Регистрация / Вход
Прислать материал

«Разработка методов и средств энерго-и ресурсосбережения на
основе управления нестационарными процессами в системах
транспортировки, распределения и потребления энергоресурсов»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0071
Организация
ФИЦ КазНЦ РАН
Руководитель работ
Михеев Николай Иванович

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 15.09.2009
1.1. Подготовка экспериментального
оборудования и выполнение исследований
гидравлического сопротивления гладкой
трубы при пульсационном изменении
расхода.
1 .2. Отработка методики дымовой
визуализации турбулентных отрывных
течений в условиях наложенной
периодической нестационарности потока.
1 .3. Разработка стенда для исследования
автоколебательных процессов в
разветвленных трубопроводах и оснащение
его средствами измерений.
1.4. Проектирование и изготовление рабочих
и измерительных участков для исследования
гидравлического сопротивления гладкой
трубы.
1 .5. Изготовление стенда для исследования
автоколебаний потока.
Развернуть
2
16.09.2009 - 15.12.2009
2.1. Подготовка рабочих участков и системы
РГУ-измерений мгновенного поля скорости в
каналах и отрывных течениях с
наложенными пульсациями потока.
2.2. Выполнение экспериментальных
исследований влияния наложенной
нестационарности на процесс
вихреобразования за плохообтекаемым
телом в ограниченном турбулентном потоке.
2.3. Тестирование методов моделирования
гидродинамических и тепловых процессов в
дискретно-шероховатых каналах на базе
пакета РЫ1ЕМТ.
2.4. Разработка и изготовление рабочих
участков и координатных устройств для
проведения экспериментов в отрывных
течениях при помощи системы РГУ.
Развернуть
3
01.01.2010 - 15.06.2010
3.1. Разработка методики определения
гидравлического сопротивления гладкой
трубы при пульсационном изменении
расхода.
3.2. Выполнение систематических
экспериментальных исследований
турбулентного отрывного течения в
условиях наложенной периодической
нестационарности. Обобщение
экспериментальной информации по влиянию
наложенной нестационарности на размеры
отрывной области и пространственно
временную структуру отрывных течений.
3.3. Получение данных о влиянии
наложенной периодической
нестационарности на коэффициент
истечения сужающих устройств при измерении расхода текучих сред.
3.4. Разработка метода выделения частоты
срыва вихрей с обтекаемого тела вихревого
расходомера в условиях нестационарности
потока.
3.5. Отработка методики измерений
мгновенного поля скорости и получения
условно осредненных полей параметров
течения при помощи системы Р1У в каналах
и отрывных течениях с наложенными
пульсациями потока.
3.6. Разработка метода диагностики
пульсаций скорости потока газообразных
энергоносителей в транспортных
трубопроводах на основе цифрового
термоанемометра, созданного авторами
проекта.
3.7 Разработка и тестирование метода
расчета нестационарных турбулентных
течений в каналах переменного сечения.
3.8. Численные исследования
гидродинамики потока в излучателе
колебаний.
Развернуть
4
16.06.2010 - 15.12.2010
Выполнены экспериментальные исследования распределения давления на местных сопротивлениях при пульсационном изменении расхода. Установлено малое отличие распределений осредненного по времени статического давления на пульсирующих режимах течения от соответствующего стационарного распределения. Разработана методика определения потерь давления на местных сопротивлениях в нестационарных условиях.
Разработан экономный метод моделирования пульсирующего течения газа в канале, основанный на решении классической задачи распада разрыва методом Годунова в одномерной постановке. Выполнена серия расчетов пульсирующих течений в трубе. Показано, что метод позволяет адекватно прогнозировать основные характеристики пульсирующих течений в гладком канале и может быть применен для трактовки и обобщении экспериментальных данных, а также прогноза параметров пульсирующих потоков.
Выполнены систематические экспериментальные исследования теплообмена в гладкой трубе и в отрывных течениях в условиях наложенной нестационарности. Показано, что в исследуемом диапазоне изменения параметров наложенных пульсаций потока нестационарность не оказывает заметного влияния на теплоотдачу при турбулентном движении жидкости в гладкой трубе. Выявлен эффект существенного увеличения коэффициента теплоотдачи в области отрыва потока под действием наложенных пульсаций:
Проведены измерения мгновенных векторных полей скорости потока и завихренности в отрывных течениях с использованием метода PIV, выполнена обработка и обобщение экспериментальной информации. Установлены особенности эволюции статистических характеристик поля скорости при отрыве потока за выступом в условиях ламинарно-турбулентного перехода. Выявлено значение критического числа Рейнольдса, соответствующее началу ламинарно-турбулентного перехода в канале в зависимости от формы выступа. Установлены закономерности эволюции области начала формирования крупномасштабных вихревых структур с ростом числа Рейнольдса Получена зависимость длины отрывной области за выступами исследуемых форм от числа Рейнольдса. Установлены основные закономерности распределения статистических характеристик скорости потока в области отрыва потока за выступами.
Выполнена серия визуализация кинематической структуры турбулентных отрывных течений за препятствиями и за плохообтекаемыми телами в пульсирующем турбулентном потоке. Описан физический механизм эффекта существенной интенсификации теплоотдачи в отрывной области, связанный с формированием за препятствием в фазе ускорения крупномасштабного «разгонного» вихря. Предложенная классификация режимов отрывных пульсирующих течений за выступом. Составлена карта режимов пульсирующих отрывных потоков.
Описан механизм подстройки процесса вихреобразования за плохообтекаемым телом под частоту наложенных периодических пульсаций набегающего потока. Выявлен диапазон режимных параметров, соответствующий различной степени влияния наложенной нестационарности на вихреобразование за телом. Составлена приближенная карта режимов вихреобразования за телом в пульсирующем потоке.
Развернуть
5
01.01.2011 - 15.06.2011
5.1. Разработка и экспериментальная
проверка в модельном теплообменнике
способа интенсификации теплообмена в
дискретно-шероховатых каналах при
помощи наложенной нестационарности
потока.
5.2. Выявление и описание механизма
влияния наложенной периодической
нестационарности на формирование
дорожки Кармана за плохообтекаемыми
телами в ограниченном турбулентном
потоке.
5.3. Проведение экспериментальных
исследований процесса возбуждения
автоколебаний в разветвленных
трубопроводах.
5.4. Разработка методики выполнения
измерений расхода текучих сред вихревыми
расходомерами в условиях нестационарности
потока.
5.5. Создание лабораторного образца
аппаратуры для диагностики параметров
пульсаций потока в транспортных
трубопроводах.
5.6. Создание лабораторного образца
вихревого расходомера, в котором
реализован оригинальный метод выделения
частоты срыва вихрей с обтекаемого тела
расходомера в условиях нестационарности
потока.
5.7. Изготовление лабораторного образца
аппаратуры для диагностики параметров
пульсаций потока.
5.8. Изготовление лабораторного образца
вихревого расходомера.
Развернуть
6
16.06.2011 - 30.09.2011
6.1. Исследование нестационарных
турбулентных течений в каналах
переменного сечения с использованием
разработанного метода моделирования.
Сопоставление полученной информации с
результатами визуализации и измерений.
Обобщение полученной информации и
описание механизма влияния наложенной
периодической нестационарности на
гидродинамические и тепловые процессы в
турбулентных отрывных течениях.
6.2. Обобщение результатов исследования
возбуждения автоколебаний в разветвленных
трубопроводах, выявление взаимосвязи
автоколебательных процессов и
турбулентных пульсаций потока, описание
механизма возбуждения автоколебаний.
6.3. Экспериментальное исследование
модели излучателя колебаний давления и
разработка принципов его построения;
6.4. Разработка математической модели
процесса возбуждения пульсаций в
продуктивном пласте с помощью излучателя
колебаний давления.
6.5. Экспериментальная проверка решений, реализованных в вихревом расходомере
нового поколения с качественно новыми
метрологическими характеристиками.
6.6. Проведение патентных исследований по
способу интенсификации теплообмена в
дискретно-шероховатых каналах при помощи
периодической нестационарности потока,
способу измерения нестационарных расходов
текучих сред вихревым расходомером с
обтекаемым телом и способу диагностики
параметров пульсаций потока в
транспортных трубопроводах.
6.7. Разработка программы внедрения
результатов НИР в образовательный процесс.
6.8. Проведение испытаний лабораторного
образца вихревого расходомера и модели
излучателя колебаний
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Тема
Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области технологий создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 18 мес.
Бюджетные средства
84 млн
Количество заявок
42
Тема
НК-439П Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлениям: «Производства топлив и энергии из органического сырья», «Водородная энергетика», «Новые и возобновляемые источники энергии», «Создание энергоэффективных двигателей и движителей для транспортных средств», «Создание энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» в рамках мероприятия 1.3.1 Программы
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
11
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований в области создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 7 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
9
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии»
Продолжительность работ
2009 - 2011, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
35
Тема
Разработка малопотребляющего вычислительного модуля, предназначенного для работы в составе энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии.
Продолжительность работ
2009, 4 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3