Название: Сборник задач по геометрии и алгебре - учебное пособие (Денисов В. И., Чубич В. М.)

Жанр: Экономика

Просмотров: 1458


Современные проблемы проектирования кпрт

 

Проблемы тепловой и технологической оптимизации КПРТ. По мере распространения КПРТ шел процесс поиска и развития новых и более эффективных вариантов оребрения. К настоящему времени накоплены знания о более чем ста оребрениях [2–5] и богатый опыт их эксплуатации. В связи с этим возникла обратная проблема: как для заданных условий работы ТА подобрать наиболее подходящие по своим параметрам оребрения, чтобы теплообменник был высокоэффективным, но недорогим? В инженерной практике проектирование КПРТ выполняется эмпирическим перебором вариантов оребрений, что достаточно трудоёмко и требует значительного опыта работы. Одним из возможных вариантов упрощения данной задачи может быть компьютеризованный алгоритм комплексной оптимизации, включающий одновременную оценку нескольких критериев эффективности теплообменника в целом и каждого из оребрений в отдельности.

Проблема эксплуатационной оптимизации КПРТ. На практике достаточно часто встречаются специфические условия работы ТА, осложненные процессами тепломассообмена в теплоносителях или иными эксплуатационными ограничениями. Рассмотрим эти особенности на примере двух авиационных теплообменников.

Теплообменник-конденсатор СКВ Ту-204 (А-310, Боинг-767). На этих типах самолётов установлены СКВ нового поколения с отделением влаги в линии высокого давления. Одной из ключевых особенностей схемы и служит наличие теплообменника-конденса-тора. Он предназначен для конденсации влаги из влажного воздуха высокого давления путём охлаждения воздухом низкого давления с рабочей отрицательной температурой, выбрасываемым из турбохолодильника. Данные условия приводят к обмерзанию теплообменника-конденсатора. Проектирование по интегральным методикам не позволяет учесть процессы тепломассообмена в теплоносителях, и в итоге фактические параметры теплоносителей в ТА резко отличаются от расчётных. Это привело к проблеме обмерзания конденсатора и поиску противообледенительных средств.

Первичный теплообменник СКВ. Этот КПРТ работает в особых агрессивных условиях: если горячий теплоноситель имеет температуру выше 400 °С, то холодный, наоборот, может достигать отрицательных температур. Возникающие в конструкции КПРТ термические напряжения за счёт явления малоцикловой усталостной прочности достаточно быстро приводят к разрушению оребрений и нарушению герметичности ТА. И это происходит, несмотря на то, что КПРТ изготавливается из специальных жаропрочных сталей. Интегральные методики и в этом случае также не позволяют учесть столь экстремальные условия работы. В итоге возникает техническая проблема поиска средств борьбы с термическими напряжениями.