Федоровский Константин Юрьевич — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Энергоустановки морских судов и сооружений»
299053, ул. Университетская, 33, г. Севастополь
Fedorovskiy Konstantin Yu. — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Power Installations of Marine Vessels and Structures
299053, Universitetskaya 33st., Sevastopol
Гриненко Надежда Константиновна — кандидат технических наук, доцент кафедры «Энергоустановки морских судов и сооружений»
299053, ул. Университетская, 33, г. Севастополь
Grinenko Nadezhda K. — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Power Plants of Sea Vessels and Structures
299053, st. Universitetskaya 33, Sevastopol
В работе рассмотрен метод повышения эффективности замкнутых систем охлаждения судовых энергетических установок, исключающих потребление забортной воды. Отмечается, что широко распространенные в настоящее время разомкнутые системы охлаждения, предусматривающие потребление забортной воды, подвержены засорению, особенно в загрязненной акватории, что может привести к прекращению работы энергоустановки. Обращается внимание на то, что особенно при эксплуатации судна в районах интенсивного рыболовства наносится существенный ущерб рыбным ресурсам, происходит интенсивное уничтожение планктона как основы пищевой цепочки. Предложена интенсификация процессов теплоотвода, позволяющая снизить массогабаритные показатели замкнутых систем, обеспечив тем самым их более широкое внедрение в судостроении. Задачей исследование является определение наиболее эффективных методов такой интенсификации. На примере судового обшивочного теплообменного аппарата исследована возможность использования с этой целью газожидкостных струй. Были проведены визуальные и теплотехнические исследования на моделях обшивочных аппаратов. Выполнено моделирование наихудших условий их работы (теплоотдача при свободной конвекции), когда забортная вода неподвижна относительно корпуса судна. Визуальные исследования показали, что всплывающие пузырьки воздуха имеют поперечные пульсации, разрушающие пристенный пограничный слой, формирующийся вдоль теплоотдающей поверхности, который препятствует процессу теплоотвода. Теплотехнические исследования подтвердили существенное (в десять и более раз) увеличение теплоотдачи. Причем этот эффект усиливается по мере уменьшения температурного напора между теплоотдающей поверхностью и забортной водой, что очень важно при нахождении судна в экваториальных водах. Данный метод интенсификации процесса сопоставлен со случаем создания (например, посредством насоса) локального течения заборной воды вдоль поверхности такого теплообменника. Определено, что последний уступает по эффективности газожидкостным струям. Сделан вывод о том, что использование этого достаточно простого метода интенсификации теплоотвода замкнутых систем охлаждения обеспечит их более широкое внедрение в практику судостроения.
The paper considers a method for increasing the efficiency of closedloop cooling systems of ship power plants that exclude the consumption of seawater. It is noted that currently widespread openloop cooling systems that provide for the consumption of seawater are subject to clogging, especially in polluted waters, which can lead to a shutdown of the power plant. Attention is drawn to the fact that, especially when operating a vessel in areas of intensive fishing, significant damage is caused to fish resources, and plankton as the basis of the food chain is intensively destroyed. An intensification of heat removal processes is proposed, which allows reducing the weight and size indicators of closed systems, thereby ensuring their wider implementation in shipbuilding. The objective of the study is to determine the most effective methods of such intensification. Using a ship casing heat exchanger as an example, the possibility of using gasliquid jets for this purpose was studied. Visual and thermal engineering studies were carried out on models of casing devices. The worst conditions of their operation (heat transfer under free convection) were simulated, when the outside water is motionless relative to the vessel hull. Visual studies showed that the emerging air bubbles have transverse pulsations that destroy the wall boundary layer formed along the heat transfer surface, which impedes the heat removal process. Thermal engineering studies confirmed a significant (ten times or more) increase in heat transfer. Moreover, this effect increases as the temperature difference between the heattransfer surface and the outside water decreases. This is important when the vessel is in equatorial waters. This method of process intensification is compared with the case of creating (for example, by means of a pump) a local flow of intake water along the surface of such a heat exchanger. It was determined that the latter is inferior in efficiency to gasliquid jets. It is concluded that the use of this fairly simple method of intensifying heat removal of closed cooling systems will ensure their wider implementation in shipbuilding practice.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.