— нутації вихрового ядра викликаються коливаннями його аксіальної швидкості і створюють додатковий градієнт тиску, а область їх існування обмежена зовнішньою границею потока і зоною зворотних струмів закрученого потоку;

— радіальна швидкість різко падає в початковий період часу (до 30 с), а далі переходить у загасаючі коливання, що викликається нутацією вихрового ядра при його прецесії в обертовому потоці газу; ріст додаткового градієнту тиску з часом свідчить про зміну осереднього профілю швидкості внаслідок коливань вихрового ядра, що рухається в обертовому потоці;

— у поперечному перерізі обертового струменя спостерігається досягнення максимуму амплітуди коливань швидкості в області розташування вихрового ядра, що свідчить про обмеження поширення поперечних хвиль, створюваних прецесуючим вихровим ядром. У той же час у подовжньому напрямку, починаючи від границі зони зворотних струмів і до зовнішнього прикордонного закрученого потоку відбувається збільшення амплітуди коливань швидкості;

— залежність амплітуди від часу характеризується гармонійним характером, а період коливань швидкості закрученого потоку дорівнює 60 с.

2. На основі порівняльного аналізу процесів стійкості в обертових потоках і обертових твердих тілах вперше отримана теоретична залежність ступеня крутки потоку від витрати газу, частоти коливань вихрового ядра і конструктивних параметрів в умовах стійкості самого закрученого потоку, яка показала, що ступінь крутки потоку прямо пропорційна частоті коливань прецесуючого вихрового ядра і протилежно пропорційна квадрату масової витрати газу; тобто забезпечення стійкості закрученого потоку при варіюванні витрати вимагає відповідної зміни ступеня крутки чи впливу на частоту коливань прецесуючого вихрового ядра.

3. Розроблені аналітичні моделі взаємодіючих обертових потоків при наявності в них ПВЯ на основі теорії шляху змішання Прандтля дозволили встановити, що:

— при взаємодії паралельних обертових потоків існує періодичність коливань результуючої швидкості (tпер=60 с), подібна до періодичності одиночного струменя, але з більшою амплітудою коливань швидкості, при цьому має місце збіг фаз коливань, що виникають в обертових струменях внаслідок прецесії і нутації вихрових ядер при зсуві вісей струменів у горизонтальній площині на відстань кратну 2 діаметрам струменів, крім того, швидкості взаємодіючих обертових струменів складаються не по всій довжині, а тільки на короткої ділянці, де відбувається збіг зовнішніх шарів;

— при змішанні двох вільних обертових струменів, спрямованих під кутом що сходиться, максимуми швидкостей зростають зі збільшенням кута між вісями взаємодіючих обертових струменів; при цьому, на відміну від поля швидкості в паралельних струменях, максимум швидкості, що утвориться, у результаті взаємодії струменів зі збільшенням кута має меншу величину, внаслідок зменшення довжини шляхів взаємодії струменів;

— аналіз результуючої швидкості двох зустрічних, зміщених у горизонтальній площині струменів, що обертаються показав, що швидкість у поперечному перерізі в точках витікання струменів змінюється подібна до одиночного струменя до середини відстані між струменями, а після відповідає профілю швидкості при взаємодії зустрічних обертових потоків; при цьому поле швидкостей розшарується у залежності від величини зсуву, що породжується зміною області взаємодії струменів;

— збільшення швидкості відбувається в більш широкій області у порівнянні з іншими видами злиття обертових струменів і на всій відстані між зустрічно- зміщеними в горизонтальній площині взаємодіючими струменями, а відзначена еволюція піка швидкості, викликаного додаванням швидкостей взаємодіючих струменів, визначає оптимальне співвідношення lсм/lр =0,25 між величиною зсуву струменів у горизонтальній площині і відстанню між точками їхнього витікання.

4. Отримано теоретичну залежність від масової витрати і максимальної осьової швидкості повітря в області стійкої рівноваги для умов виключення резонансу при взаємодії двох обертових потоків із прецесуючими вихровими ядрами, що дозволяє забезпечити роботу теплоенергетичного обладнання в широкому діапазоні навантажень.

5. Експериментальні дослідження вільного ізотермічного обертового потоку з розвиненою зоною зворотних струмів і прецесуючим вихровим ядром показали, що розподіли радіальної і тангенціальної складових швидкості при видаленні від зрізу патрубка мають максимум, що дзеркально змінює своє положення що-до центральної вісі з кроком рівним 1 калібру внаслідок впливу вихрового ядра на структуру потоку; при цьому аксіальна складова характеризується наявністю на початковій ділянці позитивних і негативних швидкостей, поділ яких відпо-відає зовнішній і внутрішній частині обертового струменя, а зміна її по довжині має чотири ділянки, що обумовлено наявністю зони зворотних струмів.

6. Аналіз результатів експериментальних досліджень швидкості при паралельній взаємодії обертових струменів виявив, що радіальна складова швидкості має три максимуми; при цьому взаємодія рівнобіжних обертових потоків відбувається на вузькій ділянці, рівній ширині зовнішнього шару струменя, а поява симетричних повторних максимумів тангенціальної швид-кості відбувається внаслідок сумарної дії зовнішньої частини струменя і ПВЯ.

7. Дослідження швидкості при різних кутах злиття струменів показали, що розподіл радіальної швидкості має максимум на відстані двох калібрів; при цьому збільшення кута сходження обертових струменів відокремлює максимум радіальної швидкості від периферійної області зоною зворотних струмів, що викликано збільшенням кута “атаки” струменів при їх взаємодії, що доводиться аналогією профілів радіальної швидкості в паралельних струменях і що сходяться під кутом у 45?. Тангенціальна і аксіальна складові швидкості по абсолютній величині менше, ніж при взаємодії рівнобіжних обертових потоків, але сама область взаємодії при кутах у 45? і 60? більш протяжна.

8. Експериментальні дослідження поля швидкостей, що утворюється при взаємодії зустрічних, зміщених у горизонтальній площині обертових струменів показали, що:

— зсув вісей струменів збільшує область взаємодії радіальної складової швидкості, а розташування максимумів і мінімумів у різних перетинах виявило наявність перемежованих областей взаємодії і витиснення струменів один одним;

— збільшення тангенціальної швидкості починається зі зсуву осей струменів у 1 діаметр, при цьому отриманий розподіл якісно збігається з розподілом при взаємодії зустрічних, одноїменно обертових потоків, що можливо при взаємодії внутрішніх до зони зворотних струмів шарів одного струменя з зовнішніми шарами іншої;

— область, де відбувається додавання швидкостей, значно перевищує аналогічні області будь-яких розглянутих раніше видів взаємодії обертових струменів.

9. Дослідження коливань швидкості вільного ізотермічного закрученого струменя з прецесуючим вихровим ядром показали, що на ділянці, де існує зона зворотних струмів, коливання радіальної і тангенціальної складових швидкості спостерігаються в місцях їхніх максимальних значень -- у периферійних шарах струменя, а після зони зворотних струмів відбувається збільшення амплітуди коливань швидкості відносно середніх її значень, але сталість абсолютної величини коливань підтверджує припущення про наявність нутації прецесуючого вихрового ядра, як механізму утворення коливань. При цьому найбільш нестійкою областю у вільному закрученому струмені, відповідає зона на відстані 3, 4 калібрів від початку струменя, де розташовується максимум амплітуди коливань аксіальної складової швидкості, а період коливань швидкості складає 60 с, що підтверджує дані теоретичних досліджень.

10. Результати експериментальних досліджень коливань швидкості в обертових зустрічних, зміщених у горизонтальній площині струменях показали, що коливання тангенціальної складової швидкості виникають у центральній частині вже при зсуві вісей на 1 діаметр і зростають зі збільшенням міжвісьової відстані, що викликається зіткненням взаємодіючих шарів у нижній частині результуючої течії і додаванням коливань у прилягаючих до них областях, при цьому період коливань практично постійний і дорів- нює 60 с.

11. Розроблено комплекс програм, що дозволяє одержати дані про стійкість окремих обертових потоків, величину сили, що виникає при прецесії вихрового ядра, впливу взаємодії обертових струменів на стійкість створюваної структури.

12. Запропоновано нові способи інтенсифікації передачі тепла в камерах згорання, що полягає у взаємодії двох зустрічних обертових потоків, зсув яких відносно один до одного формує необхідне результуюче поле швидкостей у залежності від конфігурації топкової камери. Техніко-економічний аналіз запропонованого способу управління аеродинамічною обстановкою в камері згорання показав, економію в 4,1 м3 газу на кожен кВт використаної потужності за опалювальний період, а термін окупності при впровадженні заходів складає 5,5 років.

Основні положення опубліковані в наступних роботах

Публікації у фахових виданнях:

1. Стоянов Н.И., Зайцев О.Н., Афтанюк В.В. Практикум по защите воздушного бассейна: Учебное пособие. - Одесса: НМУ МОУ, 2000. - 57 с.

2. Гогунский В.Д., Зайцев О.Н. Моделирование закрученного теплового потока при взаимодействии со встречной конвективной струей //Труды ОПУ. - Одесса: ОДПУ. -1999. - №3(9). - С. 128-130.

3. Пульсации скорости закрученных струй при различных волновых числах колебаний вихревого ядра / Гогунский В.Д., Зайцев О.Н., Нефедов Е.В., Донченко С.Б., Рутовский Д.О.// Вісник ОДАБА. - Одеса: ОДАБА.-2003. - №9. - С. 60-63.

4. Зайцев О.Н. Анализ устойчивости результирующего течения при взаимодействии встречных закрученных потоков газа в теплоэнергетических установках // Холодильна техніка і технологія. - 2002. - № 4(78). - С.26-28.

5. Зайцев О.Н. Влияние прецессии вихревого ядра на поле скоростей при сжигании газа в вихревых горелках // Труды ОПУ. - Одесса: ОНПУ. - 2002. -№1(17).- С. 88-90.

6. Зайцев О.Н. Влияние степени крутки на устойчивость структуры закрученного потока // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2003.- № 4.- С.73-75.

7. Зайцев О.Н. Встречные смещенные закрученные потоки в многоступенчатых пылеуловителях // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2002. - № 3.-С. 78-79.

8. Зайцев О.Н. Исследование несоосных встречных закрученных потоков //Труды ОПУ. - Одесса: ОНПУ. - 2001.- №1(13). - С. 77-79.

9. Зайцев О.Н. Исследование прецессии вихревого ядра в закрученном потоке газа //Вестник “ХПИ”. Тематический выпуск “Химия, химическая технология и экология”. - Харьков: НТУ “ХПИ”. - 2002. - №2. - Т. 2. - С. 43-46.

10. Зайцев О.Н. Исследования процессов локализации тепловых выбросов закрученными потоками // Экотехнологии и ресурсосбережение.-2002.-№6.- С. 70-72.

11. Зайцев О.Н. Моделирование зоны смешения, образованной взаимодействием двух встречных, смещенных в горизонтальной плоскости закрученных струй // Вісник ОДАБА. - Одеса: ОДАБА. - 2003. - №10. - С. 81-86.

12. Зайцев О.Н. Моделирование поля скоростей параллельных закрученных потоков в теплоэнергетических установках // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання: Науково-технічний збірник.- К.:КНУБА.-2002.-№4.- С. 24-27.

13. Зайцев О.Н. Пульсации во встречных смещенных закрученных потоках пылеулавливающих аппаратов // Вісник ОДАБА. - Одеса: “Астропринт”. - 2002. - №6.- С. 129-132.

14. Зайцев О.Н. Стабилизация закрученных потоков в теплоэнергетических установках // Сборник научных трудов “Строительные конструкции, строительные материалы, инженерные системы, экологические проблемы”. - Одесса: изд-во “Город мастеров”. - 1998. - С. 167-173.

15. Зайцев О.Н. Теоретические исследования устойчивости закрученных потоков при прецессии вихревого ядра // Вісник ОДАБА.- Одеса: ОДАБА. - 2002. - №8. - С. 68-71.

16. Зайцев О.Н. Управление аэродинамической установкой в рабочем объеме теплогенерирующих установок // Вісник ОДАБА. - Одеса: ОДАБА. - 2002. - №7. - С. 60-64.

17. Зайцев О.Н. Экспериментальные исследования взаимодействия закрученных струй на результирующее поле скоростей // Холодильна техніка і технологія. - 2002. - № 5(79), 6(80). - С. 47-50.

18. Зайцев О.Н. Экспериментальные исследования движения взаимодействующих закрученных потоков // Труды ОПУ.-Одесса: ОНПУ.-2001.-№2(14) - С. 64-65.

19. Зайцев О.Н. Экспериментальные исследования колебаний скорости закрученного потока газа // Интегрированные технологии промышленности. -2002.-№ 4. - С. 92-95.

20. Зайцев О.Н. Энергосбережение в автономных системах теплоснабжения // Науковий вісник будівництва.-Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ.-2000.-№11.-

С. 204-207.

21. Зайцев О.Н., Гогунский В.Д. Экспериментальные исследования колебательных процессов в сильно закрученных взаимодействующих газовых струях // Холодильна техніка і технологія.-2003.- № 2 (82). - С. 81-86.

22. Зайцев О.Н. Способ регулирования работы теплогенерирующих установок малой мощности // Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання:Науково-технічний збірник. - К.: КНУБА. - 2003. - №6. - С. 70-73.

23. Зайцев О.Н. Процессы взаимодействия закрученных потоков в энерго- и ресурсосберегающих технологиях теплоэнергетических объектов // Збірник наукових праць “Перспективні напрямки проектування житлових та громадських будівель”. Спеціальний випуск. Матеріали науково-практичної конференції “Енергозберігаючі технології в будівництві та архітектурі”. - К.: ЗНДІЕП. - 2004. - С. 110-114.

24. Декл. пат. 215 Украина. МКИ F24F7/06. Пылегазоприемник / Стоянов Н.И., Прусенков Н.А., Зайцев О.Н. (Украина). - № 95052289; Заявл. 10.05.95; Опубл. 31.08.98, Бюл. №4. - 3 с. ил.

25. Декл. пат. 3307 Україна. МКІ В23 К 9/16. Спосіб локалізациї теплового факелу при зварюванні в захисних газах /Зайцев О.М. (Україна) - № 98105756; Заявл. 30.10.98; Опубл. 15.02.01, Бюл. № 1. - 2 с.

26. Декл. пат. 342 Україна. Пристрій для викиду газів з димової труби / Маліборська Л.А., Стоянов М.І., Зайцев О.М. (Україна) - № 98115839; Заявл. 03.11.98; Опубл. 19.07.99, Бюл. № 4. - 3 с. ил.

27. Пат. №2010590 Россия. Скрубер / Зайцев О.Н., Стоянов Н.И. (Украина). - № 5012356/26; Заявл. 03.07.91; Опубл. 15.04.94, Бюл. № 7. - 3 с. ил.

28. Декл. пат.30344 Україна. Спосіб плазмено-дугового різання / Зайцев О.М., Мазуренко А.С., Денисов С.Ю., Денисова А.Е. (Україна). - № 98031147; Заявл. 04.03.98; Опубл. 29.12.99, Бюл. № 8. - 2 с.

29. Аппарат для очистки воздуха. А.с.1769961 СССР, МКИ В04 С 5/00./ Зайцев О.Н., Стоянов Н.И. (СССР).- №4855171/26; Заявлено 27.07.90; Опубл.23.10.92, Бюл. № 39. - 3 с. ил.

30. Батарейный циклон. А.с. 1819678 СССР, МКИ В04 С 5/28, 7/00./ Стоянов Н.И., Зайцев О.Н. (СССР).- № 4907884/26; Заявлено 25.12.90; Опубл. 07.06.93, Бюл. № 21. - 3 с.-ил.

Апробація роботи:

31. Зайцев О.Н. Энергосбережение в тепловых процессах при использовании закрученных потоков // Матер. Международной научно-технической конференции “Новые процессы и их модели в ресурсосберегающих технологиях”. - Одесса: ОНПУ. - 2003. - С. 28-30.

32. Зайцев О.Н. Энергосбережение при локализации теплового факела от мест сварки в защитных газах // Сборник трудов VII Международной научно-технической конференции “Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов”. - Щелкино (АР Крым). - 1999. - С. 196-198.

33. Зайцев О.Н. Энергосбережение при работе теплогенерирующих установок малой мощности // Сборник научных трудов “Строительные материалы и конструкции”. - Одесса: ОГАСА. - 1999. - С. 46-51.

34. Зайцев О.Н. Исследование пульсаций во встречных закрученных потоках при сжигании газа в теплогенерирующих установках // Труды Междунар. научно-технической конф. “8-ой Европейский форум энергетиков”. - Том 3. - Opole (Poland). - 2002.- С. 689-692.

35. Зайцев О.Н. Влияние степени крутки на устойчивость структуры закрученного потока в теплогенерирующих установках // Збірник матеріалів 5-ої Міжнародній науково-практичної конференції “Управління ефективним енерговикористанням”. - Одеса: Головне управл. ЖКГЕЕ. - 2003. - С. 73-75.

36. Зайцев О.М. Система видалення й уловлювання пилу і газів від пересувних теплових джерел // Збірник Міжнародній науково-практичної конференції “Управління ефективним енерговикористанням”. - Одеса: Головне управл. ЖКГЕЕ. - 2001. - С. 99-100.

37. Зайцев О.Н. Моделирование взаимодействующих закрученных потоков в теплоэнергетических установках // Вісник ОДАБА. Темат. випуск “Збірник наукових праць міжнародного симпозіуму ДОМ-ЕКСПО 2000”. - Одеса.- 2000.- №2. - С. 92-95.

38. Зайцев О.Н. Моделирование встречных закрученных потоков // Матеріали міжнародній конференції з управління “Автоматика - 2001”.- Т.2. - Одеса: ОНПУ. - 2001. - С. 94-95.

39. Зайцев О.Н., Гогунский В.Д. Повышение эффективности работы пылеуловителей во встречных смещенных закрученных потоках // Сборник материалов научно-технической конференции по энергосбережению в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Серия “Теплоснабжение и вентиляция”. - Одесса: ОГАСА. - 2001. - С. 38-40.

40. Зайцев О.Н., Гогунский В.Д. Процессы взаимодействия закрученных потоков в энерго и ресурсосберегающих технологиях теплоэнергетических объектов // Сборник материалов научно-технической конференции по энергосбережению в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Серия “Теплоснабжение и вентиляция”. - Одесса: ОГАСА. - 2002. - С. 4-7.

41. Зайцев О.Н., Гогунский В.Д. Экспериментальные исследования взаимодействия сильнозакрученных взаимодействующих газовых струях // Сборник материалов научно-технической конференции по энергосбережению в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Серия “Теплоснабжение и вентиляция”. - Одесса: ОГАСА. - 2003. - С. 38-42.

42. Зайцев О.Н., Исаев В.Ф., Витюков В.В. Энергосбережение в системах отопления и вентиляции // Сборник научных трудов симпозиума “Дом - Экспо'98”. - Одесса: изд-во “Город мастеров”. - 1998. - С. 48-49.

43. Зайцев О.Н., Нефедов Е.И, Донченко С.Б. Энергосберегающие технологии в системах децентрализованного теплоснабжения на основе взаимодействующих закрученных потоков //Международная научно-техническая конференция “Актуальные проблемы урбанизации и территориального строительства”.-Кишинев (Молдова). - Т.2. - 2002. - С. 349-354.

44. Стоянов Н.И., Афтанюк В.В., Зайцев О.Н. Интенсификация сепарационных процессов на асфальто-бетонных производствах // Материалы комплекса научных мероприятий стран СНГ. Ч.4. Научная школа “Вибротехнология-97”. Механическая обработка дисперсных (сыпучих) материалов и сред. - Одесса. - 1997. - С. 72-74.

Анотація

Зайцев О.М. Інтенсифікація процесів взаємодії обертових газових потоків в енергозберігаючих технологіях теплоенергетики. -- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук, спеціальність 05.14.06 “Теоретична теплофізика та промислова теплоенергетика”, Одеський національний політехнічний університет, м.Одеса, 2004 р.

Теоретично обґрунтована технічна можливість створення системи децентралізованого вироблення тепла на основі взаємодіючих обертових потоків, в елементах якої аеродинамічна обстановка є змінюваною, що дозволяє суттєво підвищити ефективність використання паливно-енергетичних ресурсів. Виявлено, що причиною знищення пульсацій ПВЯ є його перехід від обертання як твердого тіла до обертання за законом вільного вихору, що супроводжується розщепленням вихрового ядра на декілька ядер, прецесуючих з меншою інтенсивністю. Отримано аналітичні залежності для визначення сили, яка індуцується ПВЯ в обертовому потоці газу при наявності зворотних струмів, швидкості в закрученому потоці від прецесії вихрового ядра, часу, коефіцієнта в'язкості і частоти обертання потоку і залежність ступеня крутки потоку газу від частоти коливань ПВЯ, витрати газу та конструктивних параметрів в умовах стійкості закрученого потоку газу. Також розроблені теоретичні моделі різних типів взаємодії обертових газових струменів при наявності зони зворотних струмів і, з урахуванням впливу на результуючий потік ПВЯ.

Запропоновані способи інтенсифікації передачі тепла в камерах згоряння, локалізації теплового факелу при зварюванні в захисному газі, плазменно-дугового різання, конструкції пристрою для викиду газів, пилогазоприймача, скрубера, апарата для очищення повітря, батарейного циклона. Техніко-економічний аналіз запропонованих засобів показав економію в 4,1 м3 газу на кожен кВт використовуваній потужності системи за опалювальний період, а строк окупності складає 5,5 років.

Ключові слова: обертові газові потоки, енергозбереження, вихрове ядро, інтенсифікація процесів теплообміну, прецесія, нутація.

Аннотация

Зайцев О.Н. Интенсификация процессов взаимодействия вращающихся газовых потоков в энергосберегающих технологиях теплоэнергетики. -- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, специальность 05.14.06 “Теоретическая теплофизика и промышленная теплоэнергетика”, Одесский национальный политехнический университет, г. Одесса, 2004 г.

Теоретически обоснована техническая возможность создания системы децентрализованной выработки тепла на основе взаимодействующих вращающихся потоков, в элементах которой аэродинамическая обстановка является изменяемой, что позволяет существенно повысить эффективность использования топливно-энергетических ресурсов. В теории эволюции турбулентного закрученного потока выявлено, что причиной подавления пульсаций ПВЯ является его переход от вращения как твердого тела к вращению по закону свободного вихря, сопровождающийся расщеплением вихревого ядра на несколько ядер, прецессирующих с меньшей интенсивностью, при этом частота их собственных колебаний приближается к частоте турбулентных пульсаций во вращающейся струе. Получены аналитические зависимости для определения возмущающей силы, индуцируемой ПВЯ во вращающемся потоке газа при наличии обратных токов, скорости в закрученном потоке от прецессии вихревого ядра, времени, коэффициента вязкости и частоты вращения потока и зависимость степени крутки потока газа от частоты колебаний ПВЯ, расхода газа и конструктивных параметров в условиях устойчивости закрученного потока газа. Разработаны теоретические модели при параллельном, под сходящимся углом, встречном и встречном смещенном взаимодействии вращающихся газовых струй при наличии зоны обратных токов и, с учетом воздействия на результирующий поток ПВЯ. Получены условия устойчивости закрученного потока газа при воздействии прецессирующего вихревого ядра на основной поток, а также определен период его колебаний, равный 60 с.

Выполнены экспериментальные исследования на опытных образцах и физических моделях поля скоростей при параллельном, встречном, под сходящимся углом (15 - 60 °), встречных смещенных в горизонтальной плоскости взаимодействующих потоков, получены данные по амплитуде колебаний результирующей скорости в этих типах взаимодействия. Разработаны методики расчета, реализованные в комплексе программ, позволяющих определить скорость и амплитуду его колебаний при взаимодействии встречных смещенных вращающихся потоков в зависимости от времени, расхода газа, степени крутки потоков, частоты прецессии вихревых ядер и других динамических и конструктивных параметров.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований предложены способы интенсификации передачи тепла в камерах сгорания, заключающиеся во взаимодействии двух встречных вращающихся потоков, смещение которых относительно друг друга формирует требуемое результирующее поле скоростей в зависимости от конфигурации пространства топочной камеры, локализации теплового факела при сварке в защитном газе, плазменно-дуговой резки, конструкции устройства для выброса газов из дымовой трубы, пылегазоприемника, скруббера, аппарата для очистки воздуха, батарейного циклона. Технико-экономический анализ способа управления аэродинамической обстановкой в камере сгорания показал, на примере расчета индивидуальной системы отопления мощностью 22 кВт, экономию в 4,1 м3 газа на каждый кВт используемой мощности за отопительный период, а срок окупаемости при внедрении мероприятий составляет 5,5 лет.

Ключевые слова: вращающиеся газовые потоки, энергосбережение, вихревое ядро, интенсификация процессов теплообмена, прецессия, нутация.

Annotation

Zaytsev О.N. The intensification of processes of rotaries gas currents interaction in energy saving technologies of industrial power systems. -- Manuscript.

Thesis for a Doctorґs degree of Technical Science, speciality -- 05.14.06 “Theoretical thermo physics and industrial heat power system ”, Odessa National Polytechnic University, Odessa, 2004.

The technical feasibility of creating of decentralized development of heat system is theoretically justified on the basis of interreacting rotaries streams, in devices where the aerodynamic circumstances are changed that allows to increase productivity of fuel and energy resources essentially. It is detected that the reason of inhibition of pulsations PVC is its transition from gyration as solid bodies to gyration under the law of a free vortex attending by split of a vortex core into some kerns precessing with smaller intensity. The analytical dependences for definition of perturbing force induced PVC in a rotaries gas current, velocity in a twisted stream from a precession of a vortex core, time, coefficient of viscosity both rotation frequency of a stream and dependence of amount of twist of a gas current on an oscillation frequency PVC, gas flow rate and design data in stability conditions of a twisted gas current are obtained. The theoretical models at different views of interaction of rotaries gas jets are designed. The expedients of intensification of heat transfer in combustors, localization of a thermal torch are offered at welding in protective gas, plasma-electric arc cutting, construction of the device for an ejection of gases from a draft stack, receiver of a dust, washing column, kettle for clearing of air, battery cyclone collector. The technological analysis has shown, that at introduction of offered measures the economies will make 4,1 м3 of gas perf kW of used power of the boiler, and payback time compounds 5,5 years.

Keywords: rotary gas streams, the savings of energy, vortex core, intensification of processes of heat exchange, precession, nutation.

Размещено на Allbest.ru