Моделирование режимов работы теплообменных аппаратов

ПАВЛОВ А.П., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент НИКОЛАЕВА С.Г.

С развитием научно-технического прогресса теплообменные аппараты заняли свою важную нишу в производствах различных отраслей. Каждое предприятие – электростанция, нефтехимия, машиностроение и многие другие сферы промышленности имеют в своем составе теплообменники, предназначаемые для охлаждения или нагревания необходимой среды.

На сегодняшний день расчет теплообменников является сложной и актуальной задачей. В связи с этим целью настоящей работы является разработка автоматизированной системы моделирования режима работы теплообменного устройства в широком диапазоне рабочих параметров.

На промежуточном этапе создано программное обеспечение, которое позволяет моделировать режим работы кожухотрубного теплообменника. В основу программы заложена стандартная методика расчета теплообменника этого типа. Программа также позволяет подобрать подходящую модель теплообменника для конкретной отрасли народного хозяйства с учетом выполяемых функций. Так, на рис.1 приведено одно из рабочих окон программы.

Рис.1. Окно выбора модели теплообменника

В дальнейшем предполагается сделать систему расчета более универсальной, разработав программный комплекс, моделирующий режимы работы теплообменников различных типов.

УДК 620.9

РАЗРАБОТКА ДАТЧИКА ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНОГО

ТЯЖЕНИЯ ФАЗНОГО ПРОВОДА ВЛЭП ДЛЯ ПРОЛЕТОВ МЕЖДУ

ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ОПОРАМИ

ПЕТРЕНКО С.А., КОРБАКОВА Т.В., СОШИНОВ А.Г.,

КТИ (ф) ВолгГТУ, г. Камышин

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент СОШИНОВ А.Г.

Опыт разработки и эксплуатации системы мониторинга гололедообразования на воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) выявил недостатки установки тензометрических датчиков в разрыв гирлянды изоляторов для измерения веса гололедных отложений на фазных проводах и грозотросе. Основным из недостатков такого способа является не прямое измерение разрывного усилия, действующего на стальной сердечник фазного провода, а косвенная оценка этого усилия по общему весу образовавшихся отложений. В свою очередь, косвенная оценка основана на эмпирически подобранных данных, полученных при эксплуатации ЛЭП, что часто значительно не совпадает с реальными показателями действующих разрывных усилий и, как правило, приводит к ложным плавкам и выездам оперативно-диспетчерского персонала (ОДП) на ЛЭП. Также к недостаткам классической системы измерения веса можно отнести: необходимость монтажа соединительных проводников между тензометрическим датчиком веса и блоком сбора и передачи данных, влияние токов утечки через гирлянду изоляторов на показания, перетяжка подвесок и фазных проводов, невозможность учитывать стрелу провеса в пролетах между опорами и т.д.

Для устранения существующих проблем нами был разработан датчик измерения веса фазного провода или грозотроса ЛЭП, устанавливаемый под потенциалом внизу гирлянды изоляторов и оборудованный устройствами отбора мощности. Данный вид датчиков в составе системы «МИГ» на данный момент проходит опытно-промышленную эксплуатацию в рамках реализации проекта системы мониторинга интенсивности гололедообразования «МИГ» на ЛЭП производственного отделения «Камышинские электрические сети» (филиала ПАО «МРСК – ЮГА» – «Волгоградэнерго»).

С опорой на полученные экспериментальные данные разрабаты-ваются датчики другого типа, устанавливаемые под потенциалом фазных проводов в искусственно создаваемой петле пролета между промежуточными опорами. Искусственная петля создается с помощью стандартных элементов арматуры ЛЭП. Чувствительным элементом является тензометрический датчик, выполненный в герметичном
IP-защищенном корпусе. Аналоговый сигнал тензометрического датчика усиливается инструментальным усилителем с двухполярным питанием. Далее усиленный сигнал оцифровывается и проходит процедуру предварительной оценки. Данная операция необходима для реализации функции энергосбережения в условиях отсутствия гололедообразования. В режиме пониженного потребления мощности датчик измерения продольного тяжения фазного провода проводит измерения один раз
в 15 минут и используется для статистической оценки остаточного ресурса проводов ЛЭП. Результат полученных измерений посредством радиомодуля передается на блок сбора и передачи данных, установленный на опоре ЛЭП. Максимальная дальность действия радиоконтакта между датчиком, установленным на фазном проводе, и блоком передачи данных составляет около 1 км, в зависимости от ландшафта местности. Таким образом, эти датчики выгодны и с экономической точки зрения, так как позволяют перекрывать с помощью одного блока сбора и передачи данных порядка 2 км линии. Предлагаемые датчики при необходимости могут устанавливаться и на анкерных опорах.

Полученные данные поступают на физический сервер и далее – на компьютеры диспетчерского персонала. Разрабатываемая методика обработки данных, их фильтрации и составления прогноза, основанного на полученных показаниях и сводке погодных условий в совокупности с особенностями места установки датчика, позволяет значительно повысить точность измерений и прогноза.

В результате предлагаемая конструкция датчиков продольного тяжения фазных проводов и грозотроса ЛЭП позволит производить прямые измерения разрывных усилий, повысить обоснованность принятия решений о проведении плавок и снизить их количество. Также предлагаемый метод установки тензодатчиков позволяет значительно повысить точность определения момента начала образования отложений на проводниках ЛЭП.

УДК 348.1