Реєстраційний номер
0215U007642,
0114U000573
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
"Розробка енергозберігаючих технологій в газопаротурбінних установках для отримання електроенергії, теплоти і води у посушливих регіонах України"
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Барабаш Петро Олексійович,
Дата реєстрації
16-12-2015
Організація виконавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", теплоенергетичний факультет
Опис етапу
Об'єкт дослідження - - термодинамічні та тепломасообмінні процеси в циклі газопаротурбінної установки. Мета роботи - Розробка технології охолодження циклового повітря контактної газопаротурбінної установки з утилізацією теплоти і маси робочого тіла при комплексному споживанні електроенергії, теплоти і води. Інтенсифікація процесу диспергації рідини за рахунок використання перегрітої води дозволило розробити нову технологію дрібнодисперсного розпилення води без застосування високого початкового тиску, що значно спростило систему подачі води в потік циклового повітря з метою реалізації високоефективного процесу випарного охолодження циклового повітря ГТД. Застосування перегрітої води реалізує вибухове скипання водяного струменя на виході з форсунки, що дозволило досягти необхідну якість розпилення без використання високих тисків та форсунок складної конструкції. За результатами роботи розроблено, виготовлено та випробувано в лабораторних умовах форсунки для реалізації випарного охолодження із застосуванням перегрітої води. Експериментальне дослідження еволюції струменя перегрітої води із застосуванням поетапного розгляду процесу, починаючи з адіабатного скипання в соплі і закінчуючи утворенням крапель на його виході дозволило отримати оптимальні геометричні та режимні параметри для системи розпилення перегрітої води а також підтвердити високу ефективність охолодження повітря перегрітою водою на вході в газотурбінний двигун. Уточнення математичної моделі нестаціонарного процесу випаровування крапель із врахуванням процесу випаровування перегрітої води в рухомому потоці повітря дозволило оцінити проміжок часу температурної релаксації одиночної краплі перегрітої води, а також аналітично знайти діаметр краплі в кінці процесу охолодження в залежності від довжини ділянки випаровування та початкових параметрів води і повітря. На основі проведених досліджень розроблено принципову схему газопаротурбінної установки з охолодженням циклового повітря перегрітою водою та надано рекомендації для проектування вхідного повітряного колектора ГТУ з системою розпилення перегрітої води, що забезпечують надійний та ефективний режим роботи компресора. В результаті вдається на 6…8% підвищити корисну потужність установки. ВИПАРНЕ ОХОЛОДЖЕННЯ, ПЕРЕГРІТА ВОДА, КОНТАКТНА ГАЗОПАРОТУРБІННА УСТАНОВКА, ТЕПЛОВА СХЕМА, КОНТАКТНИЙ ТЕПЛОМАСООБМІН
Опис продукції
Розроблено нову технологію дрібнодисперсного розпилення води без застосування високого початкового тиску, що значно спрощує систему подачі води в потік циклового повітря з метою його охолодження. Уточнено математичну модель нестаціонарного процесу випаровування крапель, яка враховує процес випаровування перегрітої води в рухомому потоці повітря, що дозволило, оцінити проміжок часу температурної релаксації одиночної краплі перегрітої води, а також знайти діаметр краплі в кінці процесу охолодження в залежності від довжини ділянки випаровування та початкових параметрів води і повітря. Експериментально підтверджено високу ефективність охолодження повітря перегрітою водою в стендових умовах. Запропоновано принципову схему газопаротурбінної установки з охолодженням циклового повітря перегрітою водою. Розроблено рекомендації для проектування вхідного повітряного колектора ГТУ з системою розпилення перегрітої води, які забезпечують надійний та ефективний режим роботи компресора.
Автори роботи
Барабаш Петро Олексійович
Голубєв Олексій Борисович
Кутра Дмитро Сергійович
Петренко Валерій Георгійович
Рачинський Артур Юрійович
Соломаха Андрій Сергійович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
