Justification of the Flow Characteristics of the Recuperator for the Thermal Preparation of Machinery and Equipment Units

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 82 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Обоснование расходных характеристик рекуператора для тепловой подготовки агрегатов машин и оборудования Роман Чернухин 1, а , * , Алексей Долгушин 2, b , Николай Касимов 3, c , Владимир Иванцивский 1, d , Дмитрий Лобанов 4, e , Сергей Васильев 4, f , Никита Мартюшев 5, g 1 Новосибирский государственный технический университет , пр . К . Маркса , 20, г . Новосибирск , 630073, Россия 2 Новосибирский государственный аграрный университет , ул . Добролюбова , 160, г . Новосибирск , 630039, Россия 3 Ижевская государственная сельскохозяйственная академия , ул . Студенческая , 11, г . Ижевск , 426069, Россия 4 Чувашский государственный университет имени И . Н . Ульянова , пр . Московский , 15, г . Чебоксары , 428015, Россия 5 Национальный исследовательский Томский политехнический университет , пр . Ленина , 30, г . Томск , 634050, Россия a https://orcid.org/0000-0003-1324-0161, chernuxin@corp.nstu.ru , b https://orcid.org/0000-0002-7506-6309, dolgushin078@mail.ru, c https://orcid.org/0000-0001-9009-0836, nikolakas@list.ru , d https://orcid.org/0000-0001-9244-225X , ivancivskij@corp.nstu.ru , e https://orcid.org/0000-0002-4273-5107, lobanovdv@list.ru , f https://orcid.org/0000-0003-3346-7347, vsa_21@mail.ru, g https://orcid.org/0000-0003-0620-9561, martjushev@tpu.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 4 с . 82–93 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-82-93 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 62.7 История статьи : Поступила : 18 сентября 2020 Рецензирование : 05 октября 2020 Принята к печати : 07 ноября 2020 Доступно онлайн : 15 декабря 2020 Ключевые слова : Моделирование Рекуператор Тепловые процессы Тепловая подготовка Финансирование : Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках Тематическо - го плана НИР НГТУ по проекту ТП - ПТМ -1_20. Благодарности : Исследования выполнены в ЦКП ССМ НГТУ . АННОТАЦИЯ Введение . Машины и оборудование в своем составе могут содержать гидравлические системы для обеспече - ния функционирования основных и вспомогательных систем . Известно , что общим недостатком гидравлических систем и приводов является зависимость вязкости применяемых жидкостей от температуры . Заметная часть тех - нологических машин и оборудования размещается в неотапливаемых или плохо отапливаемых производственных помещениях , и изменение вязкости рабочих жидкостей при понижении температуры внешней среды может суще - ственным образом влиять на параметры технологических процессов . Важным фактором обеспечения стабильности параметров технологических процессов является степень подготовки машин и оборудования к работе в условиях низких температур или в условиях колебаний температурного режима . В связи с этим встает вопрос обеспечения не - обходимой температуры технических жидкостей перед включением машин и оборудования и поддержания необхо - димого теплового режима в процессе работы их узлов и агрегатов . Один из способов решения данной задачи заклю - чается в применении внешних источников тепла . Такими источниками могут служить различные теплообменные устройства . В теплообменном устройстве осуществляется нагрев теплоносителя , который затем подается в теплооб - менную рубашку агрегатов машин и оборудования . Для нагрева теплоносителя в теплообменнике применяются как жидкие , так и газообразные среды . В последнем случае теплообменник называют рекуператором . Эффективность работы рекуператора определяется его конструктивными и расходными характеристиками . Существуют методики аналитического определения как конструктивных , так и расходных характеристик рекуператора , однако эти методы обладают достаточно большой трудоемкостью . Применение компьютерного моделирования тепловых процессов позволяет успешно решать задачу расчета , а также существенно сокращает время проектирования теплообменных аппаратов . Целью работы является обоснование расходных характеристик рекуператора для поддержания теплово - го режима посредством компьютерного моделирования . Методом исследования является компьютерное моделиро - вание тепловых процессов , которое реализуется с помощью программного комплекса SolidWorks компании Dassault Systems и его приложения Flow Simulation для моделирования тепловых процессов в научных исследованиях и инженерной деятельности . Результаты и обсуждение . Моделирование проводилось в стационарном и нестаци - онарном режиме и позволило определить влияние производительности насоса на температуру теплоносителя на выходе из рекуператора . Установлено что при расходе теплоносителя более 20 л / ч его температура не достигает необходимых значений несмотря на то , что газы , выходящие из рекуператора , имеют существенную остаточную температуру . Оценка эффективности рекуператора проводилась с помощью определения эксергетического КПД . Исходя из полученных данных , наиболее предпочтительными оказались значения производительности насоса , ле - жащие в диапазоне от 4 до 20 л / ч . Для цитирования : Обоснование расходных характеристик рекуператора для тепловой подготовки агрегатов машин и оборудования / Р . В . Чернухин , А . А . Долгушин , Н . Г . Касимов , В . В . Иванцивский , Д . В . Лобанов , С . А . Васильев , Н . В . Мартюшев // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 4. – С . 82–93. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.4-82-93. ______ * Адрес для переписки Чернухин Роман Владимирович , к . т . н ., Новосибирский государственный технический университет , пр . К . Маркса , 20, 630073, г . Новосибирск , Россия Тел .: 8 (383) 346-17-97, e-mail: с hernuxin@corp.nstu.ru