Разработка общего критериального уравнения расчета теплоотдачи к углеводородным и неуглеводородным средам при их естественной конвекции в условиях локального осадкообразования
Авторы: Алтунин К.В.
Опубликовано в выпуске: #9(141)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-9-2305
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Представлено новое общее критериальное уравнение, разработанное для расчета теплоотдачи в условиях естественной конвекции углеводородных и неуглеводородных сред при локальном образовании осадков на поверхности теплообмена. Проведен анализ источников информации по теме исследования. Приведены примеры образования осадков в некоторых энергоустановках и реактивных двигателях. Рассмотрены основные факторы, влияющие на образование углеродсодержащих осадков на нагретых стенках каналов подачи горючего и теплоносителей. Получено новое уравнение расчета теплоотдачи на основе созданного автором критерия подобия осадкообразования, учитывающего одновременно и тепловую, и электрохимическую природу этого процесса. Найдены значения новых электрохимических чисел, использовавшихся при расчете и входящих в критерий подобия осадкообразования, для углеродсодержащих осадков в среде керосина и для солевых осадков (NaCl). Обобщены результаты экспериментальных исследований в среде керосина марки ТС-1, солевого раствора и воздуха в условиях локального осадкообразования на поверхности теплообмена, отраженные на графиках.
Литература
[1] Чертков Я.Б. Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива. Москва, Химия, 1968, 356 с.
[2] Van Nostrand W.L.J., Leach S.H., Haluska J.L. Economic penalties associated with the fouling of refinery heat transfer equipment. In: E.F.C. Somerscales and J.G. Knudsen, eds. Fouling of Heat Transfer Equipment, Troy, NY (USA), 13–17 August 1979. Washington, Hemisphere, 1981, pp. 619–643.
[3] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Дресвянников Ф.Н., Гортышов Ю.Ф., Яновская М.Л. Проблемы внутрикамерных тепловых процессов в авиационных, аэрокосмических и космических энергоустановках многоразового использования. XXVI Междунар. науч. сем. «Проблемы моделирования и динамики сложных междисциплинарных систем», Казань, ноябрь 2010 г. Казань, Изд-во КГТУ им. А.Н. Туполева, 2010, с. 12.
[4] Алтунин В.А. Исследование особенностей теплоотдачи к углеводородным горючим и охладителям в энергетических установках многоразового использования. Книга первая. Казань, Изд-во Казанского государственного университета имени В.И. Ульянова-Ленина, 2005, 272 с.
[5] Шлякотин В.Е., Шихман Ю.М. Эмпирические модели ресурсной наработки и динамики жидкофазных коксоотложений при нагреве авиационного керосина. Авиационные двигатели, 2019, № 3 (4), с. 57–62.
[6] Алтунин К.В. Исследование влияния температуры на процесс осадкообразования при эксплуатации энергетических установок на жидких углеводородных горючих. Тр. 5-й Рос. нац. конф. по теплообмену «РНКТ-5». Москва, МЭИ, 2010, т. 8, с. 36–39.
[7] Zhu Yuhong, Yu Caixiang, Li Zimu, Mi Zhentao and Zhang Xiangwen. Formation of coke in thermal cracking of jet fuel under supercritical conditions. Frontiers of Chemical Engineering in China, 2008, vol. 2, no. 1, pp. 17–21.
[8] Яновский Л.С., Иванов В.Ф., Галимов Ф.М., Сапгир Г.Б. Коксоотложения в авиационных и ракетных двигателях. Казань, Абак, 199, 284 с.
[9] Бубликов И.А. Научные принципы диагностирования и разработка методов снижения интенсивности образования отложений в теплообменном оборудовании тепловых и атомных электростанций. Дис. ... д-ра техн. наук. Новочеркасск, Изд-во ЮРГПУ (НПИ), 2004, 360 с.
[10] Cengel Yunus A. Heat Transfer: A Practical Approach. Second edition. Boston, Massachusetts, WBC McGraw-Hill, 2008, 874 p.
[11] Алтунин К.В. Исследование влияния солевых отложений на теплоотдачу при естественной конвекции воздуха. Физико-химическая кинетика в газовой динамике, 2022, т. 23, вып. 2. http://doi.org/10.33257/PhChGD.23.2.989
[12] Алтунин В.А. Исследование влияния электростатических и магнитных полей на особенности теплоотдачи к углеводородным горючим и охладителям. Книга вторая. Казань, Изд-во Казанского государственного университета имени В.И. Ульянова-Ленина, 2006, 230 с.
[13] Нечаев А.В. Основы электрохимии. Екатеринбург, ИПЦ УрФУ, 2010, 107 с.
[14] Большаков Г.Ф. Физико-химические основы образования осадков в реактивных топливах. Ленинград, Химия, 1972, 232 с.
[15] Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур Ю.П., Федоров Е.П. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив: Справочник. Москва, Химия, 1985, 240 с.
[16] Алтунин К.В. Разработка методики расчета теплоотдачи на основе критерия подобия осадкообразования с электрохимическим числом. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2022, № 12 (753), с. 80–86.
[17] Мельников М.В., Корепанов М.А., Калинин А.С. Электромагнитная обработка воды для защиты от накипи. Химическая физика и мезоскопия, 2017, т. 19, № 3, с. 389–395.