Науковою задачею, вирішеною в дисертаційній роботі, є розробка методики теплогідродинамічного розрахунку і математичної моделі ПНП, що дозволяють установити закономірності впливу реальних умов експлуатації ССМ (часткових навантажень, нерівномірності розподілу парових і повітряних потоків) на параметри робочих процесів у ПНП, обґрунтувати і реалізувати новий принцип здійснення робочих процесів у суднових ПНП - ступінчасту конденсацію з проміжною сепарацією фаз. При цьому створюються умови для стабільного відводу конденсату, що виключає імовірність його замерзання і втрату теплоти з пролітною парою, тобто підвищуються теплогідродинамічна ефективність та експлуатаційна надійність суднових ПНП. Вперше встановлено, що частка поверхні, яка приходиться на переохолодження конденсату, складає 20...40 % і обмежує сумарний тепловідвід з поверхні ПНП. Встановлено, що ступінчаста конденсація з проміжною сепарацією пари забезпечує збільшення густини теплового потоку на 20…30 % при рівномірному розподілі пари і повітря та на 30…40 % - при нерівномірному. Визначені оптимальні співвідношення витрат пари через ступені двоступінчастих ПНП із переохолодженням конденсату: 50...60 % сумарної витрати через перший, низькотемпературний, ступінь. Показано, що з підвищенням температури повітря на вході і теплової продуктивності суднових ПНП діапазон відхилень витрат, які допускаються, від оптимальних співвідношень зростає. Вперше експериментальним шляхом виявлений нерівномірний розподіл пари по трубках, який є причиною порушення стабільного відводу конденсату від ПНП на режимах постійних теплових навантажень при експлуатації разом з конденсатовідвідниками. Експериментально встановлено і теоретично обґрунтовано, що як при рівномірному, так і при нерівномірному розподілі повітряних і парових потоків причиною розшарування поля температур повітря є низька інтенсивність теплопередачі на ділянках поверхні з переохолодженим конденсатом. Встановлено, що зі збільшенням витрат пари вплив нерівномірності її розподілу по трубках нагрівача на сумарний тепловідвід скорочується. Теоретично обґрунтоване й експериментально підтверджене замерзання конденсату на часткових режимах (при підвищенні температури повітря на вході) при від'ємних температурах зовнішнього повітря. Встановлено, що при постійній витраті пари зі збільшенням витрати повітря і ступеня ребристості поверхні ПНП із переохолодженням конденсату тепловідвід залишається практично незмінним через вкрай низьку інтенсивність тепловіддачі до конденсату. Розроблені номограми для визначення витрати і параметрів теплоносія на виході з ПНП у залежності від режимів експлуатації. Розроблені схемно-конструктивні рішення, які забезпечують енергетично ефективну та надійну роботу ПНП при низьких температурах зовнішнього повітря і на часткових режимах. Обґрунтовані і розроблені ефективні способи регулювання подачі пари до двоступінчастого ПНП у всьому діапазоні режимів експлуатації. Результати роботи можуть бути використані в інших суднових енергетичних системах, зокрема, системах інертних газів, осушення ізоляції трюмів, пневмосистемах, а також в споживачах пари для технологічних потреб та в парових нагрівачах повітря, яке подається до топок суднових парогенераторів.
Основні результати дисертації опубліковані в наукових спеціалізованих виданнях: Скородумов А.П., Радченко Н.И. Повышение безопасности эксплуатации паровых нагревателей воздуха судовых систем кондиционирования // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2002. – № 1(379). – С.61-67. Радченко Н.И., Скородумов А.П. Исследование влияния неравномерности воздушных потоков на тепловую эффективность паровых нагревателей судовых систем кондиционирования // Холодильная техника и технология. – 2000. – Вып. 66. – С. 66 – 70. Скородумов А.П. Экспериментальное исследование паровых нагревателей воздуха судовых систем кондиционирования // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2001. – № 6(378). –С. 95 - 101. Радченко Н.И., Скородумов А.П., Бойчук В.В., Сирота А.А. Концепция пароснабжения технологических потребителей // Новости теплоснабжения. - 2001. – №11(15). – С. 20 – 23.
Радченко Н.И., Скородумов А.П. Пути повышения тепловой эффективности паровых нагревателей воздуха систем кондиционирования // Вестник Международной академии холода.– С.-Петербург. Москва.– 2002. – Вып. 1. – С.10–12. Скородумов А.П. Математическая модель паровых нагревателей воздуха систем судового микроклимата // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ. – 2002. – №2 (380). – С. 150-158. Radchenko A.N., Skorodumov А.P. Сalculation of heat transfer during cooling the motor of hermetic refrigeration compressor // Fifth International Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical systems.- Poland.- 2001.- Р. 511-514. Радченко Н.И., Скородумов А.П. К расчету теплоотдачи при конденсации водяного пара внутри труб // Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении: Тезисы докладов 2-й международной науч.-техн. конф. – Николаев: УГМТУ. – 1998. – С. 35.
Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані у співавторстві: [1] - аналіз умов безпечної експлуатації систем мікроклімату суден необмеженого і льодового районів плавання та вирішення задачі усунення замерзання конденсату; [2] - двомірна постановка та вирішення задачі дослідження впливу нерівномірних повітряних потоків на теплову ефективність ПНП, розробка методики, програми теплового розрахунку і математичної моделі ПНП з урахуванням переохолодження конденсату; [4, 5] – результати аналізу причин низької ефективності ПНП та пароконденсатних систем, розробка раціональних схемних рішень; [7] – методика теплогідродинамічних розрахунків двофазових потоків; [8] – аналіз впливу переохолодження конденсату на теплопередачу у ПНП. |
