Експериментальні дослідження характеристик моделі шумоглушника-теплоакумулятора для суднових енергетичних установок

Abstract

Метою дослідження є отримання експериментальних даних для підтвердження ефективної працездатності теплоакумулюючих систем надводних кораблів та суден. Методом дослідження є фізичне моделювання періодичних процесів утилізації з акумулюванням теплоти відпрацьованих газів для передпускової підготовки дизельного двигуна та забезпечення загальносуднових потреб, співставлення експериментальних результатів з наявними розрахунковими. Працездатність моделі дослідного зразка підтверджена визначенням інтервалів часу плавлення теплоакумулюючого матеріалу, збереження у ньому теплоти з подальшою її віддачою при кристалізації. Достовірність експериментальних даних при порівнянні з розрахунковими підтверджується значеннями похибок вимірювання, які не перевищують 4%, та опосередкованого визначення балансів теплоти з 12 до 20%. Нестаціонарна теплопровідність із фазовим переходом досліджувалась, як двофазна з теплообміном в обох фазах одночасно з урахуванням їх теплофізичних властивостей та вимірюваннями показників температурного поля в шарі теплоакумулюючого матеріалу. Узагальнений процес збільшення внутрішньої енергії теплоакумулюючого матеріалу на прикладі манітолу представлений у вигляді залежності питомої різниці температур недогріву відносно температури відпрацьованих газів на ділянках нагріву в твердому стані до температури плавлення, перехід у рідкий стан та перегрівання у рідкому стані до температури кипіння. Наукова новизна роботи полягає в експериментально отриманих характеристиках моделі дослідного зразка шумоглушника-теплоакумулятора в складі газовипускної системи дизельного двигуна, визначенні тривалості складових циклічності його роботи та умов зменшення часу зарядки в залежності від температури відпрацьованих газів. Практична значимість результатів полягає в рекомендаціях з використання теплоакумулюючих систем в складі енергетичних установок кораблів різних класів та суден, які дозволили розробити пропозиції щодо правил Регістру України про їх використання.