Особливості теплового розрахунку теплообмінників ''бокс-кулер'' для систем охолодження суднових газотурбінних установок

Abstract

Теплообмінні апарати «бокс-кулер» останнім часом отримали певне поширення у складі енергетичних установок суден малої та середньої водотоннажності. Проте питання їх практичного використання у складі систем охолодження суднових газотурбінних установок, як і питання проєктування з урахуванням особливостей обладнання, яке обслуговує газотурбінну установку, залишаються актуальними. Метою роботи є аналіз особливостей теплового розрахунку теплообмінників «бокс-кулер» для двоконтурних систем охолодження суднових газотурбінних установок. Як об’єкт дослідження обрано робочі процеси в теплообмінних апаратах «бокс-кулер». Предметом дослідження є теплові характеристики цих теплообмінних апаратів. Розроблено математичну модель теплообмінного апарата типу «бокс-кулер». Розглянуто особливості теплового конструктивного розрахунку цих апаратів для двоконтурних систем охолодження суднових газотурбінних установок. Уперше проаналізовано вплив вихідної теплової потужності на характеристики бокс-кулерів; встановлена залежність від неї якісних та кількісних показників теплопередачі. З огляду на обмежувальний вплив на передачу тепла тепловіддачі від зовнішньої поверхні труб до забортної води детально розглянуто вплив на цей фактор висоти пучка труб і температури забортної води. Визначено, що зростання останньої веде не лише до погіршення тепловіддачі, але й до одночасного зменшення в теплообміннику середнього температурного напору. Практична значимість отриманих результатів полягає в можливості використання розробленої математичної моделі теплообмінного апарата як для його проєктування, так і для перевірочного аналізу роботи на різних режимах. Це може стати основою для подальших досліджень, пов’язаних з аналізом впливу експлуатаційних факторів, зокрема факторів зовнішнього середовища, на роботу та теплові характеристики досліджуваних теплообмінників.