Тепловая эффективность экологически безопасных замкнутых систем охлаждения СЭУ

Рассмотрены вопросы эффективности теплоотвода обшивочных теплообменных аппаратов замкнутых систем охлаждения судовых энергетических установок. Использование таких систем позволяет получить технические и экологические преимущества при эксплуатации судна. Последнее обеспечивает сохранение рыбных ресурсов морей и континентальных водоемов. Показано, что наихудшие условия теплоотвода имеют место при стоянке судна. При этом теплоотдача от наружной поверхности судовой обшивки к забортной воде осуществляется при свободной конвекции. Данный режим является основным расчетным. В случае движения судна теплоотвод существенно возрастает, поскольку выполняется при вынужденной конвекции. Для случая стоянки судна представлены результаты экспериментальных теплотехнических исследований на модели площадью 1 м². Показано, что эффективность теплоотвода существенно зависит от ориентации судовой обшивки температурного напора в аппарате. Переход от днищевого расположения аппарата к бортовому, а также увеличение температурного напора обеспечивают большую тепловую эффективность. На основе полученных обобщающих уравнений подобия для случая стоянки судна разработана методика теплотехнического расчета. Достоверность данной методики полностью подтверждена результатами испытания теплообменника площадью 100 м² на самоходном плавкране пр. 15201. При этом показано, что полученные обобщающие уравнения подобия имеют особенности по сравнению с известными вследствие особенности происходящих процессов в таких аппаратах. В случае движения судна также определены обобщающие уравнения подобия. При этом использованы полученные результаты собственных испытаний таких аппаратов на плавкране пр. 15201, а также результаты испытаний других исследователей на различных судах.

1. Шурпяк В. К. Учет особенностей систем охлаждения при оценке энергетической эффективности судов / В. К. Шурпяк // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2014. — № 37. — С. 51–55.

2. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов. — СПб.: ЦНИИМФ, 2009. — 28 с.

3. How power plants kill fish&damage our water ways [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://blogs.sierraclub.org/compass/2011/08/how-power-plants-kill-fish-damage-our-waterways-.html (дата обращения: 11.11.2020).

4. Specifying a Trawler [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://bluewater-trawlers.blogspot.com/2008/11/hull-construction.html (дата обращения 21.12.2021).

5. Specialty Gridcooler Keel Coolers [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.fernstrum.com/products/gridcooler-keel-cooler/specialty-coolers/ (дата обращения 21.12.2021).

6. Федоровский К. Ю. Теплопередача через обшивку корпуса судна и особенности происходящих процессов / К. Ю. Федоровский // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. — 2018. — № 4–2 (330). — С. 168–172.

7. Клеверова В. Теплообмен при свободной конвекции / В. Клеверова, А. Бакиржанкызы // Global Science and Innovations: Central Asia. — 2021. — Т. 7. — № 1 (12). — С. 111–115.

8. Саньков В. И. Исследование теплообмена при вынужденной конвекции / В. И. Саньков, С. Ж. Иманалиева // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. — 2021. — № 4 (60). — С. 87–91.

9. Барышева О. Б. Тепломассообмен в теории и на практике / О. Б. Барышева, Е. В. Варсегова. — Казань: ООО «Бук», 2021. — 234 с.

10. Федоровский К. Ю. Влияние покраски и биообрастания корпуса судна на теплоотвод замкнутой системы охлаждения энергоустановки / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская, В. В. Ениватов, Д. В. Бурков // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. — 2021. — № 1. — С. 61–70. DOI: 10.47404/2619-0605_2021_1_6.

11. Федоровский К. Ю. Замкнутые системы охлаждения судовых энергетических установок / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская. — М.: Вузовский учебник, 2017. — 160 с