Аннотации:
Учебный лабораторный стенд создан для имитации работы прямоточного котла с целью изучения гидравлических и теплофизических процессов, происходящих в таких устройствах. Изучив гидродинамику теплоносителя в цилиндрическом сложнонавитом змеевике, можно повлиять на паропроизводительность котла, улучшить его энергоэффективность. В учебных целях обучающийся может изучить режимы течения жидкости и воздуха, научиться управлять электрооборудованием, освоить работу запорно-регулирующий арматуры и проборов для измерения расхода, температуры и давления. Цель работы заключается в проектировании, создании и запуске учебного лабораторного стенда, который позволяет воспроизвести гидравлический и аэродинамический режимы работы прямоточного парового котла змеевикового типа без нагрева теплоносителя. Материалы и методы. Для проектирования была принята за основу модель реального парового котла змеевикового типа и адаптирована под условия эксплуатации для проведения лабораторных работ. Результаты. В качестве результата представлены тепломеханические схемы гидравлической и аэродинамической систем, алгоритм работы гидравлической системы, схема автоматизации, а также перечень подобранного оборудования и фото собранного лабораторного стенда. Заключение. Современные приборы автоматизации могут позволить снять показания теплоносителя и воздуха с высокой точностью, а также передать экспериментальные значения на персональный компьютер для сохранения и последующего анализа данных. Учебный лабораторный стенд позволит провести углубленное изучение гидравлических и аэродинамических процессов в прямоточном паровом котле змеевикового типа, процессы изменения и возникновения ламинарного и турбулентного режимов, а также их влияние на повышение энергоэффективности рассматриваемых котлов, а в перспективе и на отдельное теплообменное оборудование. The training laboratory stand was created to simulate the operation of a direct-flow boiler, in order to study the hydraulic and thermophysical processes occurring in such devices. Having studied
the hydrodynamics of the coolant in a cylindrical composite coil, it is possible to influence the steam capacity of the boiler, improve its energy efficiency. For educational purposes, the student can study the flow modes of liquid and air, learn how to control electrical equipment, master the operation of shut-off valves and parting devices for measuring flow, temperature and pressure. The purpose of the work is to design, create and launch an educational laboratory stand that allows you to reproduce the hydraulic and aerodynamic modes of operation of a directflow steam boiler of a coil type without heating the coolant. Methods. For the design, a model of a real coiltype steam boiler was taken as a basis and adapted to the operating conditions for laboratory work. Results. As a result, thermal mechanical schemes of hydraulic and aerodynamic systems, the algorithm of the hydraulic system, the automation scheme, as well as a list of selected equipment and photos of the assembled laboratory stand are presented. Conclusion. Modern automation devices can make it possible to take readings of the coolant and air with high accuracy, as well as transfer experimental values to a personal computer for data storage and subsequent analysis. The educational laboratory stand will allow for an indepth study of hydraulic and aerodynamic processes in a direct-flow steam boiler of the coil type, the processes of change and occurrence of laminar and turbulent modes, as well as their impact on improving the energy efficiency of the boilers in question, and in the future on separate heat exchange equipment.
Описание:
Осинцев Константин Владимирович, канд. техн. наук, доц., заведующий кафедрой про-мышленной теплоэнергетики, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; osintsev2008@yandex.ru.
Кускарбекова Сулпан Ириковна, аспирант, кафедра промышленной теплоэнергетики, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия; sulpan.kuskarbekova@mail.ru.
Konstantin V. Osintcev, Cand. Sci. (Econ), Ass. Prof., Head of the Department of Industrial Heat Power Engineering, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; osintsev2008@yandex.ru.
Sulpan I. Kuskarbekova, Postgraduate Student of the Department Industrial Heat Power Engineering, South Ural State University, Chelyabinsk, Russia; sulpan.kuskarbekova@mail.ru.