CC BY
23[34] Чижевский A.JI. Аэроионизация как физиологический, профилактический и терапевтический фактор и как новый санитарно-гигиенический метод кондиционированного воздуха. -1933.-200 с.
[35] Чижевский А.Л. Ионизация газов и атмосферного воздуха // Проблемы ионизации: Тр. ЦНИЛИ. - Воронеж: Коммуна, 1933.-Т. 1.-С. 1-38; С. 112-116; С. 167-218.
[36] Чижевский А.Л. Теоретические основы работы электроэффлювиапьного ионизатора. 1939
- 65с.
[37] Шилкин А.А., Губернский Ю.Д., Миронов А.М. Аэроионный режим в гражданских зданиях. - М.: Стройиздат, 1988. - 169 с.
[38] Шилкин А.А., Соловьев С.П. и др. ,Аэроионный режим помещений при работе бытовых кондиционеров БК-1500 и БК-2500 // Электротехническая пром-сть. Сер. Бытовая электротехника. - 1981. - Вып. 3(64). - С. 1-3.
[39] Шилкин А.А., Соловьев С.П. Рекомендации по совершенствованию аэроионного режима внутренней среды общественных зданий / ЦНИИЭП учеб. зданий. - М.: 1982. - 36 с.
[40] Bachman С.Н., McDonald R.D., Lorenz P.J. Some effects of air ion the activity of rats-Int J Bio-meteorol, 1966, v.10, p. 39-46.
[41] K.T.Fomof,G.O. Gilbert. Stress and physiological, behavioral and performance patterns of children under varied air ion levels. - Int.J.of Biometeorol., 1988, 32: 260-270.
ARTIFICIAL IONIZATION OF AIR
A. S. Kurnikov, A. S. Shirshin
Main principles of artificial ionization of air, the influence of negative ions on the health of the person are considered. The effective and modern method of reception of ionized air by its processing by ozone is offered. The circuit of the processing of air by ozone in the cyclone-foamy device is resulted
УДК 629.122.456.2.011.51.- 691.83
A. E. Мазунин, аспирант.
М. X. Садеков, к. т. н., доцент, ВГАВТ/
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5. E-mail: [email protected]
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО МЕТОДА НАГРЕВА ВЫСОКОВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЧНЫХ НЕФТЕНАЛИВНЫХ СУДАХ, ВЗАМЕН НАГРЕВА ПАРОМ
Разработка нового, экологически чистого метода нагрева высоковязких топлив, в речных нефтеналивных судах, с использованием СВЧ-энергии. Исполнение и основные сравнительные показатели.
В настоящее время нефтеналивными судами перевозится около 140 млн. т нефтепродуктов, из которых 40 млн. т приходится на долю внутреннего транспорта. Из общего объема нефтегрузов около 55 % приходится на высоковязкие мазуты и нефти, потребляемые в основном крупными теплоэлектростанциями и заводами [1]. В связи с тем, что температуры застывания вязких нефтепродуктов находятся в пределах (+10) - (36 °С), а в раде случаев и выше (для донных отложений), то при транспортировке нефтепродуктов в судах на днище и бортах происходит образование застывшего слоя, толщина которого может достигать 0,2 м и выше, сокращая тем самым грузовмести-
мость судна а следовательно, и грузооборот за навигацию. Удаление из грузовых танков нефти и высоковязких нефтепродуктов обычно связано с их подогревом для придания текучести обеспечивающей перемещение к приемникам грузовых насосов.
Успешное выполнение задач, поставленных, перед речным транспортом по перевозке во многом зависит от того, насколько своевременно и качественно будут проводиться работы по подготовке флота к эксплуатации.
Поэтому в условиях рыночной экономики является особо актуальной задача снижения материальных затрат связанных с подогревом нефтегрузов в танках нефтеналивных судов.
Поэтому было проведено исследование всех существующих и перспективных способов разогрева и предложена к дальнейшему рассмотрению, принципиально новая, не имеющая аналогов, экологически чистая схема разогрева с использованием СВЧ-энергии. Использование СВЧ-энергии в других областях подтвердило оправданность такого дерзкого шага.
С физической точки зрения преимущество СВЧ разогрева обусловлено следующим. При различных контактных (поверхностных) методах нагрева: перегретым паром, токоведущими шинами, выпускными газами и т. п. тепловая энергия распространяется от поверхности нагревателя (теплоносителя) в объем продукта за счет его теплопроводности. При СВЧ нагреве энергия проникает в объем продукта, вызывая высокочастотные колебания поляризованных молекул, энергия которых преобразуется в тепло вследствие наличия у материалов диэлектрических потерь [2]. При этом в отличии от парового разогрева, сама цистерна почти не нагревается, что резко снижает потери тепла в атмосфере и повышает КПД процесса в несколько раз. Эффективность преобразования электромагнитной энергии в тепловую, зависит от диэлектрической проницаемости £ и тангенса диэлектрических потерь 5 нагреваемого продукта и характеризуется плотностью мощности диэлектрических потерь [3]:
Р = сое1ё/Е/2 (1)
где ш - частота излучения;
Е - амплитуда электрического СВЧ-поля в диэлектрике.
Значения е и 8 зависят от частоты излучения и температуры продукта.
Так как для оценки эффективности работы по СВЧ нагреву различных продуктов требуются предварительные измерения их диэлектрических характеристик, а справочных данных, например [4-6], явно недостаточно. И не существует стандартных отечественных радиоизмерительных средств, для измерения параметров диэлектриков. То пришлось воспользоваться трудом моих коллег во ФГУП НПП «Салют» экспериментально определивших в и tg 5 для принятого в моих дальнейших расчетах типа топлива Мазут флотский Ф-12 ГОСТ 10585-75 используя резонансный метод, конструкция резонатора показана на рис.
При нагреве энергия электрического поля преобразуется в тепло. Эффективность преобразования энергии электрического поля в тепло, увеличивается пропорционально рабочей частоте и квадрату напряженности электрического поля. Увеличивать напряженность электрического поля произвольно нельзя, так как, начиная с некоторого уровня (напряженность поля пробоя), возникают электрические разряды, оказывающие вредное влияние на качество продукции. Поэтому единственно возможным путем увеличения удельной энергии преобразования (энергия преобразования в единице объема) является увеличение рабочей частоты. Частоту излучения магнетрона выбираем исходя из того, что хотя мощные магнетроны бытового и промышленного оборудования работают на 2450 МГц, у них глубина проникновения СВЧ энергии в продукт значительно меньше размеров емкости. Это снижает эффективность СВЧ нагрева почти до уровня парового нагрева. Поэтому целесообразным считаем выбрать вторую резервную для
промышленности частоту 915 МГц. Магнетроны мощностью 100 кВт, работающие на данной частоте, уже выпускает одно из Российских предприятий.
Помимо анализа существующих схем нагрева, было просчитано использование схемы СВЧ-нагрева на конкретном примере, танкер проекта 1577 (Волгонефть) [7]. Рассчитана схема распределения температуры по объему танка, при разном заполнении, с учетом параметров окружающей среды для конкретного района плавания согласно ГОСТ 24389-80 и проведенного расчета коэффициентов теплопередачи подволока, второго борта и дна, переборок нефтеналивного танка, топлива Мазут флотский Ф-12 ГОСТ 10585-75 [5]. Предложена блок-схема и возможная компоновка оборудования рис. 2. Установка малогабаритна, и включает в себя 3 основных блока: шкаф выпрямителя (1) и блок автоматики (2) устанавливаемые в зоне надстройки, и мобильный блок СВЧ (З)укрепляемый непосредственно на горловине нефтетанка.
- НАГРЕВАЕМЫЙ ПРОДУКТ у
Трансформатора 720 Модуля СВЧ 170
Блока управления 12
Габаритыгмм: Трансформатора 1400*800*1150 Модуля СВЧ 645*493*700
Блока у правлен ия 530*500*280
Рис. Схема установки СВЧ-нагрева высоковязких нефтепродуктов в речных нефтеналивных судах
Относительно энергетических и экономических затрат мы отмечаем, что при СВЧ нагреве по отношению к разогреву пара, время разогрева сокращается в 3-5 раз. Снижаются и энергетические затраты, так при СВЧ нагреве битумов и гудронов - в десятки раз, но при нагреве мазутов и моторных масел эффективность нагрева снижается до 5 раз. Преимуществом предложенного метода является его экологическая чистота позволяющая практически ликвидировать стоки, возникающие при очистке обводненного нефтегруза, и сократить выбросы паров в атмосферу.
Список литературы
[1] Кутыркин В.А., Постников В.А. Специальные системы нефтеналивных судов- М.: Транспорт, 1983. - 188 с.
[2] СВЧ энергетика / Под ред. Окресса. - М.: Мир, 1971. - 258 с.
[3] Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебник для вузов. - М: Высшая школа, 1988.
[4] Кикоин И.К. Таблицы физических величин. - М.: Атомиздат, 1976. - 476 с.
[5] Кошкин И.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1982. - 286 с.
[6] Дж. Кей., Т. Леби. Таблицы физических и химических постоянных. - М.: ГИФМЛ, 1962. - 310 с.
[7] Отраслевая нормаль, ОН9-589-66., Система обогревания топливных, масляных и водяных цистерн. Нормы и правила проектирования. Методика расчета и типовые схемы. - 1967. - 133 с.
USE OF THE ENVIRONMENTALLY APPROPRIATE METHOD OF HIGH-VISCOUS FUEL HEATING FOR INLAND WATER OIL-TANKERS, IN STEAD OF STEAM-HEATING METHODS
A. E. Mazynin, M.H. Sadekov
Development of the new environmentally appropriate method of high-viscous fuel heating, for inland water oil-tankers, using microwaves energy. Performance and basic comparison characteristics.
УДК 621.43.74:621.793
Ю. И. Матвеев, д. т. н., профессор, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
ПРИЧИНЫ ПОВЫШЕННОГО ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВООЙ ГРУППЫ СУДОВЫХ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПРИ РАБОТЕ НА ТЯЖЕЛЫХ СОРТАХ ТОПЛИВА
В работе приводятся результаты исследований изнашивания цилиндровых втулок и поршневых колец судовых дизелей при работе на тяжелых сортах топлива. Даны практические для снижения интенсивности изнашивания данных деталей, определяющих работоспособность и надежность эксплуатации дизелей.
От надежности эксплуатации судовых СОД зависит своевременная доставка грузов, перевозка пассажиров водным транспортом, а также эффективность работы судов. В связи с этим вопросы обеспечения работоспособности и экономичности судовых дизелей приобретают первостепенное значение. Тенденция перевода мощных дизелей отечественного производства (СДВС 6 ЧРН 36/45), а также некоторых зарубежных (СДВС 6-8 НФД 48) с дизельного на тяжелые сорта топлива существенно сказалась на увеличении объемов текущего и среднего ремонтов; увеличился расход запасных деталей ЦПГ по причине их изнашивания.
Моторное топливо является сложной смесью углеводородов, в том числе содержащих воду, соединения серы, ванадия и натрия [11, 18, 19].
Исследования показали, что преобладающую роль в изнашивании деталей ЦПГ на тяжелых сортах топлива имеют разнообразные сернистые и лаковые соединения (элементарная сера, дисульфиды, сульфокислоты, сероводород, меркаптаны, тиофе-ны, сульфиды) [6, 9, 10].
