Registration Number
0826U003742, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
21-08-2026
popup.evolution
.
Title
Improving the Efficiency of Surface Ship Power Plants Using Thermal Energy Storage Systems
Author
Heorhii V. Kuznetsov,
popup.head Юрій М. Харитонов
popup.opponent Ihor V. Hrytsuk
popup.opponent Olga Khliyeva
popup.review Oleksandr K. Cherednichenko
popup.review Bohdan M. Lychko
popup.rada
Admiral Makarov National University of Shipbuilding
Description
Застосування утилізації скидної теплоти є одним із перспективних напрямків підвищення ефективності енергетичних установок надводних кораблів і суден. Одним із актуальних напрямків є використання низькопотенційної теплоти для потреб енергетичної установки, корабельних систем та екіпажу. Незважаючи на значну кількість досліджень у галузі теплоакумулюючих систем, питання створення високоефективних теплоакумулюючих систем з фазовим переходом для корабельних енергетичних установок залишаються недостатньо розробленими. Використання сучасних методів математичного моделювання, обчислювальної гідродинаміки та фізичного моделювання дозволяє досліджувати процеси акумуляції, збереження та використання скидної теплоти з достатньою достовірністю.
Метою роботи є підвищення ефективності енергетичних установок надводних кораблів застосуванням теплоакумулюючих систем.
Вперше обґрунтовано методологію вибору теплоакумулюючих матеріалів на основі трьох інтегральних показників, що враховують теплофізичні властивості, конструктивні обмеження теплоакумулятора та експлуатаційні цикли кораблів. Доведено можливість підвищення ефективності енергетичних установок застосуванням теплоакумулюючих систем простої та гібридної структур при використанні джерел скидної теплоти з різними температурними потенціалами. Для кораблів різних класів забезпечено скорочення часу запуску головних дизельних двигунів від 2 до 7 хв та зменшення витрати палива на один запуск від 26 до 214 кг. Отримано експериментальні характеристики шумоглушника-теплоакумулятора з однією капсулою, що містить 3 кг манітолу, визначено режими роботи при масових витратах відпрацьованих газів 0,11–0,16 кг/с, температурах 440–650 К та скороченні часу зарядки до 20 хв при температурі близько 660 К. Вдосконалено метод прогнозування процесів комплексної акумуляції теплоти різних джерел у гібридних системах на основі концепції ефективної теплоємності. Подальший розвиток отримав підхід до багаторівневого об’єктно-орієнтованого моделювання суднових енергетичних установок.
Наукове значення полягає у розвитку методів математичного моделювання процесів акумуляції, збереження та використання скидної теплоти. Практичне значення полягає у розробленні конструктивних схем теплоакумулюючих систем для головних двигунів потужністю 1–8 МВт та допоміжних двигунів потужністю 25–920 кВт. Результати впроваджено у ТОВ «Дослідно-проектний центр кораблебудування», ТОВ Zaliv Ship Design та в навчальному процесі НУК імені адмірала Макарова.
У першому розділі проаналізовано сучасний стан розвитку теплоакумулюючих систем і методів утилізації скидної теплоти. Другий розділ присвячено методології досліджень, математичному моделюванню, розробленню математичних моделей та їх верифікації. У третьому розділі наведено результати тривимірного моделювання процесів у теплоакумуляторах. Четвертий розділ містить результати експериментальних досліджень моделі шумоглушника-теплоакумулятора. У п’ятому розділі обґрунтовано впровадження теплоакумулюючих систем та розроблено практичні рекомендації щодо використання теплоти систем газовипуску, охолодження та мастильної системи.
Registration Date
2026-07-17
popup.nrat_date
2026-07-17 / 2026-08-24
