ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ПЕРЕВОЗКЕ В ТАНКЕ НАЛИВНОГО СУДНА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВА
Аннотация
Огромное влияние на процесс теплообмена между нагреваемым грузом танка и ограждающими поверхностями оказывает конструкция судна и теплофизические свойства груза (высоковязкой жидкости). Исследования показали их влияние на начальные и граничные условия, что, в свою очередь, оказывает влияние на режим работы вспомогательной энергетической установки судна. Предложено использовать легкую перфорированную горизонтальную перегородку, установленную параллельно подогревателям в объеме груза (жидкости) танка наливного судна. Посредством методов численного моделирования изучено поведение груза (жидкости) во время работы системы подогрева в объеме танка наливного судна, учитывая физические свойства груза без перегородки и при ее применении. Проведен анализ температурных полей и полей скоростей. Получен эффект от применения перегородки на высотах 4, 6 и 7 м. Эффект снижения установленной мощности подогревателей без увеличения общей массы и затрат на переоборудование существующих танков составил 7 - 11 %. Регулируя высоту расположения перегородки возможно оказывать влияние на температурный режим транспортировки груза (жидкости) и поддерживать ее температуру в необходимом диапазоне. Получено критериальное уравнение, позволяющее расширить область решений, что позволяет облегчить расчеты тепловых потерь при расчете вспомогательной системы подогрева.
Ключевые слова
танк наливного судна, система подогрева груза, численное моделирование теплообменных процессов в объеме танка наливного судна
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Бердина М. Ю. Морской транспорт в системе международных бизнес-операций / М. Ю. Бердина, Е. К. Торосян // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1. - С. 558-560.
Яковлев П. В. Транспортировка высоковязких жидкостей с подогревом в танках наливного судна / П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2015. - № 3. - С. 38-44.
Яковлев П. В. Исследование влияния конструктивных особенностей танков наливных судов на процессы тепломассобмена при перевозке высоковязких грузов водным транспортом / П. В. Яковлев, Ю. А. Аляутдинова, Е. А. Горбанева // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2009. - № 2. - С. 99-103.
Моисеев В. И. Теория и модели процессов тепломассопереноса при транспортных операциях с застывающими наливными грузами: дис. … д-ра техн. наук / В. И. Моисеев. - СПб., 2012. - 463 с.
Моисеев В. И. Естественная конвекция горячих нефтепродуктов при перевозках в условиях низких температур / В. И. Моисеев // Математика в вузе: труды XXII Междунар. науч.-практ. конф. - СПб.: ПГУПС, 2010. - С. 132-136.
Головчун С. Н. Моделирование тепломассопереноса в судовых системах подогрева высоковязких топлив и жидких грузов: дис. … канд. техн. наук / С. Н. Головчун. - Астрахань, 2010. - 135 с.
Яковлев П. В. Моделирование процессов тепломассообмена при перевозке высоковязких грузов водным транспортом / П. В. Яковлев, Ю. А. Аляутдинова, Е. А. Горбанева // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2009. - № 2. - С. 104-109.
Пат. 104542 Российская Федерация, МПК B 65 D 88/74. Устройство для снижения теплопотерь от разогретой жидкости в танках судна / П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева, Ю. А. Аляутдинова, Н. Б. Ачилова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АГТУ. - № 2010150226/12; заявл. 07.12.2010; опубл. 20.05.2011; бюл. № 14.
Пат. № 130595 Российская Федерация, МПК В 65 D 88/74. Устройство для снижения теплопотерь от разогретой жидкости в танках судна / П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева, Ю. А. Аляутдинова; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АГТУ. - № 2012157889/12; заявл. 27.12.2012; опубл. 27.07.2013; бюл. № 21.
Пат. № 154604 Российская Федерация, МПК В 65D 88/74. Устройство для снижения теплопотерь от разогретой жидкости в танках судна / П. В. Яковлев, Е. А. Горбанева; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АГТУ. - № 2015105857/12; заявл. 19.02.2015; опубл. 27.08.2015; бюл. № 24.
Об авторах
Горбанева Евгения Александровна - аспирант
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»Яковлев Павел Викторович - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
