Розробка і дослідження енергоефективних уніфікованих апаратів для енерготехнологічних виробництв

Автор(и)

  • Valeriy Nikolsky Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0001-6069-169X
  • Olga Oliynyk Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0003-2666-3825
  • Viktor Ved Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0002-2391-6463
  • Olena Svietkina НТУ «Дніпровська політехніка» пр. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49600, Україна https://orcid.org/0000-0003-0857-8037
  • Andrii Pugach Дніпровский державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49027, Україна https://orcid.org/0000-0002-5586-424X
  • Alexander Shvachka Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0003-1076-6950

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.132572

Ключові слова:

роторно-імпульсний апарат, кавітаційний теплогенератор, ККД, вібраційний метод контролю, система управління

Анотація

Виготовлений вдосконалений промисловий зразок роторно-імпульсного теплогенератора (РІТ), інтегрований в теплову систему опалення промислової споруди. Роторно-імпульсні теплогенератори не займають істотних позицій на ринку опалювальної техніки через відсутність достовірних даних про ефективність використання такого обладнання в теплових системах опалення промислових споруд.

Була змінена конструкція розробленої кавтационной камери, визначені параметри каналів, розташованих між ротором і статором. Встановлено, що оптимальна ширина зазору між каналами ротора і статора при максимальному ККД 0,7 склала 8–10 мм. При інтегруванні кавітацiйної камери РІТ в теплову систему була змінена конструкція теплообмінника «труба в трубі» на пластинчастий.

Проведено стендові дослідження енергоефективності роботи теплової системи. Визначено показники енергоефективності системи з удосконаленим роторно-імпульсним теплогенератором, виконаний аналіз шляхом порівняння з аналогами, приведеними в літературі. Доведено, що вдосконалення теплової системи дозволило отримати поліпшені показники енергоефективності. Стендові випробування показали, що ККД вдосконаленою теплової системи на ≈17% вище ККД теплових систем на основі багатоступеневих РІТ.

Розроблено автоматичну систему контролю і управління тепловою системою з використанням віброчастотних датчиків для оцінки ефективності процесу кавітації. Проведені пуско-налагоджувальні роботи дозволили визначити можливість застосування розробленої автоматичної системи з відповідним програмним забезпеченням для контролю і управління роботою теплової системи.

Отримані дані порівняльного аналізу дозволяє рекомендувати розроблений роторно-імпульсний теплогенератор як гідну альтернативу використовуваним теплоагрегатам в теплових системах опалення промислових будівель і споруд

Біографії авторів

Valeriy Nikolsky, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Доктор технічних наук, професор

Кафедра енергетики

Olga Oliynyk, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп'ютерно-інтегрованих технологій і метрології

Viktor Ved, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Старший викладач

Кафедра обладнання хімічних виробництв

Olena Svietkina, НТУ «Дніпровська політехніка» пр. Яворницького, 19, м. Дніпро, Україна, 49600

Доктор технічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра хімії

Andrii Pugach, Дніпровский державний аграрно-економічний університет вул. Сергія Єфремова, 25, м. Дніпро, Україна, 49027

Доктор наук з державного управління, кандидат технічних наук, доцент

Кафедра сільськогосподарських машин

Alexander Shvachka, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп'ютерно-інтегрованих технологій і метрології

Посилання

  1. Byun, J., Park, S., Kang, B., Hong, I., Park, S. (2013). Design and implementation of an intelligent energy saving system based on standby power reduction for a future zero-energy home environment. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 59 (3), 507–514. doi: 10.1109/tce.2013.6626231
  2. Eynard, J., Grieu, S., Polit, M. (2011). Modular approach for modeling a multi-energy district boiler. Applied Mathematical Modelling, 35 (8), 3926–3957. doi: 10.1016/j.apm.2011.02.006
  3. Reddy, A., Kreider, J. F., Curtiss, P. S., Rabl, A. (2016). Heating and Cooling of Buildings: Principles and Practice of Energy Efficient Design. CRC Press, 900. doi: 10.1201/9781315374567
  4. Self, S. J., Reddy, B. V., Rosen, M. A. (2013). Geothermal heat pump systems: Status review and comparison with other heating options. Applied Energy, 101, 341–348. doi: 10.1016/j.apenergy.2012.01.048
  5. Mahapatra, K., Gustavsson, L. (2008). An adopter-centric approach to analyze the diffusion patterns of innovative residential heating systems in Sweden. Energy Policy, 36 (2), 577–590. doi: 10.1016/j.enpol.2007.10.006
  6. Miozzi, M., Lalli, F., Romano, G. P. (2010). Experimental investigation of a free-surface turbulent jet with Coanda effect. Experiments in Fluids, 49 (1), 341–353. doi: 10.1007/s00348-010-0885-1
  7. Nikolsky, V. E., Lobodenko, A. V. (2016). Razrabotka i issledovanie cel'nometallicheskoy kamery sgoraniya dlya apparatov pogruzhnogo goreniya. Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia, 1, 69–65.
  8. Nikolsky, V. (2015). Development and study of contact-modular heating system using immersion combustion units. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (76)), 31–35. doi: 10.15587/1729-4061.2015.47459
  9. Nikolsky, V., Oliynyk, O., Shvachka, A., Nachovnyy, I. (2017). Thermal treatment of concentrated liquid toxic waste and automatic control of process efficiency. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (89)), 26–31. doi: 10.15587/1729-4061.2017.111846
  10. Bahramara, S., Moghaddam, M. P., Haghifam, M. R. (2016). Optimal planning of hybrid renewable energy systems using HOMER: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, 609–620. doi: 10.1016/j.rser.2016.05.039
  11. Strantzali, E., Aravossis, K. (2016). Decision making in renewable energy investments: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 55, 885–898. doi: 10.1016/j.rser.2015.11.021
  12. Connolly, D., Lund, H., Mathiesen, B. V. (2016). Smart Energy Europe: The technical and economic impact of one potential 100% renewable energy scenario for the European Union. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 1634–1653. doi: 10.1016/j.rser.2016.02.025
  13. Chua, K. J., Chou, S. K., Yang, W. M. (2010). Advances in heat pump systems: A review. Applied Energy, 87 (12), 3611–3624. doi: 10.1016/j.apenergy.2010.06.014
  14. Li, Y., Fu, L., Zhang, S., Zhao, X. (2011). A new type of district heating system based on distributed absorption heat pumps. Energy, 36 (7), 4570–4576. doi: 10.1016/j.energy.2011.03.019
  15. Ziębik, A., Gładysz, P. (2012). Optimal coefficient of the share of cogeneration in district heating systems. Energy, 45 (1), 220–227. doi: 10.1016/j.energy.2012.02.071
  16. Petkovšek, M., Mlakar, M., Levstek, M., Stražar, M., Širok, B., Dular, M. (2015). A novel rotation generator of hydrodynamic cavitation for waste-activated sludge disintegration. Ultrasonics Sonochemistry, 26, 408–414. doi: 10.1016/j.ultsonch.2015.01.006
  17. Ved, V., Nikolsky, V., Oliynyk, O., Lipeev, A. (2017). Examining a cavitation heat generator and the control method over the efficiency of its operation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (88)), 22–28. doi: 10.15587/1729-4061.2017.108580
  18. Shevchenko, A. B. (2011). Vihrevye teplogeneratory termery: problemy i perspektivy. Stroitel'stvo. Materialovedenie. Mashinostroenie. Seriya: Sozdanie vysokotekhnologicheskih ekokompleksov v Ukraine na osnove koncepcii sbalansirovannogo (ustoychivogo) razvitiya, 60, 192–207.
  19. Rooze, J., Rebrov, E. V., Schouten, J. C., Keurentjes, J. T. F. (2013). Dissolved gas and ultrasonic cavitation – A review. Ultrasonics Sonochemistry, 20 (1), 1–11. doi: 10.1016/j.ultsonch.2012.04.013
  20. Takagi, R., Yoshizawa, S., Umemura, S. (2010). Enhancement of Localized Heating by Ultrasonically Induced Cavitation in High Intensity Focused Ultrasound Treatment. Japanese Journal of Applied Physics, 49 (7), 07HF21. doi: 10.1143/jjap.49.07hf21
  21. Spirin, N. A., Lavrov, V. V., Zaynullin, L. A., Bondin, A. R., Burykin, A. A. (2015). Metody planirovaniya i obrabotki rezul'tatov inzhenernogo eksperimenta. Ekaterinburg: OOO «UINC», 290.
  22. Promtov, M. A. (2001). Pul'sacionnye apparaty rotornogo tipa: teoriya i praktika. Moscow, 260.
  23. Oliynyk, O., Taranenko, Y., Shvachka, A., Chorna, O. (2017). Development of auto­oscillating system of vibration frequency sensors with mechanical resonator. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (85)), 56–60. doi: 10.15587/1729-4061.2017.93335
  24. Oliynyk, O. Yu., Taranenko, Yu. K. (2017). Model Furie-filtratsiyi vykhidnykh analohovykh syhnaliv chastotnykh datchykiv. Tekhnolohyia pryborostroenyia, 2, 21–24.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-05-30

Як цитувати

Nikolsky, V., Oliynyk, O., Ved, V., Svietkina, O., Pugach, A., & Shvachka, A. (2018). Розробка і дослідження енергоефективних уніфікованих апаратів для енерготехнологічних виробництв. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (93), 59–65. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.132572

Номер

Том 3 № 8 (93) (2018): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Valeriy Nikolsky, Olga Oliynyk, Viktor Ved, Olena Svietkina, Andrii Pugach, Alexander Shvachka

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.