Аэрогидродинамические исследования устройств и методов, направленных на повышение надежности и эффективности энергосооружений в условиях взаимодействия метеофакторов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

КАЗАХСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ имени АЛЬ-ФАРАБИ

На правах рукописи

ДОСКЕМПИРОВ БЕРИККАН МАКИПОВИЧ

АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

УСТРОЙСТВ

И МЕТОДОВ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСООРУЖЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕТЕОФАКТОРОВ

Специальность - 01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Алматы, 1996 г.

Работа выполнена в Казахском научно-исследовательском институте энергетики им. академика Ш.Ч.Чокина.

Научный консультант - чл.-корр. HAH PK, лауреат государственной премии,

доктор технических наук, профессор Алияров Б.К.

Ведущая организация - Институт математики и прикладной механики HAH PK

Официальные оппоненты

д.т.н., проф. Бурдуков А.П. д.т.н., проф. Закарин Е.А. д.т.н., проф. Жапбасбаев У.К.

Защита состоится ••3/" 0Ь> _1996 г. в_14_час на заседании

специализированного совета Д 14/А 01.04 в Казахском Государственном Национальном Университете им. аль-Фараби по адресу: 480012, г.Алматы, ул.Масанчи, 39/47 в ауд. 316

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КазГНУ им. аль-Фараби.

Автореферат разослан А " ^ ' 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета, канд. физ.-мат. наук """ ¿0— Г.Т.Балакаева

о

- О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. При эксплуатация определенного класса энер-кюоруяеяий: градирен, дымовых труб, водопроводов ТЭС, над-■мных водоводов ГЭС и др. , значительную роль играет аэродина-псз и т-эплэс?;!-?}? с окружавюй средой в условиях воздействия ■треного потека.

Так, например, воздействие ветра приводит ¡с заметному •ккенто "йектпвности технологического процесса в градирне, о отречено в ее паспортной характеристике.

Учитывал, что для большей части территории Казахстана и Г воздействие ветра существенно в течение 90-95% календзрно-времеки. актуальность проблемы несомненна.

Для реления этой проблемы и близких к ней задач за*'на еработкл аерогплродияамических способов повышения эффектив-сти градирни.

Это касается вопросов обеспечения достаточного расхода эдухз в гралирне, равномерности потоков воздуха и воды в нтакткс'М обьеме, ггццты внутренней поверхности башни ст ваного потг,■••■а.

Для надежности онергосоорулений (башни градирни, дымовой убы, трубопроводов и др.) существенна роль достоверного оп-деленил величин» ветрового давления.

Е подтверждение серьезности указанной проблемы достаточно помнить разрушения градирен. 3 частности, наиболее крупную яри;о в г. ■Зеррибридхе С Англия), кегда ветровому разрушек;г~э две:.'/лиоь три градирни высотой 120 и и диаметром в основании

На территории СНГ большинство каркасно-обшивных градирен ввергается ремонту из-за срыва ветром обшивки баян::.

■Определение условии теплоотдачи с поверхности трубопройо--8 а ветровой пето:-: в&кно как ллл эксплуатации в летнее врем.-: згрев вс-ди » водсвог.зх'', так и . псехд- нсого, лля зимне.: :плувтзцпи золепроволов ТК, водсводоз ГЭС, мазутопроводов >;

Лсслеловзнпя дарения чизжотп в трубе н условиях сбрз?/-нн льда ~в~я:-;тся акту эль чи.гл доя определения условий с-с-с-безаварийной з ко плут:

Достоверное определение воздействия метесфакторов эрергосооружения, и преаде всего, разработка'аэрогидрсдшш ческих устройств и методов, повышения эффективности и надежнс ти градирен и других энергрсооружений является крупной и акч альной научной проблемой. ■ j, ;

Работа выполнялась в-"рамках планив НИР Казахского I энергетики, целевых программ Государственного комитета по не К8 и технике 1976 - 1690 -г.г. (0.01.01.03; 0.01.11.1 085.03.06.Hi), программ НИОКР Минэнерго СССР и Минэнерго i захстана.

Дедь работы. Разработка аэрогидродинамических устройсть методов повышения эффективности и надежности экергосооружеш для которых существенно воздействие метеофакторов (градир* трубопроводы).

Задачи.

1. Разработка и аэродинамические исследования гг дирни нового типа, особенностью которой является снижение с рицательного воздействия ветра на эффективность градирни, также использование энергии ветра для повышения эффективное!

2. Разработка и исследование аэрогидродинэмическ устройств, направленнных на повышение эффективности .и нзде ности за счет улучшения распределения потоков воды и Еоздухэ градирне.

3. Повышение надежности энергс-еоорухений:

а) башенного-типа (кз примере градирня) вз сч достоверного определения поля ветрового давления;

б) трубопроводов за счет уточнения теплеотдачи ветровой поток и установления экспериментальных зависимое! для ледоообрааования трубопроводов.

Научная новизна.

1. Впервые показана • необходимость и возможность иного подхода к оценке надежности и эффективности класса ергссосружений, для которого характерно существенное влияние теофакторов.

2. Впервые предложена и обоснована методика моде-рования аэродинамики энергосооружений башенного типа в вет-вом потоке на примере градирен.

3. Впервые проведено определение ветрового давления . башню промыаленной многогранной градирни (высота градирни ! м).

4. С использованием предложенного метода моделиро-шия определено ветровое давление: а) на башню с "ребристой" гладкой поверхностью; С) градирни, расположению!! в азро-шзмическсм следе другой градирни.

5. Впервые последовательно осуществлен подход к .юработке градирни как к устройству, эксплуатируемому в усло-их воздействия ветрового потока:

а) на основе аэродинамических исследований рэзрабо-зяо и впервые мировой практике строительства градирен соору-?но устройство (ветровой оголовок), обеспечивающее использо-здпе энергии ветра для повышения эффективности градирни;

б) впервые предложено устройство для повыгенш эф-эктивности градирни зз счет концентрации и использования экер-ии ветра - ветроприемник и конструкция поворотных щитов воэ-ухсвяодных окон, регулируемых ветром и зз счет энергии ветра;

э) определена оптимальная конструкция размещения еплгсб.ченннког воэдузно-рэдиаторнсй градирни с учетом воз-епствил ветрового потека на расход и равномерность воздушного отеки внутри градирни.

г) впервые предложен принцип аэродинамического спо-с-бз зазиты б.=шш градирня от термовладнссгного рэзругенпя, скованного на использовании свобсднскс-квектпзнсй струи.

6. Кз основе аэропщродпнамичееках кссл~дсвашгй ;азработзяз эффективная система зодораспределения;- в которув

¡ходят:

а) келдаерккй ороситель па гойг-крозанясй пленки и .•ехнологичеекзя линия для его пронгзсдстзз;

б) разбрызгивающее устройства с цнлиндртхескэй о ражательной поверхностью.

7, Впервые осуществлено комплексное кссл*дован теплоотдачи трубопроводов b ветровой поток и ледообразован движущейся в трубопроводе Жидкости.

Достоверность основных ' результатов обоснована, прея, всего, сравнением с данными промышленных испытаний (метод м< делнрования в ветровом потоке, чконструкция ветрового ох'оловк; поворотных щитов, полимерного оросителя, разбрызгивающего coi ла, зависимости теплоотдачи к ледообразования трубопроводов;

а также использованием общих закономерностей моделирования падежных средств измерения, в том числе разработанных в рамкг работы (механотронные измерители давления н скорости, удьтраг вуковои толщиномер льда).

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Метод моделирования ветрового давления на градирни Методика проведения и результаты определении коэффициента дав лекия на промышленную градирк». Результаты измерения ветровое давления на различные типы градирен.

2. Принцип действия, конструкция, результаты азродинаш-чэских исследований и прсшаленнкх испытаний ветрового оголовка, а такие других устройств и мероприятии, направленных не повышение эффективности градирни га счет энергии ветра гповоротные вдаты, воэдуховходное устройство).

3. Конструкция и результаты аэропщродикаыаиееких исследований устройств, понызащих эффектиннесть и наличность градирен (полимерного оросителя, раабркггивзющих сопел, схема размещения теплообменников Еогдугн1:- радиаторнс и градирни., принцип аэродинамической защиты Саек;: грэдиряи о? хе;м:?лач-ностного разрушения).

4. Результаты экспериментальных исследовании теплоотдачи и ледообразования трубопроводов.

Практическая ценность работы, Метод моделирования и рель таты определения ветрового давления па башш градирни позлили существенно повысить достоверность назначения ветровой грузки на башню градирни и подобные энергосооружения.

Ветровой оголовок градирни обеспечивает увеличение расхо- , . воздуха в градирне на 50 + 35%, что разноеидьно увеличению соты башни на величину 140 + 150%. В сочетании с воздухов->дныы устройством и поворотными щитами ветровой оголовок •еспечивает эффективную эксплуатацию градирни.

Полимерный ороситель икеет вес 20 кг/м2 против 1500 кг/м2 изменяемого ныне асбоцементного оросителя, высоту 0.6 - 0.7 м ютив 2.5 и у асбоцементного. Указанные преимущества обуслов-тавт снижение сроков монтажа в 50 раз, затраты электроэнергии l 25%, снижают расход материалов на опорное конструкции в 2.5 -раза, заметное улучшение водораспределения.

Разбрызгивавшие сопла характеризуются сроком эксплуатации )лее десятка лет вместо 1.5 - 2 лет у аналогичных (отрзжя->льных).

Аэродинамический способ защиты басни позволяет исклюшгг» :роительство второй обшивки внутри градирни.

Оптимальное размещение теплообменников з воздуино-радка-зрноп градирне обеспечивает увеличение расхода воздуха на 20 25%.

Результаты исследования теплоотдачи п оледенения надзем-íx трубопроводов пеззолжо? повысить достоверность расчета я актирования теплового рекима золопрозодоа ТЗС, водезодоз ГЭС других надземных трубопроводов.

Реализация результатов. Ветровой оголовок сооружг-н на эадирне Вольской ТЭЦ в 1983 г. В соответствии с догозорхми ¿полнены проекты ветровых оголовков для Атырауской ТЗЦ, Акмо-!нсксп ТЭЦ. Устъ-Камеяогорской Т5Ц, градирни в СУЛР (КНР),

Ведутся переговоры о продаг.е "ноу-хау" фирме "АМШН Франция).

Заключен контракт на строительство демонстрационного вет-звого оголовка для Китайской Народной Республики lia су?,ас/ 203 ¿с. долларов.

С 1687 года произведены поставки около десяти тысяч разб руэгивахщих сопел для Шшкентской ТЗЦ-З, Волжской ТЩ (Рос сия), Алматинской ГРЭС, Алматинской ТЭЦ-2, Атырауской ТсЦ Усть-Каменогорской ТЭД, Актюбкнской ТЭЦ, Акмолинской ТЭЦ.

Ведется изготовление полимерного оросителя для градире Алматинской ГРЭС, Атырауской ТЭД, Шыыкектской ТЭЦ-3, Усть-Ка меногорской ТЭЦ, Актюбинска» ТЭД.

Суммарный объем оплаченных заказов на поставку ветровог оголовка, разбрызгивающих сопел и полимерного оросителя соста вил 45 млн.тенге.

На основе результатов исследований разработаны: "Рекомен дации по определению аэродинамических характеристик градирни" использованные головной организацией по ветровым нагрузкам пр составлении пособия по применению "Строительных норм и правя (СНиП)", а также э проектах разработчика типовых градирен института "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ"; отраслевой нормативный докумен Минэнерго СССР "Рекомендации по расчету оледенения надземаы трубопроводов".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных семинарах Казахского НИИ энергетик да.акад.Ш.Ч.Чоклва, международном симпозиуме по градирням Меж дународной ассоциации гидротехнических исследований (г.Денинг рад, 1990 г.), шестом Всесоюзном съезде по теоретической : прикладной механике (г.Ташкент, 1984 г.), сессии Научного Со вета по комплексной проблеме "ТЕПЛОФИЗИКА" АН СССР (1982г.) Всесоюзной координационной совещании по градирням (г. Москва 1988г.), Всесоюзных совещаниях по ледотермике гидротехнически сооружений (1975, 1979г.г.), Всесоюзной конференции по ветровым нагрузкам на соорудикия (г.Фрунзе, 1984г.) и семинара: институтов: теплофизики СО АН СССР (г.Новосибирск), Всесоюзного НИИ гадротехники им,В.Е.Веденеева (г.Ленинград), НИК трубопроводного транспорта нефти и гага (г.Москва), "АТОМЭНЕРГОПРОЕКТ" (г.г. Москва, ЛендаЬрад) и др., республикански конференциях и совещаниях.

Основное содержание диссертации опубликовано в 55 статьях.

Результаты работы удостоены диплома ВДНХ СССР и премии [енинского комсомола Алматинской области.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введении дано краткое описание структуры й основных правлений работы.

В первой главе дано систематизированное описание проблемы эксплуатации энергосооружений в условиях существенного воздействия метеофакторов. Отмечены особенности и оСеио черты аэрогидродинамики и теплообмена для большого класса энергоссору-«.ений, к которому относятся градирни, испарительные и воздушно-радиаторные, дымовые трубы, водопроводы ТЗС и водоводы ГЭС, мазутопроводы, провода воздушных линий электропередач и др.

Для таких энергосоорукекий как градирни я др. воздействие метеофакторов решающим образом сказывается на их эффективности, Действительно, через энергообмэи с скрулггцим воздухом осуществляется функциональная задача градирен, охладителей, агрегатов нетрадиционной энергетики.

Для других энергоеооружений (аолопроводы, водоводы, дымовые трубы и др.) влияниие метеофакторов макет затруднить выполнение функциональной задачи.

В качестве характерных проблем для энергоеооружений описываемого класса приведены сведения о проблеме отрицательного воздействия ветра на эффективность градирни из-за снижения расхода и равномерности поля скорости воздушного потока в градирне; аэродинамической защиты башни градирни от воздействия влажности потока в градирне; обеспечения разномерного во-дораспределения в градирне; достоверного определения поля ветрового давления баски градирни, теплоотдачи с поверхности трубопроводов и профиля льда в трубопроводе при двикении жидкости.

Описанные проблемы характеризуются общими чертам! аэрогидродинамики и теплообмена.

Основным ж отличительным признаком аэродота,гаки энерго-сосрулеккй з условиях воздействия метеофактороа Является существенная роль ветрового потока, который характеризуется высокой степенью турбулентности и широким диапазоном масштаба вихрей.

Исходя из зтого положения в главе сформулирована, в час кости, необходимость рассмотрения разработки конструкции гр дирни как сооружения, основной режиы эксплуатации которого х растеризуется воздействием ветрового потока на внутреннюю а родинамшсу градирни.

Во второй глава представлены результаты цикла исследов шй аэродинамики башни градирни применительно к задаче опред лзния поля ветрового давления на энергосооружения бавенно: типа на примера градирни.

В значительной мере точность определения ветровой натру: кк на башню градирни зависит от тошюсти знания коэффициен' аэродинамического давления.

Вопрос о соответствии натурным данным результатов иссл< довакия аэродинамики градирен, проведен них в аэродинамически трубе, является сложным и в настоящэе время не имеет одиозна1 наго ответа.

Перспективными являются исследования аэродинамики баш градирни с помощью крупномасштабных ыодел&й, установленных естественный ветровой поток. Основное преимущество такого спс соба заключается в близости турбулентных характеристик да случал модели и промиллеиной градирни. Кроме того, аначителы: ыогут бшь увеличены размеры моделей, что важно для более точ ного соблюдения геометрического подобия модели и градирни.

Следует отметить, что при моделировании в натурном воз душном потоке профиль скорости аналогичен профилю, характерно щ для аэродинамики натурных градирен. В обоих случаях профия скорости описывается однш законом - степенным.

Пршэм в качестве основных пзрметроз, определяющих давле пне на градирню Р следувдие: характерный размер скорсст ветра V, коэффициент вязкости воздуха v, величгаа пульсаци скорости ветра Ус, плотность р

г 11/2

| и'2 + V'2 + У'2 1 где и-, V, У" - состав'

Ус — ! -:-! ляюдпе лульсаци]

и 3 скорости.

В соответствии с к-теоремой теории размерностей из п параметров модно составите n - к независимых безразмерных комплексов (к - число первичная размерностей). В расснатриваемом злучае гс - б, к -3 в п - к - 3. Таким образоы, из параметров d, v, V, V, р может-составит три независимых безразмерных комплекса подобия. 1т]

В качестве таких комплексов можно использовать определяемый комплекс Р/р-"2, критерий Рейнольдса V-d/v и степень тур-Эулентности потока. Теки:? образом, для подобия аэродинамики градирни и модели,- помещенных в ветровой поток, необходимо эбэспечить равенство критерия подобия Рейнольдса V«d/v и ста-тень турбулентности Tu - Чс /V. Иначе говоря, при Re - idem Ги - Idem следует С - Idar. (С - 2-P/p-V2 - коэффициент завленпл).

Измерение пульсационша составляющих скорости в том случае, когда величина пульсации сравнима со средни.! значением зкорости, представляет значительные трудности. Измерение

тульсашш атмосферной турбулентности относится именно к этс;у злучаю, Поэтому определение степени турбулентности потока Tu гопряиено а определенными сложностями. Относительно просто с томоздо серийной метеорологической аппаратура могут быть ягнэ->:-ны величина и направление горизонтальной составляющей некто-за скорости. Для этого можно использовать злеморумбометры, з вторых текущие значения скорости и направления ветра преобразуются в электрически;; выходной сигнал, а такие в простейшем варианте - анемометры и- флюгера. Учитывая относительную простоту измерения горизонтальной составляющей скорости ветра, целесообразно вместо критерия Tu использовать в первом щжблихз-ши интенсивность пульсации горизонтальной составляющей ско-зссти ветра Ус /V. Измерения составляющих пульсации скорости зетра з приземном слое свидетельствует о том, что энергия 1ульса1пш скорости ветра в горизонтальной плоскости составляет фесбладаяядута дола всей пульсационной энергии. В связи с этим, замена критеря Tu на ¡штексивность пульсации горизонтальной ¡оставляющей скорости ветра, по-видимому, не внесет сусествеи-шх- изменений в результата моделирования.

Для- аэродинамики сооружений, установленных вертикально, зссбенко цилиндретеских (дымовых труб, градирен), важное анаши? имеют пульсации направления воздушого потока-. Это св*-

*'вано с тем, что пульсация направления потока приводит к смей яро точки отрыва потока и, как следствие, к существенному и менеюш всей картины обтекания тела, Пульсации направлен пропорциональны одной из горизонтальных составляющих пульсац скорости (перпендикулярной основному направлению). Поэтому п моделировании в ветровом потоке аэродинамики вертикальных п линдрическиих тел представляет интерес упрощение условий мод лирования путем замены критерия Ти на величину пульсации на равления ветра. Таким образом, при моделировании в ветров потоке аэродинамики градирен критерии подобия имеют вид:

Tu = idem, Re - Idem В упрогдэнном варианте можно использовать критерии:

Vc' й1?

— и Idem, Re idem, либо -— * idem, Re » idem.

V 9

. При моделировании градирен в естественном ветровом пото (как и*в аэродинамической трубе) условия Re = Idem невьшолн мо. Моделирование основывалось на предположении об азтомодел иости по критерию Re.

С цель» определения правомерности моделироания аэродин микн градирни в ветровом потоке были проведены исследован гиперболической модели градирни, для которой имеются данн натурных измерений (известны два случая измерения давления промышленную градирни).

Кроме того, для проверки достоверности результатов мо лирования впервые было проведено измерение давления на ын ранной промышленной градирне (высота 55 метров, 18 гране Предварительно были проведены измерения поля давления на 'мо ли высотой 2 метра, данные которых опубликованы до проведе промышленных исследований. Измерение давления на башне пром ленной градирни осуществлялось одновременно б 55 точках, скорости ветра 10 - 15 м/с и величине пульсаций направле Дф - ± 5°, характерной для сильных ветров.

Результаты измерений на промышленных градирнях и данн моделиролвания удовлетворительно совпадаю? (рис. 1).

- 13 -

На рис.2 приведена зависимость минимального коэффициента .вления от числа Но для условий исследований в естественном тровсм потоке (как на моделях, так и промышленной градирне), к видно из рисунков, режим автомодельноети для условий вс-.'ственного ветрового потока существует при Ее> ? 5>105.

Это означает, что при проведении экспериментов на моделях йотой 2 - 3 м достаточна скорость ветра в 10 м/с.

Таким образом, показано, что с помощью моделей устаноа-энных в естественный ветровой поток, можно достаточно точно ■¡ределить аэродинамические характеристики баини градирни.

С помощью предложенного способа проведены исследования ля различных типов градирни: многогранной; градирни, распо-оженной в аэродкнмическс-м следе другой градирни, а такие гра-ирни е мерадкснальньэд! ребра}«?.

В исследования:-: ка промышленной градирне был также полу-ен важный результат о возможности определения полного дазле-кя на поверхности баэни как суммы давлений, соответствующих редней V и пудьсащгоняой составляющей V скорости ветра

В третьей глазе даны результаты исследований "ветровой" ■радиряи. Данное название отражает основное отличие конструкции градирни нового типа.

Проектирование градирни до последнего времени велось исходя из положения, что движущей силой потока воздуха в градирне является нагрев воздуха при контакте с охлаждаемой еодой, г.е. из наличия з градирне свобэдноконвективкого потека, вое-годящего в неподвижную воздушную среду. Воздействие ветра при этом (довольно существенное) учитывалось поправкой :-: температуре охлажденной воды, определенной на основе измерений в промышленных градирнях, ч

Результаты исследований позволили создать конструкций градирни, в которой не только устранено отрицательное воздействие ветра ка эффективность, но и энергия ветра использована для увеличения расхода воздуха з градирне.

При этом произошло изменение принципа движения охлаждающего воздушного потока. При разработке п проектировании новой конструкции гъадирни исходили из существования в 'градирне свободно-вынужденного пстока, образованного наложением внешнего ветрового потека на свсболяэкснзективный поток внутри градирни.

Л rt

Основой для такого результата явились два обстоятельства:

- скорость (1 ' 2 ы/с) и анергия восходящего потока в градирне относительно невелики и сопоставимы с аналогичными параметрами ветрового потока;

- количество дней при наличии ветра со скоростью около 1 м/с и более для большей части территории Казахстана и СНГ составляет подавляющую часть календарного времени (90 - 95%),

Градирня содержит баша , ороситель , водораспределительную систему , водосборный бассейн , воэдуховходные (воздухоп-ршмкые) окна , поворотные цкты » перегородки , водоуловитель.

С функциональной точки зрения басня, в конечном счете, предназначена для обеспечения потока воздуха с определенной аэродинамикой. Основные требования к потоку:

а) максимальный расход воздуха (при прочих равных условиях);

б) равномерность потока воздуха в области оросителя.

Именно при выполнении этих требований обеспечивается максимальное охлаждение воды в градирне.

Воздействие ветра на поток осуществляется ъ двух зонах:

воздухоприемной и устьевой (область верхнего сечения баа-

ни).

Как показали исследования, влияние ветра в воздухолрием-ной части заключается в нзиенешш поля горизонтальной составляющей (направление от периферии к центру). Воздействие ветрового потока приводит к снижению расхода воздуха через ороситель и существенному нарушению равномерности поля скорости. Оба фактора приводят к снижении эффективности охлаждения воды в градирне.

В работе также показано, что шеет место не только сквозное продувание ветром части подоросителького пространства, но и отсос воздуха из-за наличия разрежения в кормовой зоне.

С целью достижения указанных явлений предложена конструкция и проверена работоспособность (при скорости ветра 4 -10 м/с) устройства, принцип действия которого основан на автоматическом перекрытии воэдухоприемного..сечения в той части, где возникает поток из градирни во внешнюю среду.

Работа устройства сеущэстзшгется в соотзететзпя с нзлрап-!нкем гетра и уз счет гнеркя! ветра. Устройство относительно »гко мокет бить соорузкепо, поскольку основной злеиеат - аово-шаде сити - являются мопзгфицирсгаш&мл взтш грздирпи, ко->рке используется для закрытия части воздухоирпгмных окоя з шее время ' (для предотвращения ледообразоваши внутри грз-

фни) .

С целью увеличения энергии ветра, используемой .длн узели-нпга давления воздуха под оросителем, предложен концентратор .»трового потокл, предотгзлкюспй собой кольцевой канал аа юане воэдухоприемнш: скол. В главе дано оиэспойгяке р~5о',ш зворотных алгол и кэяцгктратора, проведен расчет гф^эктигнсо-г (свидание теьшературы води на гэлотиау около Я °С или рзс-эда на 30%).

Влияние ветра в устьезсй чссти Озвшя згкгзшется в оттес-гпип восходящего из градирни потока и ебразоззжп Еэртясьл»-эго вихря а устье б-шш (ркс.З ■). Это пригодя? к ф^кгкцеско:?/ «яьпзниз выходного сечёпия к» градирни, порагн0;.*зрясст11 полгг 'хрсстп, зозникксвенга ттсходягдах об^омот1 воздуха из-за ох-.гчзеякя при смешении с своздухом з зоне зихрл.

С целы.' устранения отрицательного воздействия ветра преданно устройство, представлящее собой в наиболее простой ва-ианте омсимметркчвуя конструкция из вертикальдак ещоз( раз-эз,енных над верхн:^ ср??ом башни, по ого пгринэтру (pxo,o,i, пты расположены под остриг углем к к?оат&.гькол перп^трг. ринцип действия устройства, названного ветрсзаи огогшх'л, снован к» след7КЕ«й гипотего. •

С помогал оголовка оеук;?стияя*тся тра'гс-^ормзция поля ско-зсти в гоне выходного сечения (рис, 3), претс-дя^ая а опрсде-эяной зоне "к exera;:;' зоздухз из градир;:;? 1:элг._у цатами, его тсозу а кормовой эоче па счет разрянонля, отклонена ток ч потока, которая аходит в градиряэ.й создания вратдтельного зпкенкя з горизонтальной плоскости (ка?; известно, замученный ото;-; более устойчив).

Списанные ыомелты способствует устранении отрицательного оздействия ветра и испольаозапш энергии ззтрз д~л увеличения асходз воздуха з градирне.

Для подтверждения гипотезы били проведена аэрсдинамичес-да исследования:

- 18 -

а) на молода в созданной для этого ыэтерологической аэротрубе сечением 1.6 х 1.5 и;

4

б) крупномасштабной модели (высотой 2 мэтра), помещенной в естественный вэтроаой поток.

Исходя из теории размерности были определены критерии подобия. При

p1-V2

- = idem

p-W2

Re *■ ídem Reí = i den

следует V = icJam

где pi, p - плотность воздуха в градирне и вне ее, W-H Уо-И _ V

Re - - j Reí--— ; V--:—

V v Vo

V, \'q - значения скорости в градирне при ветре к без ветра, "*W - скорость ветра, v - коэффициент вязкости. При равенство всех трах критериев для модели и натуры одинаковы, и вкачоккя V - V/V0.

Выполнение второго и третьего условий, по-видимому, на окажет большого влияния на подобие процесса, что вызвано "аз-томодедьностьи" при больших числах R& и Reí. (Для Re ато показало в гл.2). • Gt/Ao

Последний критерий гложет быть преобразован в - ,

Re2

в случае строгого геометрического подобия элементов оросителя - в Gr/Re2, где

8-át-g-H3

Gr - --^ - критерий Грасгофа, At - раз-

Y2 нреть температур воздуха в градирне и вне ее.

В - коэффициент расширения,

с, - коэффициент сопротивления элементов градирни, прежде всего - оросителя

Чо

В упрощенном варианте модно использовать — а 1йт.

¥

Аналогичный результат получен при определенных допущениях исходя из уравнений, описывающих свободно Еняуядснпое дзпязниэ.

Для проведения экспериментов была создана аэродинамическая труба сечением 1.5 х 1.5 м, з которой сбесязчяаадся профиль и степень турбулентности потока, (10 - 207.) близкие к параметра)! ветрового потока.

Результаты экспериментов з аэротрубэ и на крушюмзсптаб-ной модели в естественном ветровом потоке подтвердили основные положения гипотезы о принципе работы оголовка (рис. 4).

Это касается: а) поля скорости з зоне устья и оголовка; б) возрастания величины расхода воздуха (в экспериментах - на 30 - 35Х). Увеличение расхода на 30X является существенным и равносильно (приблизительно) увеличению высоты бзхшш в 1.5 раза.

В комплексе с увеличением равномерности скорости воздуха в градирне и устойчивости потока это явление обусловит гзнет-ное повышение эффективности.

Получены также результаты исследований по определения оптимальных параметров ветрозого оголовка.

На основе полученных результатов был разработал! проект ветрового оголовка для градирен площадью орошения . 1600 ;г т; 2-100 м2. Впервые ветровой оголовок был сооружай на градхрпе Волжской ТЗЦ площадью орошения 1600 м2 и 55 ы высотой. Длй проведения сравнительных исследований оголовок был установлен на одной из двух одинаковых и построенных одновременно градирен. Ветровой оголовок был построен из того яэ металлопроката, что использовался для бзннп градирни. Высота щитов составляла 5.5 м, количество щитов - 32 шт.

На градирне с ветровым оголовком был проведен комплекс аэродинамических исследований, результаты которых (рис. 5) подтвердили данные моделирования и положения гипотезы.

В процессе эксплуатация! был получен удовлетворительный ответ на ряд вопросов, касающихся надежности. В частности, по устойчивости к ветровой и ледотермической нагрузке.

Таким образом, впервые в мировой практике строителе?: градирен было раэраОотшто, обоснованно аэрадвнаиичвскгаш ш ледованпяш и сооружено устройство з устьевой части градир: для устранения отрицательного воздействия ветра на зффектиз иость ■■ ветровой оголовок, обусловливающий увеличение расхо; а& 30 - 35%. Особэнноетью устройств* является иепааьгозада энергии ветра дли eohieshkh эфО?кпшкостн градирни.

В сочетании с автоматическими поворотными щитами и ш центратором ветрогон зноргип оголовок приводит к существенное яаианэния принципа paöom градирня, а ингняот испольгэваш свободно-БЫнухдэшюго шханкгш двихэкия вместо свободною» вективного.

В четвертой г л эта- продставлаки результаты разработка гпдродшашябскязс йссзэдовшшй эфооптпв:;ого водораспределыгаг оборудования градирни.

Для ¡эффективного охлаждения води в градирне нясбходиы обоспсчить в ?оне оросителя шзк^да поверхност

поди.

Для реп;эшш этой зэдачп кепальгуЕТса дьа основных злэмзн та; раэбризггазгцде устройства, установленные на трубопровода с постукагзэй нагретой водой '/. орсскгсж», яредетавлящий со бой, как правило,, юртнкдльииэ гсиоцзионтнкг "лдты, по кохор\: происходит ростекгнкс- годы.

Отр^гтелп тргдтщиояных разбрызгивали сопел имеют ело;.'.-ку» Фэрг.г/ (для сбеспочейкп рашк'-п-рпого что обуслов-

ливает необходимость изготовления из пластмасс методом литьл. Г'?дродш;!У.!;тчес!:сэ воздействие потс:'л яртсда? г. быстро;-;/ рао-рушгаш сопел (как поникло, за 1.5 - 2 года). В результате, з протес® работи вй1Я5п».:ьнш зоны ороскд>лл по обеспечив«»?« рзвномэрныа орелеккэу води.

Е работе предложена конструкция равбрызгквазЕ^го сопла, отражатель которого значительно проще по форме - позорхность с хдаикдрической образующей« Это позволяет изготавливать сопл: КЗ стали методом сварки, что йноговратно повышает их долговечность и обеспечивает равком&ркость орошения води над оросителем.

- 19 - .

Экспериментальными исследованиями на одиночном устройстве шределены параметры факела, и исследованиями па промыззденйой •рэдирнь показана удовлетворительная равномерность орошения юлем разСрыэгиватакх устройств.

Характерной проблемой оросителей является превращение игенки воды в струйки из-за действия сил поверхностного натяжения, что уменьшает поверхность контакта воды и потока возду-са.

Одним из факторов, способствующих этому является протяженность пути движения пленки воды.

В работе предложена инструкция оросителя из полимерной ненки (толщина 0.15 мм)I высота которой 0.0 - 0.7 мэтра (~ри гэкой же, как у традиционного, удельной площади поверхности зросителя и аэрогидродинамическом сопротивлении.

Проведены аарогидродинамические исследования оросителя л гэродинзмпческсй трубе и экспериментальной установке, преде-газляюцей собой элементарный объем (1 х I ж 3 >0 реальной градирни. Всздутпный поток создавался с помещав.вентилятора, устз-тапленного над оросителем. Ороситель установлен па промышленной градирне и предал успешны® испытаття, з тем числе, з сем-тех условиях.

Разработана технологическая линия для производства оросп-

геля.

Пятая глава посвятзена исследовгииэ а-рэдкнкпяга воздуа-гто-радиаторной градирни.

Воадугко-раднатосныэ градирни, или "сухга", отличаптсн от оОьппшх испарительных градирен тем, что п глп: передача тепл-;. воздуху от охлалдаекой воды осушвстлляется через стэпну трубы, разделяющей два теплоносителя.

Как правило, в "сухих" градирнях иепольауктся агоилнпэвш гсш стальные труСчатн? тешгсоСкеянккп. Теплообмантиет равм-гз-ятся и основании Загни градирни.

Одной из проблем, которые пеойходтго рэгзят» при разработке и проектирован*!"! "сухой" градирни, является поиск опта?.'!»-пой схемы размещения тсплообменнгков.

Тчплс*Ч5»»икаки представляет соСой с<3ычпз « поперечном сече шш конструкции из ор-еСренных труб гизме ром 2'2, см, вняол-нетгу^ в 4с;не Су-з» "А".

- 20 -

Теплообменники могут Сыть размещены;

1) по псрккетру воздуховходных окон;

2) над уровнем воздуховходных окон (аналогично противо-точному оросителю испарительной градирни).

Последний вариант может иметь две разновидности, отличающиеся размещением теплообменника:

а) радиальное (плоскость размещения труб в теплообменнике направлена вдоль радиуса);

б) прямоугольное (теплообменники размещены параллельными рядами).

Для определения оптимального размещения теплообменников необходимо было выполнить следующие задачи:

- провести сравнение расхода воздуха в градирне при трех вариантах размещения теплообменников;

- определить яолэ скорости воздушного потока в градирне;

- определить значение коэффициента аэродинамического сопротивления для трех вариантов;

- выявить влияние ветра на величину расхода воздуха в градирне.

. Экспериментальные исследования проведены на крупномасштабной модели высотой 2 метра и на модели (высота 0.5 и), установленной в аэродинамической трубе сечением 1.5 х 1.5 метра. Движение воздушного потока в моделях обеспечивалось с помощью электронагревателей мощностью до 5 кВт.

В работе показана возможность приближенного моделирования, исходя из критерия Грасгофэ.

Результаты экспериментов (рис.6) свидетельствуют, во-первых, о различиии в величине расхода воздуха до £5% между вариантами, что является вначительнш; во-вторых, о существенном (двухкратном) уменьшении расхода воздуха в градирне из-за воздействия ветра.

Результаты экспериментов использовались при проектировании воздушно-радиаторных градирен институтом "АТОМЭНЕРГОПРО-ЕКТ".

В иестой главе изложены результаты исследования конвективной теплоотдачи трубопровода, смываемого ветровым потоком. Эксперименты были проведены в предположении о существенном отличии условий аэродинамики трубопровода от условий потока в аэродинамической трубе, с помощью которой были получены из-

устные зависимости теплоотдачи Кутатоладзе С.С., Кихеева М.А.

Основанием для этого были данные о сложной структуре тур-улентности ветрового потока и результаты ДЫбзн Е.П.,Эпик Э.Я, ¡укаускас А. А, о влиянии турбулентности потока нз теплоотдачу ■рубы.

Исследования проводилсь на электрообогрзвагмых металли-[еских трубах диаметром 20, 33, 219 и 1025 т. Трубы тщательно 'еплоизолированные с торцов, бшш расположены на. высот® 1 -..5 м. Толщина стенок трубы выбиралась такой, чтобы обеспечить )динаковую температуру по всей поверхности трубы (отклонение-температуры поверхности в различных точках трубы из прэвызздо ! большинстве экспериментов 0.3 - 0,6 °С).

Измерение температуры труби осуществлялось термопарами, количество которых в зависимости от диаметра трубы составляло )Т 4 до 12 штук.

3 экспериментах производилось измерение температуры гоз-!уха, скорости и направления ветра (с помощьи апемерумбометрз, {47 и анемометра MC-13),' температуры поверхности земли, .эффективного излучения поверхности земли, мощности нагревателя.

С целью увеличения точности экспериментов (за счет наша-шния из теплового баланса солнечной радиации) исследования фозодились в ночное время.

Коэффициент средней теплоотдачи трубы вычислялся по формуле • I-U/S

в-- (1)

Тт " Тв

где I и U - сила и напряжение тока;

?

S - площадь поверхности трубы;

Тт. Тп- температура воздуха и наружной поверхности трубы.

Данные экспериментов обобщены зависимостью

Hu - 0.32RS0-63 (2)

Сравнение этой формулы с завися,¡остямп, ш!фоко распространенными в тепловых расчетах, свидетельствует о заметном (на зеличину до 1102) возрастании средней температуры а атмосферном потоке. Зто обстоятельство может привести к'существенной коррекции результатов расчета теплового режима трубопроводов. Возрастание теплоотдачи в атмосферном потоке воздуха, по-види-лому, обусловлено значительной турбулентностью.

Данные эксперйУ«штов Сиди так-se обработаны с; учете« лучистой составляющей теплообмена. Коэффициент теплоотдачи ь feW случае вычислялся по формула

I• U/s- е '(fl-iy1 - еь«б'Та4 + Ü.5- еЬф)

а - —------------------------

Тт - Ть

где - эффективное палучение аемной поверхности, i'g -температура и степень черноты поверхности веизш, б - &//-lü~°

Результат« экспериментов сообщены зависимостью

.Nu ~ O.Sl-Re0"57 (3i

Сравнение дшшых расчета по последней формуле и диражемьи (2) показывает, что доля лучистой ссстйвлящей теплообмена условий проведения экспериментов изиэиялась для труо различного диаметра от нескольких (1-3) до ЭЭ%. Использование ф.ориуды (S) предпочтительное дли тех задач, в которых лучистая составляющая существенна по величине и ее учет ведется раздельно е конвективной составляющей. Например, при определении условий оттьивашш льда па внутренней поверхности трубы.

В работе исследовалось влияние направления ветра (относительно спи труби) на величину теплоотдачи. Дли а-хого использовались, в. частности, дао одинаковые труси диаметром £0 ш, ус-тсашвлевкш на подвижной платформе. враданвеы которой ьокруг вертикальной оси легко изменялся угця твду направлением потока а осью трубы. Трубы на пяатфорш располагались под раглич-нш п Фиксированные углом друг другу. Одновременные измерения па двух одшзковил труба:- позволили уис-ньав}ть погрешность определяя» величин;.! «о/аво (чо и «00 - гначений коа;ррццканта теплоотдачи, сйотиетствувгзде продояьисму и поперечному обтека-нк'о трубы потоком воздуха).

Результаты сксиершенгов с-ьняетельстсуют о налотии влияния утла ^ маеду оеьы трубы и направлением ветра на величину теплоотдачи.

Величина огиоаеаия колеблется ь пределах от о.Ь до

й.85. Среднее значение этой величины равно 0.7.

Влияние направления ветра на теплоотдачу проявляется слабее, чем в лабораторных экспериментах (кривая 2 на рис.''), что ыгдно сбгяснить, пз-видимзду, нз..:пч; м значительных яулгеацай

•■ -

аирашыиия йогу!' достигать И - IVo при скорости ьетра 1-й

/с), 1

Г< работе описаны результаты определения коэффициента теп-оотдачи промышленного трубопровода. На действующи трубопро-одах диаметром 620 и ?20 мм, длиной соответственно 3700 и 300 м производилось измерение разности температуры движущейся ндкоети в начале и конца трубопровода, температура воздуха, асхода воды, скорости и направления ветра. Коэффициент тепло-тдачи вычислялся а соответствии с известной формулой охладце-:га лидкости, движув&йся в трубе.

В седьмой глазе представлены результаты разработки и ксс-едоааний аэродинамического способа ващиты от увлазшения и сследующего ледотермозла^нс-стного разрушения Оашш градирни.

В прсшшганных условиях используется способ запиты, вак-^чещийса в создании потока в кольцевой канале медду басней и юрой сбзывкой, сооружаемой для этой цели. Способ характври-ует.-а значительными затратами на сооружение второй сбаинкн.

Б раЛоте предложена азродинзшгчоская защита, которая сос-üiiT в создании кольцевой полуограниченной струи "сухого" зсэ-у.т, распространяющейся вдоль внутренней поверхности башни. ссСенностья способа является свободноконвективный характер i¡/7ü. Потек воздуха с низкой влажностью создается с помощью -плоооменннкоз, установленных вместо части оросителя. Воздух, •онтшетируя с тзьтъгЛ зоной теплообменников, нагревается, ¡•л прияодиг к с-о&дпниз восходящего потока без использования «нтогатсров и при одновременном охлаждении воды в твплообм'ен-

i:"!.:¡. асотана такчз модификация способа, которая отличпэтеп fa.'iüTCít (.сутгэотвленйя. суть его состоит в следующем. Одой yxoi'c воздуха образуется за счет отключения периферийных нгСригпгеавда сопел. При этом 'теплообменники не используют-с, что значительно упрекает осуществление способа, С течки рения необходимей охлзлдьзщей способности в í-xmhí- это

.полив допустимо. Восходящее даете;?!« сухого потока {сксрость го по сразненка со скоростью сухого пеюкд з o-.'hcbucu , :еньте) осуществляется га счет нагрева над к дел в азд-здорнс* аесейке.

Для проверки работоспособности предлог гшегго еясгойа зь-иты были проведены эксперименты, а кст^рух иссжвии&х'х'. от-

. - 24 -

шение свободноконвективных потоков, возникающих внутри градирни. Необходимо было определить поля влажности, а также расстояние, на котором происходит полное перемешивание двух спутньп струй: потока с высокой (9 - 90-95%) в центре градирни и потока с низкой влажностью, движущегося по периферии градирни.

Эксперименты проводились на модели градирни высотой 0.5 i с конической формой башни и на гиперболической модели градирни высотой 0.75 и. Осуществлялось приближенное моделирование исходя из критерия Грасгофа.

' В экспериментах измерялись скорость, температура и влажность сухого и влажного потоков воздуха. Для измерения температуры Еоздуха использовался ртутный и электронный термометр. Для определения влажности воздуха был изготовлен электронный измеритель влажности с электрическим выходным сигналом. Изменение влажности приводит к изменения электрического сопротивления, величина которого измеряется с помодаю стандартного измерительного моста. •

Достоинство» прибора является мгаимальное искажение потока воздуха за счет миниатюрных размере® датчика (толщина 1 мм, шрота 10 им, длина 3Q мм) и отсутствия движущихся элементов (таких как крыльчатки в психрометре).

• Эксперименты проведены при пирине сухой струи в 10, 20, 30,'50% радиуса поперечного сечения модели (сечение над оросителем). Диапазон изменения скорости потока воздуха 0.05 - 0.60 м/с, вяаиности - 50-95%, температуры 30-55 °С.

В результате экспериментов удалось показать возможность предотвращения замыкания струи влажного воздуха на поверхности 'басни как при использовании теплообменников, так и в упрошенном варианте. Необходимая ширина струи сухого воздуха в первом случае составляет не менее 10% радиуса на уровне оросителя, во втором - около 30%. Вариант с отключением кольцевой периферийной части разбрызгивающие устройств был опробован на промышленной градирне площадью орошения 1600 м2.

Восьмая.глава посвящена изучения движения жидкости в трубе при наличии ледообразования.

Исследования проводились на установке, представляющей собой замкнутый контур, который состоит из измерительных труб диаметром'Б- - 150 мм и длиной £0 - 30 м, основной и тариро-вочной емкостей, системы задвижек и насоса.

- 25 -

Охлаждение экспериментальных труб осуществлялось атмосферным потоком воздуха.

Для измерения толщины льда а стенке трубы имелись отверс-■ия, расположенные вдоль нее на расстоянии 1.0 - 1.5 м друг от [руга. 3 измерительных сечениях было сделано по четыре отверс-■ия, что позволяло определить поперечный профиль льда в трубопроводе.

Измерение толщины льда осуществлялось двумя способами: с ошщьэ металлического щупа и ультразвукового излучения.

В связи с необходимостью нераэрушадэго контроля за рос-ом толщины льда были проведены исследования по изучений воз-сжнссти использования ультразвукового эха-локационного метода измерению толщины льда з трубач малого диаметра. Необходи-ость такого обоснования обусловлена соизмеримостью длины уль-раззуковой волны и размера неоднородностей во льду при кс-ользозании ультразвука высокой частоты. Повышенно жэ частоты вляется необходимым условием измерений высокой точности (0.2 0.5 им), которые характерны для условий экспериментов с тру-ами диаметром около 0.1 м, ультразвуковое измерение толщины ьда использовалось в основном для дистанционного определения табилизации толщины льда.

Измерение толщины льда в трубопроводе осуществлялось в. гационарном режиме оледенения.

Проведенные эксперименты характеризуются слсдуяг?а.я диа-ззонами определяющих параметров«

скорость ветра...........- 0.5 - 10 м/с,

температура воздуха......- -5 * -4? °С,

скорость воды..........~ 0.1 - 1.0 м/с.

В результате экспериментов получены различные типы про-зльного профиля льда з трубопроводе.

Данные экспериментов были обобщен с помощью' ¡фитэрпаль-IX зависимостей.

Используя методы теории подобия, получено уравнение ледо->разования в обобщенных координатах и определены критерии пс->бия. Показано, что в общем случав текущий радиус (радиус кита сечения) зависит от тре;с критериев подобия, з случав 'нкретной жидкости - от днух. Ледообразование а горизонтааь-м трубопроводе определяется одним критерием

ZB -

p-Wo3-R г R 1 F

Q - ---I--------i

Ля-I t8| L R* J

гд&! p И W0 - плотность и скорость жидкости;

Xji - коэффициент теплопроводности льда;

í, - коэффициент гидравлического сопротивления; ¡tB| - абсолютное значение температуры воздуха;

Р." - приведенный радиус (для трубопровода бея изоляции RK - RexpX.vaftjj ¡ R и Ri - внутренний и наружный радиус трубы;

а - коэффициент теплоотдачи внешней поверхности трубы.

На рис,8 приведена зависимость относительной величины предельного радиуса гп - rn/R" от критерия Q.

Как видно из графика, экспериментальные данные хорош согласуются критериальной зависимостью гп - Г(Q), а тиккг-удовлетворительно согласуются с результатами расчета и данным;1 натурных исследований промышленных трубопроводов.

В ВВОД И

1.Показана необходимость и возможность осуществления единого подхода к решения крупной народнохозяйственной задачи -повыЕЭпю эффективности и надекяости класса энергосс-орукеш; {; (градирни, трубопроводы и др.), для которых является сугаст-аенным воздействий метеофакторов, на . основ? исследования учета закономерностей аэрогидродинамика,

2. Обоснована необходимость рассмотрения градирни кат. зиергосооружения, основкой реким которого характеризуется существенным влишшэм ветрового потока на внутреннкз аэродинамику и эффективность. Исходя по этого полскения, разработан гиг градирни, в котором га счет изменения принципа движения (вместо свободнскеквективного - свободновнкуаденное) осудазтвлбко исштэсвание энергии ветрового потока для побыязния эффективности. Сезтавляший элемент такс;: гралирнл - ветровой оголо вок, првдставлпагэн! собой кснотгукпиа в верхней част;: балки, .-■зэтляэт увеличить расход вс?духа на 30 ♦ 55*, чтс рзэяссклг •

.ю<пркблкзительно}узелотенш высоты Оаини а 1.5 раза.

В рамках работы проведен комплекс аэродинамических кссле-цований на модели з аэродинамической трубе сечением 1.5 х 1,5м, созданной для этого; крупномасштабной модели высотой 2 датра, установленной в естественный ветровой потек.; на промышленном оголовке, сооруженном на градирне высотой 55 ме-троз.

Результаты аэродинамических исследований подтвердили гипотезу о принципе работы оголовка, позволили определить параметры конструкции. Ветровой оголовок является аерзкн прошп-лэннш устройством подобного типа 2 мировой практика строительства градирен.

Предложены и обоснованы устройства (автоматические поворотные щиты, концентратор ветрового потока), которые обеспечи-"~>ют использование метровой энергии э зоэдуяощикмной части градирни, эффективность устройств блпэка к эффективности оголовка.

3. Предложи и аэрогпдродинюя$чвсгас4а псследоззниями обоснован способ защиты внутренней поверхности Сзгни градирни от торковлгяпсстисго рааруззпия, заключающийся а согдахш кодьгозой струн "сухого" зоэдухэ вдоль позэрхшзетя бевди. Ос-г.от-юх особенностью способа является сзсбодпсконБэктизшгй характер струп, ссгдог"уой Сез использов^т гэнтштсров.

Псказаяп, что щприна кольцевого слоя теплообменников,

СОлСДКЬ'"-.!.; Г-.1П СОЗДАНИЯ струп, ДОЛХНЗ СССТПЗЛЯТЬ пе МЭК53 10"

рг-дпуг?,. :>'л;:сдз;;;юя модхГ'НК.'з.ция успешно сярсбозанз па прсипл-гртлгппю.

,1. вародгиемкки поздушно-радпатор-

;:■•-:"! с цольп определения еатг-пльясй конструкции рас-

гглг.'-эч;:л ^'лггес^кШ!^::,:^. Определены расход воздуха, неравномерность тгл скорости г-егдуялего потока а градирне ка крупно-модели (иксота 2 мэтра) и модели, помещенной в аэротрубу, с учетом влияния ветра.

Есгазг'кэ, что ветер иаг.гг привести к снижено расхода на РО т Результаты гсследозаиий использованы при проектиро-

вании градирен.

5.Пг-едлоу.эны новые конструкции разбрызгивающих сспед и ср'ссителя грзгйрнн, направленные на обеспечение • разномерной пленки охлпудаечой зеды з градирне. Проведены гидродинамические нселедонзкпд, зз-схчасщнеся в определении параметров факе-

- 28 -

ла разбрызгивания сопла новой конструкции.

Аэрогидродинамические исследования полимерного оросите, с высокой удельной величиной площади контактной поверхиос позволили осуществить сооружение на промышленной градирне создать технологическую линия для серийного производства.

7. Предложен новый способ моделирования внешней азродин мики энергосооружений башенного типа на примере градирни, к делирование осуществляется в естественном ветровой потоке. П казаио существование автомодельности при Не > БхЮ5 и воэмо: иость моделирования на моделях высотой не менее 2 метро: пульсациях направления потока. ± 5°.

Для подтверждения правомерности моделирования вперв; проведено измерение поля давления на промышленной многогранн градирне высотой 65 метров.

Результаты моделирования и промышленных измерений удо: летворитёльно согласуются.

С помощью моделирования проведены исследования для ра личных типов градирен, • результаты которых как и метод модел: рования приняты к использованию в нормативных документах.

8. Определена теплоотдача надземных трубопроводов в тественном ветровом потоке. Результаты свидетельствуют о с; цэственном уточнении известных зависимостей (на 80 * 1007, что объясняется влиянием турбулентности ветрового потока. Пр< ведены сравнительные исследования на промышленном трубопрово; длиной 8 км.

9. Проведены исследования движения жидкости в трубе п; наличии ледообразования. Получены различные типы профиля ль: и зависимость между толщиной льда и определяющими параметра: (метеофакторами, гидродинамическими).

На основе результатов исследований разработан отраслев* нормативный документ.

Основные публикации по теме диссертации^.

1. Доскемпиров В.М., Ниеткалиев С.Ж., Чумаченко В.Г., Meli. О., Фридкин B.U. Комплекс натурных исследований на ванто-

;j градирне площадью орошения 1200 м2 Волжской ТЗЦ-2. YII идународный симпозиум МАГИ по градирням и брыэгалышм бас-йнам. Ленинград, 1990, т.2.

2. Алмазов Н.С., Доскемпиров В.М., Ниетказкев С.П., Ша-ков Б.К. Моделирование аэродинамики градирен в ветровом по-№. Тезисы докладов к YI Всесоюзному съезду по теоретической прикладной механике. Ташкент, 1988, 669с.

3. Доскемпиров В.М. "Исследование ветрового давления на зш> градирни с помощью моделей, установленных в ветровом по-ко". "Энергетическое строительство", N 11, 1989, с. 30 - 32,

4. Доскемпиров В.М., Ахмедов Т.Х., Оспанов О.Ш. "Модеяй-вание аэродинамики градирни в ветровом потоке". YII Мэддуна-цный симпозиум МАГИ по градирням и брыэгалышм бассейна.!, нинград, 1980, т.2.

5. Джурзшский У.В., Доскемпиров В.М. и др. "Проекифсза-з и строительство вантовой башенной градирни на Волжской Ц-2'Ч ".энергетическое строительство", Н 11, 1989, с. 25 - 29.

6. Доскемпиров В.М., Ииеткадпзв С.Ж., Курочгага В.И., Сенов О.U. К разработке водосберегающих мероприятий при экс-уатащш охладителей ТЭС. Сб. статей: Комплексное использова-э водных ресурсов бассейна реки. Алма-Ата, 1SS9, 141 с.

7. Доскемпиров В.М. Аэродинамические и теплофиздаескш пекты мэтеовоздействия на энергосооруиения. Сб."Ыэтеовоз-йствия на энергосооруэтения", Алма-Ата, 1991, с.5-8.

8. Б.М.Доскемпиров, С.Ж.Ниеткалпев. Повышение эффектив-сти охлаэдения водохранилища-охладителя ТЗС. Сб. Гидроднна-ческое сопротивление и теплообмен в энергоустановках. М., 36, с. 147-153.

9. Доскемпиров- В.М., Атагельдиеаа Л.Ж. Разработка спосо-з защиты башни градирни от тепла я влаги. Сб."Метеовоэ-йствия на энергосооружения", Алма-Ата, 1991, с.8-11. -

10. Доскемпиров В.М., Нусупбекоаа Д.А., Сакипоз З.В. Исс-дование ледообразования в-напорных трубопроводах. В сб."Тру-

. - 30 -

ды координационных совещаний по гидротехнике", вып. 76, М.-Л., "Энергия", 1975, с.47-51.

11. Доскемпиров Б.К., Нусупбекова Д.А. Повышение надежности работы гидравлической системы "насос-золопровод" при эксплуатации в вимнии период. - В сб. научных трудов Гидропроект; "Бопросы надежности работы гидроагрегатов ГЭС и насосных". П., 1980.

■ 12. Доскемпиров Б.М., Нусупбекова Д.А. Оледенение трубопроводов. В сб. "Материалы совещаний и конференции по гидротехнике. Ледотермическке явлена" и их учет при возведении и эксплуатации гидроузлов и гидротехнических сооружений". Ii., "Энергия", 1979.

13. Доскемпиров Б.М., Нусупбекова Д.А. Расчет оледенели; напорных трубодов. Там ке.

14. Доскемпиров Б.Ы., Нусупбекова Д.А. Экспериментальны* исследования оледенения напорных трубопроводов,- Б сб„"Параметры и реккмы энергозродоховяйственных систем". Труды Энергосеть проекта. И.,1950, С.77-87.

15. A.c. N 1643309 Еоадуховходкое устройство беженке-;' градирни. Доскемпиров Е.И., Ниеткалиэв C.S. ККЙ и 23В, Билл, иэобр. К 15, 1991.

. 15.-A.c. I! 17776952. Градирни. Доскемпиров Б.!,!, и др. ilKIi Т 2ÖC 1/00 Балл, иэобр. !! 43 15Э2г.

17. Патент Росайской Федерации на изобретение N 1776S5E • "Градирня", ДОС1»ЫЯИРОВ Б.!?. и др. 15Ш F 250 1/00 Ешк. иэобр.

13 43 1SS2".

18. Ресашэ о щцаче- предварительного патента по заявке

G322.17.1. Разбршгиващэе сопло грздирш;. Доскемпиров Б.И. v ДР-

19.- Решение о выдаче предварительного патента по заивке f-933245.1. Градирня. Доскемпиров Б.М. и др.

-il'

Раопрздолзино даэдоняя па перкнэтру градаргга*

- - ~ - проиншшяая 18-грзппая _____- й noíoito aopoïpyéj

Оаяясяноота штамшшюго ковффицйвота давлений о? числа Ройнодьдца»

/■) . s Lnnti s 1 4 \

V. енгл сама штли eanacew« oecai шузг» гн |мам<мил«| »«О RS

■Л О v—________ _______:-

fffù 0-' - í'¿r

Pao. Я

----- изиорэнкя па уодоля в аотостсопном потоке,,

............ ... - измерения на дромигавпной градир!®

, -зл-

Вотровой оголовок градирни

Рео.Э

I - градирня ? 2 - о голое oí:

Влияпио ветрового оголовка на расход воядрг/i в градирпо гипорйоличоской формы

V ,V0 , W - ооотвстотвонио окорсстл: всоход,т7,0го

потока пгя вотрз, э стиль я ззтрз

1, Экопорпыоот о зотросым оголовком;

2. Эксперимент без оголовка»

РаопрэдолопЕЗ потока по пэрпиэтру верхнего модоглшзйроешшоП градщш W = 4 м/с

ope sa

РлоД) а

Вяиянн© ветра иа окорооть выходящего потока в подели .градирип л/ « 1»6 кВт

Рио.6

-J? -

Завистзооть доа$ф!щпоп?а топлсстдачп от непрявлопял вэтра

Ша,7

а ''

OdoíísmiQ эяопаршояталша данных по лвдообразсзашго

' 1 ..................................... 1 4° ! so .

1 íi И

1 Ä N.

1 л

1 * к ^»ЙН Î1« —_«

А . 3

psc.e

X - дпзмотр груби « 50+150 шз « - d«24-10 va/ Ягогайцад Э.П., яатлнне тю»ре:«я/

■<¿e 1020 к» / ВраславгхяЗ А.П., патл*** -гл^р-;

BÜMUSY

. ca thsaio of Borlkkan ¿SaSlporloh DockOBplTOV for tho degroo of Döotor of eoisnoe spocialising in

01,02.05 - Llfiuid Machanico, Gas ond Plasaa Uachaaios "Tho Aorody-naaioal Eaeoarcli öS Devices and Uotbods of InoEoasiag Reliability of Energotic Qonctruotionc in Con-ditione of Influoneo of iSatoerologi-oal Faotorn"

Eocultc. of rocoisroh of corodynacicc of tho energotio typo of coastruotionB (eooling tower, ccqucduct, etc.), vhtcli uro influcucod by notüorolOGtcc.1 fixctors (wind, huml dity, tonporßturo, ico, radiation) vero preeentod in tho thocis.

Dovieoc and cothod« of increasing of offoctivonaes of tho coolias towar woro dovolopod (dovicea uoinfj tho power of r;iad, Polyethylens Sprinkler0 acrodynaaic protoctioa, Oto.).

Data an wind proesuro and haatroturn of the cooling towor cnd pipcc located abovo tho er0und lovel wero msdo KOra prscico.

01.02.05- с/йы.«;?ин,гаэ ,тэнэ плазма мзханикасы мамандыгы боЛьп-ша " Энергетика вурыльэдарынщ aya райыньщ ocapi бар KesiHüsri кумыс icTeyinxH сзшмдШхчн мзк пайдалы эсер r:a?9Tv3CÍH ooipyrs багытталган sflicrap мен чурылш-дарын аэродинамикалыц ззрттеулер" атти Взрхкк;ан Цацип-улы Доск<?мгпроэ'мц техника гылымдарыныц докторы гылыми дэражесш алуга арналган дассертациясшыц

Резюмесi.

Ж'/мыо хстаухнэ aya райы факторларыньщ /кел,ылралдылыц, гздану.сэуладзну т.б / эезрх улкен онзрго^/рылымдары класьиьщ ;уеалквддат!<ьы мун&ра ,су^зтк:Ьг1щ кубыр, култасшал К/йыр/ фог,озгалымын з<;рттзушщ нетинелерг кэлтхрхлген.

Су салк^н,^атн?ш мунар&ныц корезткштерш .«орарылататын ¡щиргылар мзн эдхствр табылган: аэлд1н энаргиясын пайдалаиа-tH к.ондиргы ,полимзрл1к сулангня.аэродинемикалыц норган ¡не т.б.

Су салщ(1;:.атк?ля муиараларра мупараларга пелдщ цусь&ш «■з -"зр бзтхндз орналасцан нубцрлардыц жылу алмасуы тур&лы .гяуматтар мелзерх анынралган.