существующих теплообменников этого типа. Выработаны рекомендации для инженерной практики.

Публикации по теме диссертации по списку ВАК

1. Разработка методики выбора направлений реинжиниринга проектных работ для обеспечения непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паротурбинных установок тепловых электростанций/ В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // «Информационные технологии в проектировании и производстве». 2006. №2. С. 27—33.

2. Система информационной поддержки принятия управленческих решений при техническом обслуживании оборудования ТЭС / К.Э. Аронсон, H.H. Акифьева, В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов, A.C. Руденко // «Электрические станции». 2006. № 10. С. 55—61.

3. Исследование концептуальной модели информационной поддержки жизненного цикла элементов турбин и турбинного оборудования на этапе проектирования / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // «Тяжелое машиностроение». 2008. № 3. С. 9—11.

Основные публикации по теме диссертации

1. Применение CALS-технологий при производстве теплообменного оборудования паротурбинных установок / В.И. Брезгин, В.К. Купцов, Д.В. Брезгин // «Актуальные проблемы в современной энергетике». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2002. С. 28—31.

2. Исследование технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла изделия при производстве теплофикационных турбоустановок. / В.В. Кортенко, В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сб. научн.трудов - Харьков: Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного HAH Украины, 2003. Т.2. С. 453-458.

3. Концептуальная модель поддержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования. / В.И. Брезгин, Ю.М. Бродов, Д.В. Брезгин, A.A. Чубаров, К.Е. Мерзляков. // Труды 3-ей Международной научно-технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2004. С.158-161.

4. Интеграция данных о маслоохладителях в рамках концепции непрерывной информационной поддержки жизненного цикла турбинного оборудования / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. Материалы 4-ой Международной научно-практической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2004. с. 270—280.

5. Стратегия развития энергомашиностроения на примере турбинного завода / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы XXII Международной конференции. Ялта—Гурзуф, 2005,20—30 мая. С. 39—40.

6. Модель непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паротурбинных установок тепловых электростанций / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, A.A. Чубаров // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM 2005). Материалы 5-ой

Международной конференции САО/САМ/РБМ 2005. М. ¡Институт проблем управления РАН, 2005. С. 52—53.

7. Эффективные технологии проектирования маслоохладителей паротурбинных установок / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РОМ 2006). Материалы 6-ой Международной конференции САО/САМ/РОМ 2006. М.: Институт проблем управления РАН, 2006. С. 126—127.

8. Совершенствование методов проектирования и технологии производства турбин и турбинного оборудования / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, К.Е. Мерзляков, Поляева Е.Н. // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РОМ 2007). Материалы 7-ой Международной конференции САБ/САМ/РБМ 2007. М.: Институт проблем управления РАН, 2007. С. 112—115.

9. Совершенствование методов проектирования турбин и турбинного оборудования с использованием новых информационных технологий / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов, К.Е. Мерзляков // Совершенствование теплотехнического оборудования, реконструкция ТЭС, внедрение систем сервиса, диагностирования и ремонта. Материалы 5-ой международной научно-практической конференции. 2007, 28—30 марта. Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2008. С. 272—281.

10.Совершенствование расчетной подсистемы при проектировании МО энергетических паровых турбин / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (САО/САМ/РОМ 2008). Материалы 8-ой Международной конференции С АО/САМ/РОМ 2008. М.: Институт проблем управления РАН, 2008. С. 143— 147.

11 .Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2003612363 РФ. Теплогидравлический расчет маслоохладителей: программный комплекс / К.Э. Аронсон, Ю.М. Бродов, М.А. Ниренштейн, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Г.А. Локалов (Россия). № 2003611885; заявл. 01.09.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Программы

для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем». 2004. № 1(46). С. 29.

12.Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2003612283 РФ. «Эксплуатация» (ПК «Эксплуатация 3.0»): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э. Аронсон, И.Л. Кожевников, Т.В. Панова, Д.В. Брезгин (Россия). №2003611745; заявл. 07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем». 2004. № 1(46). С. 12.

Основные условные обозначения и сокращения ПВТ — профильная витая трубка; ПТУ — паротурбинная установка; ФМ — функциональная модель; А — гидравлический параметр зазора б2; В — коэффициент местного сопротивления зазора 82; — длина винтовой линии профилирования, мм; 5 — шаг накатки ПВТ, мм; 5] — поперечный шаг между центрами трубок, мм; — число ходов по воде; 2К — число ходов по маслу; с1тр — наружный диаметр трубок, мм; с/э— эквивалентный диаметр зазора б2, мм; к — глубина канавки ПВТ, мм; /2м — температура масла на выходе из маслоохладителя, °С; м>и — скорость масла в зазоре 82, м/с; АР — перепад давления в зазоре 52, Па; АРм — гидравлическое сопротивление масляного тракта маслоохладителя, Па;81 — технологический зазор между внутренней поверхностью корпуса и кольцевой

перегородкой; 62--технологический околотрубный зазор в перегородке; 8П —

толщина промежуточной перегородки, мм; 8^ — толщина стенки трубки, мм; С, — коэффициент гидравлического сопротивления зазора б2; V — коэффициент кинематической вязкости масла, м2 • с.р — плотность масла, кг/м3; Кгл — калибр зазора 62 в гладкотрубном пучке; Кпт — калибр зазора б2 в пучке из ПВТ;

Безразмерные числа Ей = АР / (р • м>м2) — Эйлера; Ие = (и>м • й?э) / V — Рейнольдса масла в зазоре.

Подписано в печать 17.03.2009 г. Формат 60x84 1/16

Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. 1,3

Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 Заказ 13 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел УГТУ—УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19 rio@mail.ustu.ru Ризография НИЧ УГТУ—УПИ 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Брезгин, Дмитрий Витальевич

Основные обозначения, сокращения и комплексы.

Введение.8*

1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования.

1.1. Конструкции серийных маслоохладителей паротурбинных установок.

1.2. Методики теплогидравлического расчета маслоохладителей паротурбинных установок.

1.3. Исследование проницаемости технологических зазоров в маслоохладителях паротурбинных установок.

1.4. Сопоставление результатов испытаний и теплогидравлических расчетов маслоохладителей по существующим методикам.

1.5. Сравнительный анализ современных концепций проектирования.

1.6. Выводы. Постановка задач исследования.

2. Разработка и анализ функциональной модели проектирования маслоохладителей паротурбинных установок.

2.1. Разработка функциональной модели.

2.2. Разработка и анализ структурных схем методик теплогидравлического расчета маслоохладителей.

2.3. Выводы.

3. Совершенствование методов расчета маслоохладителей паротурбинных установок.

3.1. Разработка методики численного моделирования процессов гидродинамики в масляном пространстве маслоохладителей.

3.1.1. Разработка твердотельной модели для расчетной подсистемы.

3.1.2. Выбор параметров конечно-элементной сетки.

3.1.3. Выбор и обоснование модели турбулентности.

3.1.4. Задание начальных и граничных условий задачи.

3.1.5. Установка критериев используемой математической модели вычисления.

3.1.6. Оценка полученных результатов и их сопоставление с экспериментальными и другими расчетными данными.

3.2. Моделирование течения масла в межтрубном пространстве маслоохладителя

3.3. Исследование проницаемости технологических зазоров в пучках гладких трубок.

3.4. Исследование проницаемости технологических зазоров в пучках из профильных витых трубок.

3.5. Уточнение методики позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей.

3.6. Исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей на теплогидравлические характеристики аппаратов.

3.6.1 Постановка задачи.

3.6.2. Величина технологических зазоров.

3.6.3. Количество ходов воды в аппарате.

3.6.4. Коэффициент теплопроводности материала трубок.

3.6.5. Наружный диаметр трубок поверхности теплообмена и другие конструктивные параметры трубного пучка.

3.6.6. Профилирование трубок поверхности теплообмена.

3.7. Выводы.

4. Разработка проектирующей подсистемы на основе современных концепций конструирования.

4.1. Проектирование компоновок трубных пучков.

4.2. Проектирование элементов трубной системы маслоохладителей.

4.2.1. Трубные доски.

4.2.2. Промежуточные перегородки.

4.2.3. Схема расположения промежуточных перегородок.

4.3. Проектирование корпуса, водяных камер и гибких мембран маслоохладителей .:г.

4.4. Выводы.

5. Апробация результатов разработки. Рекомендации для инженерной практики

5.1. Сопоставление результатов теплогидравлических расчетов маслоохладителей по уточненной позонной методике с результатами испытаний.

5.1.1. Стендовые испытания ЦКТИ маслоохладителя М-60-90.

5.1.2. Стендовые испытания ХТЗ маслоохладителя МО-53-4.

5.1.3. Испытания маслоохладителя МБ-125-165 на Московской ТЭЦ-23.

5.1.4. Испытания маслоохладителя МБ-270-3 3 0 на Сургутской ГРЭС-2.

5.2. Рекомендации для инженерной практики.

5.3. Выводы.

Введение 2009 год, диссертация по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, Брезгин, Дмитрий Витальевич

В условиях современных требований предприятий топливно-энергетического комплекса к эффективности, надежности теплообменного оборудования паротурбинных установок (ПТУ) и к срокам его поставки, необходим качественный подъем конкурентоспособности предприятий-производителей и проектных организаций, осуществляющих разработку комплекса проектной документации для теплообменных аппаратов. Наибольший вклад в увеличение конкурентоспособности предприятий дают методы повышения производительности труда и качества процесса проектирования. К числу таких методов относятся, прежде всего, методы, базирующиеся на современных информационных технологиях, обеспечивающих принципиально новые возможности на этом этапе жизненного цикла теплообменных аппаратов за счет:

• интеграции конструкторских и расчетных процедур в рамках единой системы автоматизированного проектирования;

• использования численных экспериментов для повышения качества проектных процедур.

Актуальность проблемы. Последнее десятилетие XX и начало XXI века характеризуются широкой компьютеризацией многих видов деятельности человека. Автоматизация коснулась торговой, коммерческой, банковской и производственной деятельности. Развиваться в таких условиях могут только те предприятия, которые применяют в своей деятельности современные информационные технологии. Именно информационные технологии, наряду с прогрессивными технологиями материального производства, позволяют существенно повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции при значительном сокращении сроков постановки на производство изделий, отвечающих запросам потребителей.

Проектирование маслоохладителей ПТУ является, несомненно, наукоемким процессом особенно при их совершенствовании, в том числе с использованием интенсифицирующих поверхностей теплообмена. В последнее время с целью повышения эффективности эксплуатации аппаратов широкое распространение в конструкциях маслоохлади8 телей получили профильные витые трубки (ПВТ), устанавливаемые вместо гладких трубок. Широкое использование информационных технологий для совершенствования маслоохладителей в соответствии с передовыми направлениями их развития, повышает конкурентоспособность этой конкретной продукции отечественного энергомашиностроения, а для проектирующих организаций, разрабатывающих и изготавливающих маслоохладители, позволяет:

• повысить качество выпускаемой проектно-конструкторской документации при минимизации ошибок, связанных с передачей информации;

• сократить сроки проектирования за счет создания банка данных и многократного использования выполненных ранее разработок;

• повысить надежность и эффективность эксплуатации разрабатываемого аппарата за счет использования обобщенных результатов экспериментальных исследований еще на стадии проектирования;

• повысить конкурентоспособность изделия за счет использования разработанных при проектировании твердотельных моделей сборочных единиц для создания технологической схемы производства деталей на станках с ЧПУ;

• повысить качество проектных работ и формализовать процесс проектирования маслоохладителей за счет расширения параметризации за пределы геометрических построений [1, 2]

Таким образом, совершенствование процесса проектирования маслоохладителей ПТУ является актуальной задачей, для решения которой, вследствие развития информационных технологий, создались в настоящее время благоприятные условия.

Для достижения указанной цели поставлен и решен ряд научно-технических задач, включающий в себя:

• исследование гидродинамики в конструкторско-технологическом узле «трубка -промежуточная перегородка» в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ при различных 9 геометрических характеристиках исследуемого узла на основе разработанной методики проведения численного эксперимента; получение обобщенных зависимостей для определения коэффициента гидравлического сопротивления технологических околотрубных зазоров в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ; уточнение методики позонного теплогидравлического расчета и верификация уточненной методики по данным промышленных и стендовых испытаний серийных маслоохладителей ПТУ; исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей ПТУ на теплогидравлические характеристики аппаратов с помощью уточненной методики позонного расчета; разработку твердотельных моделей маслоохладителей на основе современных концепций конструирования и объединения расчетной и проектирующей составляющих в рамках единой системы автоматизированного проектирования. Научная новизна работы.

Разработана функциональная модель процесса проектирования маслоохладителей ПТУ, создан словарь понятий и терминологии, используемых при проектировании маслоохладителей ПТУ.

Предложена и обоснована методика проведения численных экспериментов при моделировании гидродинамических процессов в масляном пространстве маслоохладителя.

Предложен комплекс геометрических параметров (Ки Кпвт - калибры зазоров в гладкотрубном пучке и пучке ПВТ), определяющих величину гидравлического сопротивления технологических зазоров в гладкотрубном пучке и пучке из ПВТ маслоохладителей ПТУ.

Получена обобщенная зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления околотрубных зазоров в промежуточных перегородках для гладкот-рубного пучка маслоохладителей ПТУ.

Впервые проведено исследование гидравлической проницаемости технологических зазоров между стенками отверстий в промежуточных перегородках и наружной поверхностью ПВТ численными методами. Получена обобщенная зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления околотрубных зазоров в пучках из ПВТ с различными геометрическими характеристиками профилирования трубок. Установлено, что гидравлическое сопротивление зазоров в пучках из ПВТ в

10 среднем в 2,2 раза ниже, чем в гладкотрубном пучке.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием современных методик системного структурного анализа; использованием сертифицированного программного обеспечения при проведении численных экспериментов; соответствием полученных результатов общепринятым физическим представлениям; удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментальных данных.

Практическая ценность работы заключается в том, полученные результаты использованы для уточнения методики позонного поверочного теплогидравлического расчета маслоохладителей ПТУ в части учета величин расходов масла в технологические зазоры. Комплексный анализ влияния геометрических и конструктивных характеристик элементов маслоохладителей на показатели их эффективности, проведенный на основе уточненной методики позонного теплогидравлического расчета, позволил выявить наиболее перспективные конструкторские решения, реализованные при разработке ряда аппаратов. На основе созданных твердотельных моделей основных сборочных единиц маслоохладителей ПТУ выявлены и обоснованы наиболее эффективные методы и приемы автоматизированного проектирования. Созданы таблицы семейств и шаблоны основных сборочных единиц маслоохладителей, позволяющие в автоматизированном режиме и в короткие сроки создавать рабочий комплект конструкторской документации. Выработаны рекомендации для инженерной практики.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при модернизации 20 серийных маслоохладителей и разработке серии новых маслоохладителей для турбин мощностью N=6.800 МВт. Ряд полученных результатов используются в УГТУ-УПИ при чтении лекций студентам по дисциплине «Теплообменники энергетических установок».

Автор защищает:

• разработанную функциональную модель проектирования маслоохладителей ПТУ;

• результаты численных экспериментов проницаемости технологических зазоров при поперечном обтекании маслом гладкотрубных пучков и пучков из ПВТ серийных маслоохладителей ПТУ;

• уточненную методику расчета маслоохладителей с гладкими и профильными витыми трубками, верифицированную в ряде стендовых и промышленных испытаний серийных маслоохладителей ПТУ;

• результаты комплексного исследования влияния геометрических и конструктивных характеристик элементов маслоохладителей ПТУ на показатели тепловой эффективности аппаратов, проведенного на основе уточненной методики теплогидравличо ского расчета маслоохладителей ПТУ с гладкими и профильными витыми трубками. Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в 15-ти печатных работах, в том числе в трех статьях, опубликованных в изданиях из перечня, рекомендуемого ВАК, и в материалах 8-ми Международных конференций. Получено два свидетельства Роспатента об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований; разработке функциональной модели проектирования; разработке методики проведения численного эксперимента по исследованию процессов гидродинамики в технологических зазорах масляного пространства маслоохладителей; планировании и проведении численных экспериментов; анализе и обобщении результатов численных экспериментов; разработке обобщенных расчетных зависимостей, уточнении алгоритмов теплогидравлического расчета маслоохладителей и рекомендаций по использованию полученных результатов; проведении комплексного исследования влияния геометрических и конструктивных характеристик элементов маслоохладителей ПТУ на показатели тепловой эффективности аппаратов по уточненной позонной методике; разработке твердотельных моделей, параметрических описаний основных геометрических характеристик конструкции, таблиц семейств и шаблонов основных сборочных единиц маслоохладителей ПТУ; обработке результатов стендовых и промышленных испытаний ряда маслоохладителей и оценке степени согласованности результатов расчета с опытными данными.

Заключение диссертация на тему "Совершенствование методов расчета и проектирования маслоохладителей паротурбинных установок"

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.

2. Система информационной поддержки принятия управленческих решений при техническом обслуживании оборудования ТЭС / К.Э. Аронсон, Н.Н. Акифьева, В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов, А.С. Руденко // «Электрические станции». 2006. № 10. С. 55—61.

4. Применение CALS-технологий при производстве теплообменного оборудования паротурбинных установок / В.И. Брезгин, В.К. Купцов, Д.В. Брезгин // «Актуальные проблемы в современной энергетике». Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2002. С. 28—31.

5. Исследование технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла изделия при производстве теплофикационных турбоустановок. / В.В. Кортенко, В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сб. научн.трудов - Харьков: Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, 2003. Т.2. С. 453-458.

6. Концептуальная модель поддержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования. / В.И. Брезгин, Ю.М. Бродов, Д.В. Брезгин, А.А. Чубаров, К.Е. Мерзляков. // Труды 3-ей Международной научно-технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук им. A.M. Прохорова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2004. С. 158-161.

7. Интеграция данных о маслоохладителях в рамках концепции непрерывной информационной поддержки жизненного цикла турбинного оборудования / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. Материалы 4-ой Международной научно-практической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГ-ТУ—УПИ, 2004. с. 270—280.

8. Стратегия развития энергомашиностроения на примере турбинного завода /

B.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы XXII Международной конференции. Ялта—Гурзуф, 2005, 20—30 мая. С. 39—40.

9. Модель непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паротурбинных установок тепловых электростанций / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, А.А. Чубаров // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM 2005). Материалы 5-ой Международной конференции CAD/CAM/PDM 2005. М. :Институт проблем управления РАН, 2005. С. 52—53.

10. Эффективные технологии проектирования маслоохладителей паротурбинных установок / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM 2006). Материалы 6-ой Международной конференции CAD/CAM/PDM 2006. М. : Институт проблем управления РАН, 2006.

C. 126—127.

11. Совершенствование методов проектирования и технологии производства турбин и турбинного оборудования / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, К.Е. Мерзляков, Поляева Е.Н. // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM 2007). Материалы 7-ой Международной конференции CAD/CAM/PDM 2007. М. : Институт проблем управления РАН, 2007. С. 112—115.

12. Совершенствование методов проектирования турбин и турбинного оборудования с использованием новых информационных технологий / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов, К.Е. Мерзляков // Совершенствование теплотехнического оборудования, реконструкция ТЭС, внедрение систем сервиса, диагностирования и ремонта. Материалы 5-ой международной научно-практической конференции. 2007, 28—30 марта. Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ—УПИ, 2008. С. 272—281.

13. Совершенствование расчетной подсистемы при проектировании МО энергетических паровых турбин / В.И. Брезгин, Д.В. Брезгин, Ю.М. Бродов // Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM 2008). Материалы 8-ой Международной конференции CAD/CAM/PDM 2008. М. : Институт проблем управления РАН, 2008. С. 143—147.

14. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2003612363 РФ. Теплогидравлический расчет маслоохладителей: программный комплекс / К.Э. Аронсон, Ю.М. Бродов, М.А. Ниренштейн, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Г.А. Локалов (Россия). № 2003611885; заявл. 01.09.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем». 2004. № 1(46). С. 29.

15. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2003612283 РФ. «Эксплуатация» (ПК «Эксплуатация 3.0»): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э. Аронсон, И.Л. Кожевников, Т.В. Панова, Д.В. Брезгин (Россия). № 2003611745; заявл. 07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам «Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем». 2004. № 1(46). С. 12.

Результаты докладывались на:

• 3-ей международной конференции CAD/CAM/PDM. Институт проблем управления РАН (Москва 2003г.);

• Всероссийской научно-технической конференции ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. (Екатеринбург 2002г.);

• 3-ей международной научно-технической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук им. A.M. Прохорова ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург 2004г.);

• 4, 5-ой международной научно-технической конференции ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (Екатеринбург 2004, 2005г.);

• XXII международной конференции. (Ялта-Гурзуф 2005г.);

• 5-ой, 6-ой,7-ой,8-ой международной конференции CAD/CAM/PDM. Институт проблем управления РАН (Москва 2005, 2006, 2007, 2008 г.);

Заключение

1. С целью формализации процесса проектирования, с учетом проведения дополнительных исследований и уточнения методики теплогидравлического расчета аппарата предложена и разработана функциональная модель процесса проектирования маслоохладителя, создан словарь понятий и терминологий, используемых при проектировании маслоохладителей ПТУ.

4. Предложен и обоснован обобщенный параметр технологических зазоров в гладкот-рубном пучке (калибр зазора Кг1)и пучке ПВТ (калибр зазора К„вт), определяющий величину гидравлического сопротивления в этих конструктивных элементах маслоохладителей ПТУ.

5. Получены обобщенные зависимости для определения коэффициентов гидравлического сопротивления в технологических зазорах в пучках гладких трубок и в пучках ПВТ с учетом различных геометрических параметров этого узла и различных параметров профилирования трубок. Установлено, что гидравлическое сопротивление зазоров в пучках из ПВТ в среднем в 2,2 раза ниже, чем у гладкотрубных пучков. Получены обобщенные зависимости для определения скоростей масла в технологических зазорах, которые рекомендуются при теплогидравлических расчетах маслоохладителей с гладкими трубками и ПВТ.

7. Уточнена и верифицирована опытными данными промышленных и стендовых испытаний методика позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей. Максимальное относительное отклонение опытных и расчетных данных по гидравлическому сопротивлению с масляной стороны не превышает 3,5 %, а по температуре масла на выходе из аппарата — 0,3 °С. На основе уточненной в рамках настоящей работы методики позонного расчета проведено комплексное исследование влияния геометрических параметров элементов конструкции маслоохладителей ПТУ на тепловую эффективность и сформулированы наиболее рациональные конструкторские решения при проектировании новых и модернизации существующих аппаратов. Выработаны рекомендации для инженерной практики.

Библиография Брезгин, Дмитрий Витальевич, диссертация по теме Турбомашины и комбинированные турбоустановки

1. Норенков И.П. Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 320с.

2. Трухний А.Д., Лосев С.М. Стационарные паровые турбины/ Под ред. Б.М. Трояновского. М.: Энергоиздат, 1981. 456 с.

3. С.М. Лосев. Паровые турбины и конденсационные устройства. Теория, конструкция и эксплуатация. Издание восьмое, переработанное. М.-Л.: Государственное энергетическое издательство, 1954г. 368 с.

4. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и дополн. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. -М.: Издательство МЭИ, 2001. -488 с.

5. Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. Под ред. Д.П. Бузина. М., «Энергия» 1976, 264 с.

6. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов 2-е изд., перераб. - М.: Издательство МЭИ, 2000. -408 с.

7. Теплообменники энергетических установок. Учебник для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин и др. Под редакцией профессора, д.т.н. Ю.М. Бродова. Екатеринбург 2003 / 968 с.

8. Бродов Ю.М., Аронсон К.Э., Рябчиков А.Ю. Маслоохладители в системах масло-оснабжения паровых турбин Екатеринбург: УГТУ, 1996. 103 с.

9. В.Н. Казанский, А. Е. Языков, Н.З. Беликова. Подшипники и системы смазывания паровых турбин 3-е изд., перераб и доп. - Челябинск: Цицеро, 2004, - 484 с.

10. Иванов В.А., Крылов Г.В., Рафиков Л.Г. Эксплуатация энергетического оборудования газопроводов Западной Сибири. М.: Недра, 1987. 144с.

11. ГОСТ 9916-77 Маслоохладители для стационарных паровых и газовых турбин Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1985. 7с.

12. П.И.Бажан, Г.Е. Канавец, В.М. Сильверстов. Справочник по теплообменным аппаратам-М.: Машиностроение, 1989. 365с.

13. В.А. Пермяков, Е.С. Левин, Г.В. Дивова. Теплообменники вязких жидкостей применяемых на электростанциях. Энергоатомиздат 1983.

14. Разработка и опытно-промышленная проверка комплекса мероприятий по повышению эффективности и надежности работы маслоохладителей. Бродов Ю.М., Арон-сон К.Э., Рябчиков А.Ю., Бухман Г.Д. Электрические станции, 1994г., №12, с.33-36.

15. В.А. Пермяков, Белоусов М.П., Даниленко Н.И. и др. Тепловые и гидравлические испытания маслоохладителя М-240. Труды ЦКТИ, 1969. Вып.94 С. 148-157.

16. Маслоохладители из труб с низкими спиральными ребрами. Е.Ф. Кузнецов, Р.И. Меш, И.Е. Шахнович. Энергомасшиностроение №11. 1965г. с.7-9.

17. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Байгалиев Б.Е. Теплогидравлический расчет и проектирование оборудования с интенсифицированным теплообменом. Казань: Изд-во Казан, гос техн. ун-та, 2004. 432с.

18. Эффективные поверхности теплообмена /Э.П. Калинин, Г.А. Дрейцер, И.З. Копп, А.С. Мякочкин. М.: Энергоиздат, 1998. 408с.

19. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов протурбин-ных установок. 3-е издание. Перераб. И дополн. / Под общей редакцией Ю.М. Бро-дова Ектеринбург ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 466с.

20. Модернизация маслоохладителей паротурбинных установок / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Ю.Рябчиков и др. //Теплоэнергетика 1999 №12 с. 24-27

21. Рябчиков А.Ю., Бродов Ю.М., Аронсон К.Э. Обобщение опыта эксплуатации теплообменных аппаратов ПТУ // Электрические станции. 2005 № 11 с. 33-88.

22. Олимпиев В.В. Влияние конструкции и технологии производства маслоохладителей типа МБ на эффективность их работы / В.В. Олимпиев // Теплоэнергетика. 2005. №5. С. 9-15.

23. Гоял, Гупта. Экспериментальная оценка рабочих характеристик кожухотрубных теплообменников с перегородками // Теплопередача. 1984. №4 с.66-73.

24. Бродов Ю.М. Конденсационные установки паровых турбин: учебное пособие для вузов / Ю.М. Бродов, Р.З. Савельев. М.: Энергоатомиздат, 1994. 288с.

25. Берман С.С. Расчет теплообменных аппаратов турбоустановок / С.С. Берман. М.; JL: Госэнергоиздат. 1962. 240 с.

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

27. Росинский А.З. Влияние конструктивных и параметрических факторов на теплоотдачу и сопротивление маслоохладителей / А.З. Росинский, Г.Г. Шкловер // Теплоэнергетика. 1970. №4. С. 88-91.

28. Шварц В.А. Теплообмен и потери давления в теплообменниках с перегородками типа диск-кольцо / В.А. Шварц, Е.А. Кобцева, И.Ш Бушлер // Энергомашиностроение. 1968. № 4. С. 23-24.

29. Андреев В.А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей / В.А. Андреев Л.: Энергия 1971. 152с.

30. Якимов Н.Д. Анализ эффективности маслоохладителя с интенсификацией теплообмена // Н.Д.Якимов, В.В. Олимпиев // Известия Вузов. Авиационная техника. 2001. № 1.С. 78-80.

31. Е.Ф. Кузнецов. Расчет гидродинамических и тепловых характеристик кожухотруб-ных теплообменников. Энергомашиностроение, 1978, № 12, с. 20-23.

32. Руководящий технический материал 108.020.126 80. Методика расчета и проектирования охладителей масла для систем маслоснабжения турбоустановок

33. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Разработка и обоснование методов совершенствования рекуперативных теплообменных аппаратов турбоустановок. Рябчиков А.Ю. Екатеринбург 2006г.

34. Истечение воды и турбинного масла через узкие кольцевые щели малой длины. B.C. Немиров, В.Ю. Яворский. Энергомашиностроение №7, 1965г. с.5-7.

35. Коэффициент расхода кольцевых щелей. А.А. Удовенко. Энергомашиностроение №4. 1966г.

36. Истечение вязкой жидкости через кольцевые и прямоугольные щели. Янынин Б.И. Сб. «Гидромашиностроение, №5». Изд. МВТУ им Н.Э. Баумана, 1949г.

37. Кузнецов Е.Ф. Теплоотдача и сопротивление кожухотрубных маслоохладителей // Энергомашиностроение. 1970. №3. С.42-45.

38. Кузнецов Е.Ф., ШахновичИ.Е. Кожухотрубные маслоохладители ГТУ и компрессорных машин. Энергетическое оборудование (НИИИНФОРМТЯЖМАШ), 1974, №3.

39. Результаты исследования маслоохладителя М-60 (МБ-63-90). В.А. Пермяков, Н.И. Даниленкова, Н.П. Прокофьева, Р.А. Шимкус, Г.В. Николаев. Труды ЦКТИ, вып.63, 1965 г.

40. Результаты испытаний головных образцов маслоохладителей МБ-20-30 и МБ-40-60. В.А. Пермяков, А.С. Гиммельберг, Н.И. Даниленкова, В.М. Данилов, Г.В. Дивова. Труды ЦКТИ, вып. 121, 1973г.

41. Тепловые и гидравлические характеристики маслоохладителя типа МО-53-4 ХТГЗ.

42. B.А. Шварц, И.Ш. Бушлер. Электрические станции №3, 1965г.

43. ГОСТ 2.001-93. ЕСКД. Общие положения.,

44. И.П. Норенков. Автоматизированное проектирование. Москва 2000г.

45. Официальные рекомендации Р 50.1.028 2001 ГОСТ России по применению стандартов IDEF для функционального моделирования.

46. Руководство пользователя Autodesk Inventor.

47. Автоматизированная система проектирования технологической оснастки для формирования листовых деталей. С.И. Феоктистов, В.А. Тихомиров. Информационные технологии в проектировании и производстве. № 1, 2004г. с. 67-74.

48. Методы интерактивного конструирования параметрических составных поверхностей. А.А. Дубанов. Информационные технологии в проектировании и производстве. № 3, 2004г. с.46-52.

49. Руководство пользователя РТС ProEngineer Wildfire.

50. Принципы , выбора системы для проведения инженерных расчетов.

51. C.Б. Захаржевский. Информационные технологии в проектировании и производстве. № 1, 2006г. с.51-56.

52. Основы САПР CAD/CAM/CAE. Ли К.- СПБ. Литер, 2004г. 560с.

53. В.И. Дубейковский. Практика функционального моделирования с ALLFusion Process Modeler. Где? Зачем? Как?-М: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004г.

54. Маклаков С.В. Создание информационных систем с ALLFusion Modeling Suite -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003г.

55. С.Свиридов, А.Курьян IDEF0: Функциональное моделирование деловых процессов. 1997г.

56. ГОСТ 2.103-68. ЕСКД. Стадии разработки.

57. ГОСТ 2.118-73. ЕСКД. Техническое предложение.

58. ГОСТ 2.119-73. ЕСКД. Эскизный проект.

59. ГОСТ 2.120-73. ЕСКД. Технический проект.

60. ГОСТ 19.701-90. ЕСКД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем.

61. Экспериментальное исследование теплообмена при обтекании вязкой жидкостью пучков гладких и профилированных трубок применительно к маслоохладителям турбоустановок. Бродов Ю.М. Аронсон К.Э. Рябчиков А.Ю. Локалов Г.А. Теплоэнергетика. №3 2008г. с. 13-17.

62. Руководство пользователя Star ССМ+.

63. Метод конечных элементов и САПР. Ж.К. Сабоннадьер, Ж.Л. Кулон. Пер. с франц. М.: Мир. 1989г. 190с.

64. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб. Ю.А. Быстров, С.А. Исаев, Н.А. Кудрявцев, А.И. Леонтьев. СПб.Судостроение, 2005г. 392с.

65. Идентификация самоорганизующихся смерчеобразных структур при численном моделировании турбулентного обтекания лунки на плоскости потоком вязкой несжимаемой жидкости. С.А. Исаев, А.И. Леонтьев, П.И. Баранов. Письма в ЖТФ, 2000г., том №26, выпуск 1.

66. Моделирование турбулентных течений. И.А. Белов. С.А. Исаев. Учебное пособие. СПб, 2001г.- 109с.

67. Алгебраические модели турбулентности для пристенных канонических течений. Ю.В. Лапин, А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец. Научно технические ведомости 2. 2004г.

68. Fluent Documentation http://www.engres.odu.edU/Applications/fluent6.2/help/index.htm

69. Белов И.А. Модели турбулентности: Учебное пособие. Л.: ЛМИ, 1986. 100с.

70. И.Е. Идельчик. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1992-672с.

71. Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Комплексное обоснование эффективности применения профильных витых труб в теплообменных аппаратах паровых турбин. Бродов Ю.М. Екатеринбург 1987г.

72. Ларионов И.Д. Описание формы поверхности профильных витых труб. /И.Д. Ларионов, Ю.М. Бродов, А.Ю.Рябчиков, А.И. Смык //УПИ. Деп в. НИИЭин-формэнергомаш. 1985г. №248эм-85Д.

73. Ларионов И.Д. Геометрические характеристики профильных витых труб. / И.Д. Ларионов, Ю.М. Бродов, А.Ю.Рябчиков //УПИ. Деп в. НИИ экономики. 1986г. №288-ЭМ.

74. Влияние перетечек рабочей среды между ходами на тепловую характеристику теплообменника. Е.Ф. Кузнецов. Энергомашиностроение. 1979г., №4 с. 14-15

75. Анализ повреждаемости маслоохладителей паровых турбин / В.Н. Казанский, Р.Н. Смолин, А.С. Щекина, Н.П. Яковлева // Энергомашиностроение. 1982г. №2. с.32-33.

76. Справочник металлиста. В 5-и томах. Т.2. Под ред. А.Г.Рахиггадта и В.А.Брострема. М., Машиностроение, 1976.

77. Теплообменное оборудование паротурбинных установок: отраслевой каталог. М.:НИИЭинформэнергомаш, 1984г. 287с.

78. Bourke Paul. Determining if a point lies on the interior of a polygon. 1987. -http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/geometry/insidepoly/.

79. Лащинский А.А., Толчинский A.P. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М.-Л., Машгаз, 1963г. 470с.

80. Справочник машиностроителя. Том 3. Под редакцией В. Серенсена. М.-Машгиз. 1962г. В 6 томах.

81. Расчет теплообменных аппаратов паротурбинных установок. Учебное пособие /Ю.М. Бродов, М.А. Ниренпггейн. Екатеринбург: УГТУ, 2001. 373с.

82. Расчет трубных досок теплообменных аппаратов на прочность: Руководящие указания. Л.: ОНТИЦКТИ, 1965. Вып.12. 22с.р—7ГТл ——г---——,---1.—^ Sf X

Похожие работы

Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение
05.04.00