Експериментальні дослідження характеристик моделі шумоглушника-теплоакумулятора для суднових енергетичних установок

dc.contributor.authorКузнецов Георгій Валерійович
dc.contributor.authorХаритонов Юрій Миколайович
dc.contributor.authorKuznetsov Heorhii V.
dc.contributor.authorKharytonov Yurii M.
dc.date.accessioned2026-10-08T08:01:38Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМетою 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.
dc.description.abstractengThe aim of the research is to obtain experimental data to confirm the effective operability of thermal energy storage systems for surface ships and vessels. The research method is based on physical modeling of periodic waste heat recovery processes with heat accumulation from exhaust gases for diesel engine pre-start preparation and for meeting general ship heat demands, as well as on the comparison of experimental results with available calculated data. The operability of the experimental model was confirmed by determining the time intervals of phase change material melting, heat storage and subsequent heat release during crystallization. The reliability of the experimental data, when compared with the calculated results, is confirmed by measurement errors not exceeding 4% and by indirectly determined heat balance errors ranging from 12 to 20%. Transient heat conduction with phase change was investigated as a two-phase process with simultaneous heat transfer in both phases, taking into account their thermophysical properties and the measured temperature field within the phase change material layer. The generalized process of internal energy increase in the phase change material, using mannitol as an example, is presented as a function of the specific temperature underheating relative to the exhaust gas temperature during the heating stages: heating in the solid state up to the melting temperature, transition to the liquid state and superheating in the liquid state up to the boiling temperature. The scientific novelty of the work lies in the experimentally obtained characteristics of a silencer-thermal energy storage unit prototype integrated into the diesel engine exhaust system, the determination of the durations of the operating cycle stages and the conditions for reducing the charging time depending on the exhaust gas temperature. The practical significance of the results lies in the recommendations for the application of thermal energy storage systems within the power plants of ships and vessels of various classes, which made it possible to develop proposals for their use in the Rules of the Register of Ukraine.
dc.identifier.citationКузнецов, Г. В. Експериментальні дослідження характеристик моделі шумоглушника-теплоакумулятора для суднових енергетичних установок = Experimental investigation of a silencer–thermal energy storage unit model for marine power plants / Г. В. Кузнецов, Ю. М. Харитонов // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2026. – № 1 (22). – С. 93–104.
dc.identifier.issn2409-3858 (Print)
dc.identifier.issn2519-1845 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/13793
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК 621.4
dc.subjectтеплоакумулююча система
dc.subjectексперимент
dc.subjectстенд
dc.subjectінформаційно-вимірювальна сис¬тема
dc.subjectзарядка
dc.subjectзбереження
dc.subjectрозрядка
dc.subjectthermal energy storage system
dc.subjectexperiment
dc.subjecttest bench
dc.subjectinformation and measurement system
dc.subjectcharging
dc.subjectstorage
dc.subjectdischarging
dc.titleЕкспериментальні дослідження характеристик моделі шумоглушника-теплоакумулятора для суднових енергетичних установок
dc.title.alternativeExperimental investigation of a silencer–thermal energy storage unit model for marine power plants
dc.typeСтаття

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Kuznetsov_Kharytonov.pdf
Size:
542.01 KB
Format:
Adobe Portable Document Format