Повышение эффективности судовых утилизационных комплексов при использовании термоэлектрических генераторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.05, кандидат наук Халыков, Камиль Рафаэльевич

• Халыков, Камиль Рафаэльевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Халыков, Камиль Рафаэльевич

Содержание

Введение

Глава 1 Состояние вопроса по направлению диссертационного

исследования. Постановка цели и задач исследования

1.1 Использование вторичных энергетических ресурсов в судовых энергетических установках

1.2 Использование термоэлектрических генераторов в транспортной энергетике

1.3 Повышение эффективности термоэлектрических генераторов

1.4 Постановка целей и задач исследования

Глава 2 Экспериментальная установка. Программа и методика исследования

2.1 Анализ существующих конструкций ТЭГ

2.2 Разработка конструкции ТЭГ

2.3 Экспериментальная модельная установка с термоэлектрическим генератором

2.4 Программа проведения испытаний

2.5 Обработка экспериментальных данных

2.6 Оценка погрешности результатов измерений

Глава 3 Математическое моделирование процессов в термоэлектрическом

генераторе

3.1 Анализ методик и моделей расчета ТЭГ

3.2 Методика расчета ТЭГ

3.2.1 Расчет коэффициента теплоотдачи горячего теплоносителя

3.2.2 Расчет коэффициента теплоотдачи холодного теплоносителя

3.2.3 Расчет коэффициента теплопередачи

3.2.4 Расчет электрических параметров ТЭГ

3.2.5 Расчет энергетических параметров термоэлектрического

генератора в последующем приближении

Глава 4 Статистическая обработка результатов испытаний

4.1 Получение регрессионных зависимостей

4.2 Проверка достоверности регрессионных зависимостей

Заключение

Перечень принятых условных обозначений, сокращений и символов

Список использованных источников

Приложение А - Патент на полезную модель

Приложение Б 1 - Акт внедрения в учебный процесс

Приложение Б 2 - Акт о рассмотрении и использовании материалов

диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности судовых утилизационных комплексов при использовании термоэлектрических генераторов»

Введение

Исследование является одним из перспективных направлений повышения эффективности судовых энергетических установок, а именно практической реализации в утилизационных установках термоэлектрических эффектов, которые возникают в проводниках под воздействием тепловых процессов или возникновении электрического тока. Практика применения термоэлектрических преобразователей показывает, что их выходные энергетические характеристики определяются не только свойствами материалов, но и протекающими в них тепловыми и электрическими эффектами. Все эти эффекты взаимосвязаны между собой, поэтому при проектировании подобных устройств следует рассматривать кроме задач проектирования также тепловых и физических.

Актуальность проблемы

Постоянный рост цен на жидкое нефтяное топливо и дефицит топливно-энергетических ресурсов с каждым годом становится все более. Причиной тому служит истощаемость природных ресурсов. А также остро стоят вопросы об экологической безопасности.

В 2009 году правительством введен Федеральный закон № 261-ФЗ, которым определены правовые, экономические и организационные меры, направленные на реализацию энергосбережения, а также повышение эффективности энергоносителей [111]. Таюке, согласно принятой в 2011 году программе «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности на период до 2020года», за счет выполнения мер, предусмотренных правительством, планируется сэкономить 1,1 миллиарда тонн условного топлива, 330 миллиардов кубометров газа, 630 миллиардов киловатт-часов электроэнергии и 17 миллионов тонн нефтепродуктов.

Согласно Федеральной целевой программе «Развитие транспортной системы России (2010-2020 годы)», целыо которой является развитие эффективной и современной транспортной инфраструктуры, в том числе за счет обновления флота ожидается рост общего тоннажа морского транспортного флота,

контролируемого Российской Федерацией на 43%, пополнение морского транспортного флота составит 8352,7 тыс. дедвейт-тонн.

В соответствии со стратегией развития судостроительного кластера Астраханской области, реализуемой в рамках Государственной Программы РФ «Развитие судостроения на 2013 — 2030 гг» целевой показатель темпа роста объема производства достигнет 190%.

С 1 января 2013 г. стали обязательными, в том числе и для Российской Федерации, требования дополненного Приложения VI к Протоколу 1997 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ) относительно энергетической эффективности морских судов. Резолюцией КЗМС ИМО МЕРС.203(62) в Приложение VI МАРПОЛ введена, в частности, новая глава 4, устанавливающая ряд требований к энергоэффективности морских судов и направленная на постепенное снижение объема выбросов углекислого газа объектами морского транспорта. Следует отметить, что в целом энергетическая эффективность морского транспорта (затраты энергии на единицу перевезенного груза) является весьма высокой по сравнению с другими видами транспорта

Как видно, вопрос об экономии энергетических ресурсов, проблемы их рационального использования и поиск новых источников энергии, весьма актуальны. Решение этих задач может быть достигнуто, в том числе, и за счет наиболее полного использования энергии вторичных энергетических ресурсов и, в частности, теплоты, уносимой уходящими отработавшими газами судовых двигателей в термоэлектрических генераторах (ТЭГ).

В ГД судовой энергетической установки (СЭУ) до 50% теплоты сгорания топлива превращается в полезную энергию. Остальную часть тепловой энергии составляют потери. Причем потери с уходящими от двигателя ОГ могут достигать до 40%, в связи с чем, утилизация теплоты ОГ - наиболее действенный способ повышения эффективности теплоиспользования. СЭУ около 54% судов, эксплуатирующихся в Волго-Каспийском регионе, установлены утилизационные котлы (УК) установками. УК позволяют получить насыщенный пар, либо горячую воду для использования в общесудовых нуждах. Поскольку УК позволяют

вырабатывать только один вид энергии, а также учитывая специфику работы УК (малую эффективность на долевых режимах, зависимость производительности УК от степени загрязнения поверхностей и т.д.) возникает необходимость поиска более современных способов утилизации теплоты.

Таким образом, внедрение научных разработок, которые позволяют заменять или предлагать схемы совместной работы утилизационных котельных установок на термоэлектрические генераторы, и тем самым повысить эффективность работы СЭУ в целом, на настоящий момент актуальна. При реализации предлагаемых научно-технических решений большое значение имеет минимизация финансовых, материальных затрат на дооборудование СЭУ эксплуатируемых судов.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются термоэлектрический генератор и методики расчета его геометрических и энергетических параметров.

Предметом исследования являются электрические и тепловые процессы ТЭГ, -зависящие от входных параметров теплоносителей.

Метод исследования

Расчетно-теоретический анализ выходных параметров ТЭГ, основанный на фундаментальных представлениях о возникновении тепловых и термоэлектрических эффектов в полупроводниковых материалах, известных : законах теплопередачи. Экспериментальное определение выходных параметров ТЭГ при моделировании различных режимов

Научная новизна

На основе знаний о возникновениях термоэлектрических и тепловых эффектов научно обоснованы и математически описаны сопутствующие тепловые и электрические параметры ТЭГ, возникающие при этом термоэлектрические эффекты. Проведена оценка эксергетического КПД установок с ТЭГ.

Разработана и реализована модельная установка с термоэлектрическим генератором.

Дополнена и апробирована уточненная модель расчета параметров ТЭГ, позволяющая оценить количество теплоты, преобразованной в полезную энергию,

определить тепловые и электрические процессы, протекающие в ТЭГ. Методика также позволяет проектировать ТЭГ с заданными выходными параметрами. Дополнен существующий алгоритм расчета термоэлектрических генераторов.

Исследовано влияние изменения параметров теплоносителей (скорость, расход, температура) на выходные параметры ТЭГ. На защиту выносятся:

- модельная установка с ТЭГ и результаты испытаний;

- методика и алгоритм расчета ТЭГ, а также результаты расчетных исследований влияния параметров теплоносителей на выходные параметры ТЭГ;

- регрессионные зависимости выходных параметров ТЭГ от входных параметров теплоносителей.

Достоверность результатов основана на данных, полученных в результате экспериментальных исследований, анализа исследований зарубежных и отечественных авторов. Использованы современные контрольно-измерительные приборы (КИП) и другие сертифицированные средства для измерения рабочих параметров ТЭГ.

Расчётные и теоретические исследования базируются на использовании фундаментальных законов и положений термодинамики, термоэлектрических эффектов. Обработка экспериментальных данных проводилась при помощи современного лицензионного программного обеспечения «Mathcad», «Microsoft Office», «Statgraphics Plus».

Расчет скорости горячего теплоносителя на основании измеренного объемного расхода и его температура производились с использованием сертифицированного Германским Ллойдом газоанализатором ТЕСТО 350-MARITIME.

Практическая значимость

- уточнена и дополнена методика расчета термоэлектрических генераторов;

- изучено влияние режима работы ГД на выходные параметры ТЭГ;

- предложено техническое решение, позволяющее преобразовывать тепловую энергию ОГ судовых дизелей в тепловую и электрическую.

Апробация работы

Основная суть диссертационного исследования обсуждалась и докладывалась на конкурсах, выставках, семинарах регионального и федерального значений, а также в рамках ежегодных обсуждений заседаний кафедры «ЭВТ», заседаниях Ученого совета «ИМТЭИТ» ФГБОУ ВПО «АГТУ»; на ежегодных научно-практических конф. ФГБОУ ВПО «АГТУ» (2010 - 2013 гг.); Международной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования университетов, интеграция в региональный инновационный комплекс» (У.М.Н.И.К.) (г. Астрахань, АИСИ 10.2010 г.); Международной научной конференции «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2011» (г. Астрахань, АГТУ 17-19 мая 2011г.); Конкурсах инновационных проектов (г. Астрахань, 2010 - 2011гг.); Конкурсах «Лучший инновационный проект» (г. Астрахань, Министерство экономического развития Астраханской области, 2011-2013гг); Конференции в рамках III Каспийского инновационного форума и II Межрегиональной конференции молодых ученых и инноваторов «Инно-Каспий» (г. Астрахань, АГТУ, 18-23 Апреля 2011г.); Проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по приоритетным направлениям развития науки и техники в рамках реализации Программы «СТАРТ-10» (г.Астрахань, 2010-2012гг); Ш-й международной научно-практической конференции «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа» (г. Астрахань, АГТУ 07.09.2012г.); Всероссийской выставке научно-технического творчества НТТМ-2012 (г. Москва, ВВЦ 07.2012г.). В 2014 г. проект участвовал в конкурсе Russian Startup Ratings (RSR).

Создано малое инновационное предприятие «Энергосервисная компания», в рамках деятельности которого ведутся научные исследования.

Данные исследования в указанной области используются в рамках госбюджетной научно-исследовательской лаборатории «Ретрофит технологий на транспорте».

Публикации. По направлению диссертационного исследования опубликовано 12 научных работ, из них 7 по перечню ВАК Министерства образования и науки России, в том числе 1 журнале, включенном в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий Scopus, а также патент на полезную модель РФ № 108214 «Устройство для утилизации теплоты отработавших газов в судовых энергетических установках».

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения. Объем составляет 122 страницы, 38 рисунков, 11 таблиц и 3 приложения. Список использованных источников включает 141 наименование.

Краткое содержание глав работы.

В первой главе проанализированы энергетические параметры ОГ, а также способы утилизации тепловой энергии ОГ судовых дизелей и перспектива использования термоэлектрического генератора в судовой энергетике, сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию влияния входных параметров теплоносителей на выходные характеристики ТЭГ.

В третьей главе содержатся теоретические исследования термоэлектрических процессов, проходящих в ТЭГ, анализ существующих методик и моделей расчета ТЭГ, уточнение и дополнение разработанной методики расчета энергетических характеристик ТЭГ судовых дизелей.

Четвертая глава посвящена регрессионному анализу полученных зависимостей выходных параметров ТЭГ от входных параметров теплоносителей.

В заключении приводятся основные выводы и результаты работы.

Диссертация выполнялась в ФГБОУ ВПО «АГТУ» в рамках научного направления «Совершенствование эксплуатации водного транспорта» кафедры «ЭВТ» и госбюджетной научно-исследовательской лаборатории «Ретрофит технологий на транспорте».

Глава 1 Состояние вопроса по направлению диссертационного исследования. Постановка цели и задач исследования

Техническое оснащение промышленного производства в настоящее время таково, что основными веществами, загрязняющими окружающую среду, были и остаются продукты сгорания химического топлива, крупнейшим источником которых являются транспорт, предприятия топливно-энергетической, химической, металлургической и прочих отраслей промышленности. [9, 51, 123].Состояние окружающей среды в Российской Федерации остается крайне неблагополучной. В некоторых районах даже приобрело характер экологического бедствия. Так если по данным 70х гг. общий объем всех загрязняющих окружающую среду отходов производства составлял 40 млрд. тонн, то по некоторым экспертным оценкам, к концу XX века, он увеличился до 100 млрд. тонн. В 10 раз возрос объем загрязнений воды. Таким образом, экономический ущерб от загрязнений природы равен примерно половине национального дохода России.

На сегодняшний день в науке насчитывается около 20 видов энергии: тепловая, электрическая, химическая, механическая, ядерная, магнитостатическая и др. В практике непосредственно применяется 4 вида энергии: тепловая (около 65-74 %), механическая (около 19-21 %), электрическая (около 2-6 %) и электромагнитная (менее 1 %). [131]

В настоящее время в мире вырабатывается и, преимущественно используется, энергия органического топлива, являющаяся источником около 70 % всей вырабатываемой энергии. [6]

Тенденции современного мира создают предпосылки для поиска более современных, эффективных, дешевых, безопасных, экологичных и экономичных видов производства энергии.

Рисунок 1.1— Вырабатываемая мощность

На рисунке 1.1 видно, что на сегодняшний день вырабатываемая мощность энергоносителями, использующими нефтепродукты, составляет порядка 4,5 ТВт. Общая вырабатываемая мощность от всех источников энергии составляет 13 ТВт, из них 300 МВт вырабатывается возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). По прогнозам ученых, к 2050 году общая вырабатываемая мощность будет доходить до 30 ТВт. [120]

В настоящее время доля нетрадиционных источников (НИЭ) энергии в мировом энергетическом балансе невелика, всего около 3,5% в совокупном производстве энергии. Ожидается, что к 2050 году доля энергии, вырабатываемая нетрадиционными источниками энергии, составит 20% от мирового производства энергии.[134; 130]

На основании проведенного анализа была предложена классификация источников энергии по группам, в которой обобщены все пути и методы получения энергии нетрадиционным способом (рисунок 1.2).

Нетрадиционные источники энергии

Возобновляемые источники энергии

Ч Солнечная энергия

Ветровая энергия-

—| Энергия бномассь

—| Геотермальная энергия —| Ншкоиочспцналынм эисршя

Гидравлическая энергия

Вторичные возобновляемые источники энергии

—| Твердые бытовые отходы]

Теплота промышленных и бытовых стоков

—11 ен.юта гачовых вентиляций!

Нетрадиционные технологии использования невозобновляемых и возобновляемых источников энергии

| Водородная энергетика |

[Микроуголь

| Турбины в малой энергетике! | Газификация и пиролиз |

Кэмыишчсскнс мсимы сжшаимя и псрсрв^опси органического топлива

Синтетическое топливо - днметн отвыи эфир, метанол, этанол, моторные топлива

Тепловой насос

Преобразователи, работающие как правило независимо от источника энергии

машина Стнрлннга Вихревая грубка -[ Гидропаровая |урбина

Установка прямо!и преобразования жерти_

Электрохимическая устновка (топливные элементы)

Фоюэлекфические преобразователи

Термоэлектрические генераторы

1ермоэмиесионные установки_

|—| МГД-кператоры

Рисунок 1.2 - Схема нетрадиционных источников энергии

Установлено, что основным источником энергии на сегодняшний день является ископаемое органическое топливо, относящееся к невозобновляемым топливно-энергетическим ресурсам. Резервы топливно-энергетических ресурсов составляют угол, нефть, газ и др. При этом химическая энергия органического топлива, которая является главным источником применяемых видов энергии, составляет менее 1 % всех запасов энергии на Земле.

Согласно результатам Мировой энергетической конференции, разведанные извлекаемые запасы нефти, угля и природного газа составляют более 1000 млрд. т у. т., из них 65 % - уголь и 35 % — нефть и газ, а геологические ресурсы (без учета разведанных запасов) - более 11000 млрд. т у. т. (уголь -86 %, нефть и газ - 14 %).

По оценкам специалистов мировое потребление невозобновляемых энергетических ресурсов составляет 11-14 млрд. ту. т. в год. Каждый год во всем

о

мире добывается 4,3 млрд. т угля, 3,1-3,4 млрд. т нефти, более 1,6 трлн. м газа. Значительная часть извлекаемых запасов органического топлива сосредоточена в странах Северной Америки (39 %) и Азии (36 %), меньше запасов в Западной Европе (11 %), Африке (8 %), Южной Америке (3 %) и Океании (3 %).

Энергосбережение тесно взаимосвязаны с теми сферами жизнедеятельности человека, в которых расходуются энергетические ресурсы. В настоящее время энергопотребление основными сферами хозяйствования в России распределено следующим образом, %: промышленность - 41; транспорт -14,5; сельское хозяйство - 11,5; коммунальное хозяйство - 33.

Среди тепловых двигателей и источников энергии, используемых человечеством, самыми многочисленными являются поршневые и комбинированные двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Существующее широкое распространение ДВС обусловлено результатом многолетнего развития, ставшего возможным благодаря общему научно-техническому прогрессу, успехам металлургии и машиностроения. Они достигли высоких энергетических и экономических показателей и обладают достаточной надежностью и хорошо освоены в эксплуатации.

Несмотря на высокие результаты в области развития ДВС, эффективный КПД современных двигателей с принудительным воспламенением не превышает 33%, а дизелей - 51%.

Теплота, выделяющаяся при сгорании топлива в двигателе, только частично преобразуется в полезную работу, остальная ее часть составляет энергетические потери.

Потеря теплоты с ОГ имеет высокий температурный уровень и может быть утилизирована. Величина ее определяется температурой и теплоемкостью выпускных газов.

Ниже приводятся значения температуры газов в выпускном газопроводе для дизелей различных типов при номинальной их нагрузке [95].

Дизели °С

Четыр ехтактны е:

без наддува 360—410

с наддувом 380—450

Двухтактные:

с наддувом и с контурной продувкой 270—310

с прямоточно-клапанной продувкой 360—380

На рисунке 1.3 показано распределение теплоты, выделяющееся при полном сгорании топлива. Видно, что наибольшую часть составляют потери с ОГ, которые составляют в современных дизелях 25-39% от теплоты сгорания топлива.[13, 14, 65, 95, 137].

Полезная работа 50 5"о

Смазочное масло

Охлаждающая вода 5.8%

Отработавшие гаи>125%

Во щ ант •.•хдл-клгнпе М С>%

Окружающая среда 0 8%

топливо 100%

£

к-

1lo.it шан рабо га 41

Наддувочный воздух 3,0*1

Во адухоохладитель 8,7°^.

> Отработавшие газы 29,7%

в£> Неучтенные потери 1,в% Сматочнос масло Э,5%

Охлаждают«* вода 15,7*/»

, Охлаждение форсунок 0,1%

б)

Рисунок 1.3 - Схема теплового баланса судового дизеля: а) - малооборотный двигатель (МОД); б) среднеоборотный двигатель

(СОД).

Рисунок 1.4 - Изменение температуры выпускных газов у четырехтактных дизелей без наддува при работе их по винтовой характеристике: 1 — 6Л-275; 2 — 61чР/Е>-^8; 3 — 6ЧСП 23/30; 4 — 6ЧРП 25/34; 5— 6ЧР

30/38

Рисунок 1.5 - Изменение температуры выпускных газов у четырехтактных дизелей с наддувом: 1 — М-401; 2 —6ЧНР 36/45; 3 — Д-50; 4 —6Л-

275РН; 5 — 8ЫУО-48А

i-f,C

дизелей: 1—I2AO (Растан и Хорноби); 2 —7BJ-9 (Доксфорд); 3 — 67РТ-6 (Доксфорд); 4 — 7ДКРН 74/160; 5- 9ДКРН 50/110; 6-HTVR-12 (Кросли); 7 - 9RD-7G (Зульцер): 8-K10Z 93/170Е (МАИ); 9—9SD-72 (Зульцер); 10 - 8ДР 30/50; 11 —9098(Фиат): 12 —K9Z 78/140С (МАН).

Как видно из рисунков 1.4-1.6. потери теплоты с уходящими ОГ весьма велики на всех режимах работы двигателей. Этот факт предопределяет актуальность и целесообразность утилизации теплоты ОГ, теряемой ДВС.

Для определения научной и практической значимость исследования, посвященного повышению эффективности использования вторичных энергетических ресурсов и низкопотенциальной теплоты в СЭУ, необходимо на основе классификации установок различного назначения, их энергетических и эксплуатационных характеристик и анализа методов повышения их эффективности проанализировать и оценить возможность использования их на судах.

Рассмотрению этой задачи посвящена настоящая глава, построенная на обзоре и анализе исследований систем использования вторичных энергетических ресурсов.

1.1 Использование вторичных энергетических ресурсов в судовых энергетических установках

Постоянное повышение цен на жидкое нефтяное топливо и дефицит топливно-энергетических ресурсов из года в год становится все более ощутимым. Причиной тому служит истощаемость природных ресурсов. Экологическая политика, все более активно реализуемая в экономической стратегии развитых стран, предъявляет высокие требования к безопасности и экологическим критериям энергетических установок [9, 15, 19, 63, 109]. С другой стороны, нефтяное топливо еще продолжительное время будет использоваться в работе тепловых двигателей. Поэтому актуальными становятся вопросы по проблемам рационального использования природных ресурсов и поиску новых источников энергии, которые в будущем могли бы заменить существующие. Одним из путей решения этих проблем, в частности, на морском транспорте - это необходимость увеличения экономичности СЭУ и эффективности его топливоиспользования, которое может быть достигнуто:

- повышением КПД отдельных элементов (двигатель, турбина, компрессор, котел и т.д.), которые входят в энергетическую установку, путем усовершенствования их конструкций;

- улучшение тепловых схем дизельных СЭУ, что позволит обеспечить наиболее полное использование теплоты ОГ дизелей;

- совершенствованием технической эксплуатации СЭУ;

- заменой традиционных схем элементов СЭУ радикально новыми типами устройств.

Системы использования вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) на современных судах имеют различные конструкционные решения, теплотехнические характеристики, уровни надежности, методы управления и средства автоматизации.

Проблемы экономии топлива и более полного использования ВЭР весьма актуальны и на флоте. Новые правовые условия значительно усложнили работу флота и наряду с ростом энерговооруженности судов обусловили значительное увеличение расхода топлива, что способствовало росту эксплуатационных расходов. В частности эксплуатационные расходы по статье "топливо" для различных типов судов, включая суда Волго-Каспийского бассейна, колеблются в пределах 20-50%.

В последние десятилетия наблюдается рост энерговооруженности судов в несколько раз, соответственно возросла и потребность в жидком нефтяном топливе. Это объясняется увеличением агрегатной мощности главных двигателей, улучшением условий быта экипажей, автоматизацией судовых энергетических установок и т.д. Благодаря развитию дизелестроения удалось добиться снижения удельного расхода топлива (за тот же период) судовых двигателей [12, 15, 22, 42, 53, 66, 95].

Большой вклад в исследованиях вторичной теплоты дизельных установок на судах внесли: Н.В.Голубев, С.В.Камкин, М.М.Коркурошников, Л.П.Коршунов, В.Г.Кривов, В.В.Маслов, М.К.Овсянников, В.М.Селиверстов, И.Г.Беляев, В.К.Камнев, А.Ю.Смольник, М.Н.Покусаев, С.В.Виноградов, ТаманджаИ., A.B.

Воробьев, Е.А. Колядин и др. Большинство работ посвящено исследованию использования утилизируемой теплоты для турбогенераторов и гребных турбозубчатых агрегатов.

В работе[2] рассмотрена система утилизации низкопотенциальной теплоты охлаждающей воды дизелей с применением низкокипящих рабочих тел (НРТ), имеющих, как правило, органическую основу. Кроме отсутствия вакуума в утилизационных установках, меньших габаритов и более высоких значений КПД турбомашин, преимуществами НРТ являются: возможность использования прямоточного котла, упрощающего утилизационную установку; отсутствие коррозии элементов утилизационной установки и эрозии лопаток турбины; низкая частота вращения турбины. Если для водяного пара из-за вакуума температура конденсации поддерживается не ниже 30 °С, то для НРТ возможно снижение этой температуры (в холодное время года; при плавании в высоких широтах), что увеличивает полезную работу цикла. Большое количество природных и синтезированных НРТ, термодинамические и теплофизические свойства, которых в зависимости от химической формулы изменяются в значительных диапазонах, позволяет подобрать вещество, обладающее наиболее подходящими эксплуатационными характеристиками для любой теплоэнергетической установки.

Андреев A.A. указывает на перспективность более детального изучения такой схемы. Однако автор также отмечает, что использование таких установок на малотоннажных судах нерационально вследствие малых количеств вторичной теплоты, ограничений массогабаритного характера, невозможности обеспечить необходимое обслуживание и профилактический ремонт.

В [95]предлагается производство холода за счет теплоты вторичных энергоресурсов (ВЭР), осуществляемое в эжекторных холодильных машинах (ЭХМ).

Применение ЭХМ приводит к заметному повышению эффективности ДВС только при установке ЭХМ непосредственно после утилизационной турбины турбонаддувочного агрегата, т.е. на байпасной линии уходящих газов в обход

утилизационного пароводяного котла. При утилизации теплоты уходящих газов с температурой выше 350°С и дополнительных источников, например охлаждающей двигатели воды или надувочного воздуха, приращение КПД составляет Лг| =1,3-1,9 % и более.

В работах вышеуказанных авторов и ряда других [39, 52, 93, 99, 100] отмечено, что наиболее крупным источником ВЭР являются ОГ ГД и ВД.

Максимальная температура ОГ ГД и ВД, включая ГД и ВД судов Волго-Каспийского бассейна, находится в диапазоне 350...450 °С. Энергоресурс ОГ составляет до 40% энергии сжигаемого в дизеле топлива. Поэтому необходимо как можно более полно утилизировать теплоту ОГ. Для этой цели существует и предложено множество разработок и схем, таких как:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Халыков, Камиль Рафаэльевич, 2014 год

Список использованных источников

1. Анатычук JI. И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства. - Киев: Наук.думка, 1979.

2. Андреев A.A. Утилизация вторичных тепловых ресурсов судовых ДВС [Текст] //Двигатели внутреннего сгорания 2'2006 С. 149-154

3. Анализатор дымовых газов Testo 350-MARITIME. Паспорт. ОКП 421515, и инструкция по использованию 2009г. Testo AG, Postfach 1140,79849 Lenzkirch, Testo-Strasse 1.

4. Бажан П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М. Селиверстов. - М.: Машиностроение, 1989. - 367с.

5. Бараз В.Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel: Учебное пособие - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2005

6. Баранов В.М. Основы теплоиспользования: Учеб.пособие / В.М. Баранов, В.В. Литвинчук. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. - 82 е.: ил.

7. Баукин В.Е., Вялов А.П. и др. Оптимизация конструкции термоэлектрических генераторов большой мощности // Термоэлектрики и их применения : Доклады XIII межгосударственного семинара. - ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург., 2002г, с. 411 -416.

8. Бернштейн A.C. Термоэлектрические генераторы. Москва: Государственное энергетическое издательство, 1956. -26с.

9. Блинов А.О. Роль предпринимательской деятельности в улучшении экологической обстановки.//Российский экономический журнал. М., № 7, стр. 55-69

10. Бузник, В. М. Судовые парогенераторы. Текст. / В. М. Бузник. JI. : Судостроение, 1970.-480 с.

11. Бурштейн А. И. Физические основы расчета полупроводниковых термоэлектрических устройств. - М.: Физматгиз, 1962. - 136 с.

12. Виноградов С. В. Повышение эффективности судовых систем использования вторичных энергетических ресурсов с водогрейными утилизационными котлами [Текст] : дис. ... канд. тех. наук : 05.08.05 : защищена 01.10.01 / Виноградов Сергей Владимирович. - Астрахань, 2001. - 114 с.

13. Возницкий И.В. Судовые двигатели внутреннего сгорания Том 1. Учебник., Моркнига, 2007. - 285 с.

14. Возницкий И.В., Пунда A.C. Судовые двигатели внутреннего сгорания Том 2. Учебник., Моркнига, 2008. - 470 с.

15. Воробьев А. В. Судовые утилизационные комплексы с водогрейными котлами с улучшенными эколого-экономическими показателями [Текст] : дис ... канд. тех. наук : 05.08.05.- Астрахань, 2009.- 147 с.

16. ГОСТ 8.361-79. Государственная система обеспечения единства измерений. Расход жидкости и газа. Методика выполнения измерений по скорости в одной точке сечения трубы. - М.: Издательство стандартов, 1979

17. ГОСТ Р 51249 - 99. Двигатели внутреннего сгорания. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения. - М.: Издательство стандартов, 2005

18. ГОСТ Р 8.585 — 2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. - М.: Издательство стандартов, 2001

19. Григоров В.Г. утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях. М.: Химия, 1987. - 239 с.

20. Денисенко Н.И., Костылев И.И. Силовые котельные установки. - СПб.: ЭЛМОР, 2005.-286с.

21. Дзюбенко Б.В., Куама-Кичта Ю.А., Кутепов А.М., Свириденко И.П., Федик И.И., Харитонов В.В., Холпанов Л.П. Интенсификация тепло- и массообмена в энергетике. - М.: ФГУП «ЦНИИПТОМИНФОРМ», 2003. -232 с.

22. Зайцев СВ. Перспективная схема утилизации теплоты в энергетических

установках речных судов: Дис. ...канд. техн. наук. - Л., 1987 - 173 с.

23. Зимин Г.Ф. Проверка и калибровка термоэлектрических преобразователей. Учебное пособие. - М.:АСМС, 2002. - 48 с.

24. Зорин И.В. Повышение эффективности термоэлектрических устройств путем улучшения использования их тепловых процессов. - Диссертация к.т.н., ФТИ АН СССР, 1986 г.

25. Иванец В.Н., Лобасенко Б.А. Методы интенсификации гидромеханических процессов. Учебное пособие. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2003. - 84 с.

26. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.

27. Ильярский О.И., Удалов Н.П. Термоэлектрические элементы, М., Энергия, 1970.-72с.

28. Интенсификация теплообмена. Успехи теплопередачи, 2. Под ред. A.A. Жакаускаса и Э.К. Калинина // Вильнюс: Мокслас, 1988. - 188 с.

29. Иорданишвили Е. К. Термоэлектрические источники питания. М., Советское радио, 1968 г.

30. Иоффе А. Ф. Полупроводниковые термоэлементы. - М. - Л., Из - во АН СССР, 1960 г.

31. Иоффе А. Ф. Энергетические основы термобатарей из полупроводников. -Л.: Изд-во АН СССР, 1950.

32. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача: учеб.для вузов.-М.: Энергия, 1975.-488 с.

33. Исследование теплофизических характеристик полупроводниковых термоэлементов. - Отчет о НИР ГрПИ, 1986 г.

34. КадзикаваТ. Современное состояние исследований и разработок в сфере технологии термоэлектрического генерирования в Японии. / Термоэлектричество №1, 2009. 18 - 30 с.

35. Керн Д., Краус А. Развитые поверхности теплообмена. Пер. с англ. М.: Энергия, 1977.-464 с.

36. Кириллин В.А. Техническая термодинамика: учебник для вузов / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Издательский дом МЭИ, 2008. — 496 е.: ил.

37. Книзев Б.А., Черкасский B.C. Начала обработки экспериментальных данных. Электронный учебник и программа обработки данных для начинающих: Учебное пособие // Новосибирский университет. Новосибирск, 1996.-93 с.

38. Коваленко JI. М., Глушков А. Ф. 56 Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи.— М.: Энергоатомиздат 1986. — 240 с

39. Коваленко Ю.Ф. Повышение эффективности двигателей внутреннего сгорания за счет утилизации теплоты их отработавших газов [Текст]. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.04.02 - Челябинск, 2003. - 203 с.

40. Ковальский Р. В. Инженерные методы расчета термоэлектрических генераторов. - М., Наука, 1990.

41. Колядин Е. А. Исследование и научное обоснование интенсификации теплообмена в судовых газотрубных утилизационных котлах [Текст] : дис ... канд. тех. наук : 05.08.05.- Астрахань, 2007.- 143 с.

42. Коршунов Л.П. Утилизация тепла на судах флота рыбной промышленности. - М: Легкая и пищевая промышленность, 1983.- 232 с.

43. Котырло Г.К., Лобунец Ю. Н. Расчет и конструирование термоэлектрических генераторов и тепловых насосов. - Справочник. Киев, «Наукова Думка», 1980.

44. Крестлинг H.A., Попов В.В., Пути использования сбросной теплоты на судах // Всеукраинский научно-технический журнал. Харьков: НТУ ХПИ 2'2004.-25-30 с.

45. Крюков В.В, Будзинский В.В. Методы экспериментального исследования судовых малооборотных дизелей. Л.: «Судостроение», 1971. 264 с.

46. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.:

Машиностроение, 1983.- 424 с.

47. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена [Текст]. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.

48. Левенберг В.Д. Энергетические установки без топлива. Л.: Судостроение, 1987.- 104 с.

49. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. -М.: ФИЗМАТГИЗ, 1962. -352 с.

50. Ляшков В. И. Теоретические основы теплотехники: Учеб.пособие. 2-е изд., стер. М.: Изд-во Машиностроение-1,2005. - 260 с.

51. Макаров A.A.. Очистка газовых выбросов от аэрозолей агрессивных токсичных и радиоактивных соединений высокопористой керамикой//Мир гальваники. Российское издание по мировой гальванотехнике. Пермь., стр. 1-4.

52. Манасян Ю. Г. Судовые термоэлектрические устройства и установки [Текст]. - Л.: Судостроение, 1988 - 320 с.

53. Маслов В.В. Утилизация теплоты судовых дизелей. М.: Транспорт, 1990. -142 с.

54. Методы расчета и проектирования термоэлектрических преобразователей энергии / Лобунец Ю. Н. Отв. ред. Анатычук Л. И.; АН УССР. Ин-т проблем энергосбережения. - Киев: Наук. Думка, 1989. - 176 с.

55. Методы расчета термоэлектрических генераторов / О. В. Марченко, А. П. Кашин, В. И. Лозбин, М. 3. Максимов. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1995. - 222 с.

56. Мигай В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. -264 с.

57. Михайловский В.Я., Струтинская Л.Т., Чайковская Е.В. Моделирование термоэлектрической системы генерирования тепловой и электрической энергии //Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2005. - №4. - С. 27-30.

58. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. -М., «Энергия», 1977. - 344 с. с ил.

59. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат. 1998, — 288 с.

60. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1975. 496 с. с ил.

61. Нгуен К.Д. Утилизация теплоты отработавших газов судовых дизелей в термоэлектрических генераторах[Текст] : Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.08.05.- Астрахань, 2012.- 163 с.

62. Нгуен Х.Х. Контроль и снижение вредных выбросов в атмосферу с судов смешанного (река-море) плавания. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.08.05.- Астрахань, 2011.- 201 с.

63. Неяченко И.И., Ямолов Ю.И., Егоров В.А. Применение компьютерного моделирования в технологии калибровочных работ по холодному пуску двигателей ВАЗ// Всеукраинский научно-технический журнал. Харьков: НТУ ХПИ 2'2004. - 20-25 с.

64. Новиков А.И. Исследование влияния сопутствующих тепловых и термоэлектрических эффектов на характеристики термомодулей и уточнение методик расчета генераторов и охладителей: Дис. ...канд. физико-мат. наук. - Миасс, 2002.

65. Осипков A.C. Повышение эксплуатационной надёжности термогенераторных модулей для тепловых двигателей методом акустической эмиссии [Текст] / A.C. Осипков // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета.- 2009. - № 3(19). - С. 28-34.

66. Отчет о научно-исследовательской работе. Утилизировать теплоту отработавших газов вспомогательных дизелей судов пр. 12911. Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства. -1991.

67. Охотин А. С., Ефремов А. А., Охотин В. С., Пушкарский А. С.

Термоэлектрические генераторы.-М., Атомиздат, 1976 г.

68. Охотин A.C., Пушкарский A.C., Боровикова Р.П., Симонов В.А. Методы измерения характеристик термоэлектрических материалов и преобразователей. М.: Наука, 1974. - 167 с.

69. Патент № 108214 РФ, МПК H01L 35/02. Устройство для утилизации теплоты отработавших газов в судовых энергетических установках / С. В. Виноградов, К. Р. Халыков, К. Д. Нгуен, Е. Г. Корниенко, С. А. Слепухин. Опубл. 10.09.2011 Бюл. № 25.

70. Патент № 2191447, МПК H01L35/02. Термоэлектрический генератор / Баукин В.Е.; Вялов А.П.; Горбач В.Д.; Муранов Г.К.; Соколов О.Г. Опубл. 20.10.2002.

71. Патент № 5216, МПК F02G 5/02. Устройство для получения электрической энергии и утилизации тепла в отдаленных и труднодоступных районах / В.Н.Тимофеев, Г.Е.Чекмарев, А.А.Ильина и др. Опубл. 16.10.97. Бюл. № 10.

72. Патент № 69925, МПК F02G 5/00, F01K 15/04. Устройство для рециркуляции отработавших газов судового дизеля / В.Н.Тимофеев, Д.В.Тимофеев. Опубл. 10.01.2008. Бюл. №1.

73. Патент № 92247, МПК H01L35/28. Судовой термоэлектрический генератор / В.Н.Тимофеев, Д.В.Тимофеев. Опубл. 10.03.2010. Бюл. № 7.

74. Патент № 9614519. Название: Дымовая труба - термоэлектрогенератор / Магдеев A.M., Усошин В.А., Бакапов Г.Ф., Маргун В.В., Снетков C.B., Сидоренко В.Г., Магдеев H.A. Опубл. 16.02.1998

75. Патент №2419749 РФ, МПК F24H3/12. Отопительное устройство с термоэлектрическим генератором и термоэлектрический генератор / Баукин В.Е., Винокуров A.B., Корнеев А.Д., Кузнецов A.A., Лапковский А.Я., Малышев В.Н. Опубл. 27.05.2011г.

76. Патент на полезную модель № 92247. Автор Тимофеев Виталий Никифорович, 2010

77. Патент № 2359363, H01L35/28. Термоэлектрический генератор. Автор

Буряк А.В., 2008

78. Поздняков Б. С, Коптелов Е. А. Термоэлектрическая энергетика. М., Атомиздат, 1974 г.

79. Покусаев M. Н. Методические указания к лабораторной работе «Испытание дизеля 417,5/24 (NVD 24) по нагрузочной характеристике» для студентов специальности 140200 - Проектирование и монтаж судовых энергетических установок. — Астрахань: АТИРПиХ, 1989. - 22 с.

80. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе В12Тез. Гольцман Б. М., Кудинов В. А., Смирнов И. А., Изд-во «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1972. - 320 с.

81. Правила классификации и постройки морских судов. Российский Морской регистр судоходства. В 3-х т. Т2. - С-Пб: Российский Морской регистр судоходства. 2013.-721 с.

82. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности ... —Москва: «Энергия», 1978. —704 с.

83. Разработка, изготовление и внедрение опытных образцов термоэлектрогенератора на газовом топливе с повышенными техникоэкономическими характеристиками - НПО "Квант", 1987 г.

84. Разработка, создание и внедрение в производство термогенератора на газовом топливе с повышенными технико-экономическими показателями. -Отчет о НИР НПО "Квант", 1986 г.

85. Райшев Д. В. Система утилизации тепла с термоэлектрическим генератором для строительных машин (на примере бульдозера Б-ЮМ): Дис. ...канд. тех. наук. - Тюмень, 2004.

86. Регель А.Р. Термоэлектрические генераторы Издательство: Атомиздат Год: 1976.-385 с.

87. Результаты испытаний экспериментального комплекса термоэлектрический генератор - судовой дизель 3417,5/24 [Текст] / C.B. Виноградов, К.Р. Халыков, // Вестник АГТУ. Сер.: морская техника и технология - 2013. - № 2.-С. 93-100

88. Рукавишников С.Б. Автоматизированные гребные электрические установки. 3-е издание, переработанное и дополненное. Л.: Судостроение, 1983.-239 с.

89. Руководящий технический материал (РТМ 212.0142-86). Схемы утилизации теплоты судовых дизелей. Л.: Транспорт, 1989, - 42 с.

90. Рыбалко А.И. Расчетно-экспериментальное исследование процессов в двигателе Стирлинга, предназначенном для утилизации бросовой теплоты [Текст]. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.04.02 - Новосибирск, 2011. - 192 с.

91. Рыжков, С. В. Теплотехнические измерения в судовых энергетических установках : учебное пособие для кораблестроительных специальностей вузов / С. В. Рыжков . - Л.: Судостроение, 1980 . - 264 с.

92. Сакр K.M. Тепловой расчет термоэлектрических генераторов, работающих на выхлопных газах автомобилей: цели и задачи / K.M. Сакр, М.К. Мансур, М.Н. Мусса // Термоэлектричество. - 2008. - № 1. - С. 59 - 66.

93. Самойлович А. Г. Термоэлектрические и термомагнитные методы превращения энергий. -М.: Издательство ЛКИ, 2007.-224 с.

94. Самойлович А.Г. Термоэлектрические и термомагнитные методы превращения энергии: Конспект лекций. - М.: Издательство ЛКИ, 2007. -224 с.

95. Селиверстов В.М. Утилизация тепла в судовых дизельных установках - Л.: Судостроение, 1973.- 251 с.

96. Сирота A.A., Радченко А.Н., Коновалов Д.В., Радченко Н.И. Тригенерационные системы комплексного использования сбросной теплоты судовых дизелей [Текст]. // Двигатели внутреннего сгорания 2'2008 С. 70-74

97. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т.1 / под ред. О.Г. Мартыненко и др. -М.: Энергоатомиздат, 1987. - 560 с.

98. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т.2 / под ред. О.Г. Мартыненко и др. -М.: Энергоатомиздат, 1987. - 352 с.

99. Судовые энергетические установки: научно-технический сборник [Текст]. Вып. 22. - Одесса: ОНМА, 2008. - 102 с.

100. Таманджа Ибрагим. Повышение эффективности совместной работы судового дизеля и утилизационного котла на долевых режимах [Текст] : дис ... канд. тех. наук : 05.08.05.- Астрахань, 2000.- 154 с.

101. Теплотехнические измерения и приборы. Блинов О.М., Беленький A.M., Бердышев В.Ф. [Учеб.для вузов по спец. "Теплофизика, автоматизация и экология тепловых агрегатов в металлургии". - М.: Металлургия, 1993. 288с.

102. Термоэлектрические материалы и преобразователи. Под ред. Карчевского А.И., М.: Мир, 1964. - 360 с.

103. Термоэлектрические модули и устройства на их основе. Справочное пособие. - СПб: ИПФ «Криотерм», - 2004. 53с.

104. Термоэлектрический генератор на полупроводниковой основе и способ его изготовления. Патент № 4129867, Германия, МПК Н 01 L 35 / 14,28,34, Бюллетень "Изобретения за рубежом", 1993 г., вып. 129, №6.

105. Термоэлектрический генератор с легирующей примесью и способ изготовления такого генератора. Патент № 4129868, Германия, МПК Н 01 L 35 / 14, 22, 34, Бюллетень "Изобретения за рубежом", 1994 г., вып. 104, № 11.

106. Термоэлектрический генератор. Заявка № 88 / 05964, Великобритания, МПК Н OIL 35 /28, Бюллетень "Изобретения за рубежом", 1988 г., вып. 129, № 16.

107. Термоэлектрический преобразователь тепловой энергии. Патент №2225161, Великобритания, МПК Н 01 Ь 35 / 28, Бюллетень "Изобретения за рубежом", 1988 г., вып. 129, № 24.

108. Термоэлектрический преобразователь тепловой энергии. Патент №2225161, Великобритания, МПК Н 01 Б 35 / 28, Бюллетень "Изобретения за рубежом", 1988 г., вып. 129, № 24.

109. Тимошевский Б.Г. Эффективность стационарных электростанций на базе

двигателей внутреннего сгорания // Всеукраинский научно-технический журнал. Харьков: НТУ ХПИ 2'2004. - 30-35 с.

110. Уонг В. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. - М.: Атомиздат, 1979.

111. Федеральный закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

112. Федоткин И.М., Липсман B.C. Интенсификация теплообмена в аппаратах пищевых производств. -М.: Пищевая промышленность, 1972.-240 с.

113. Фокин В.М. Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения. М.: «Издательство Машиностроение-1», 2006.- 240 с.

114. Халыков K.P. Методика расчета и оценки параметров экспериментального термоэлектрического генератора [Текст] / C.B. Виноградов, K.P. Халыков, К.Д. Нгуен // Вестник АГТУ. Сер.: морская техника и технология - 2011. -№ 1. - С. 84-91.

115. Халыков K.P. Модельная экспериментальная установка с термоэлектрическим генератором [Текст] / C.B. Виноградов, K.P. Халыков, К.Д. Нгуен // Вестник АГТУ. Сер.: морская техника и технология,- 2010. — № 2. - С. 66-70.

116. Халыков K.P. Применение термоэлектрических генераторов как средство утилизации сбросной теплоты судовых дизелей [Текст] / C.B. Виноградов, K.P. Халыков, К.Д. Нгуен // Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология-2011.-№3.-С. 78-83.

117. Халыков K.P. Проектирование термоэлектрического генератора, работающего от теплоты выхлопных газов судовых дизелей [Текст] / C.B. Виноградов, М.М. Горбачев, K.P. Халыков // Вестник АГТУ., Сер.: морская техника и технология-2010.-№ 1.-С. 89-94

118. Халыков K.P. Экспериментальная установка с термоэлектрическим генератором. Программа и методика исследования [Текст] / K.P. Халыков //Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2014. - №5. - С. 14-15

119. Хряпченков А.С. Судовые вспомогательные и утилизационные котлы. -Учебное пособие. - изд. 2-е, перераб. И доп. - JL: Судостроение, 1988. - 296 е., ил.

120. Шевельков А.В. Наноструктурированные термоэлектрические материалы [Текст]. Научно-образовательный центр по нанотехнологиям.

121. Шостаковский Петр. Термоэлектрические источники альтернативного питания/УНовые технологии. Компоненты и технологии №12'2010 - стр. 131-138.

122. Штерн Ю.И. Исследование электрофизических свойств и определение механизмов тепло- и электропроводности в термоэлектрических материалах на основе Bi2Te3 [Текст] / Ю.И. Штерн // Материалы электронной техники. - 2008. -№2. -С. 73-77 .

123. Экологическое совершенствование дизелей путем использования водотопливных эмульсий. / А.П. Кудряш, П.Я. Перерва, В.Н. Kupeeea, А.А. Потапенко,//Двигатели внутреннего сгорания №2. 2004. С. 6-9

124. Яворский В.А. Планирование научного эксперимента и обработка экспериментальных данных. Методические указания к лабораторным работам. Москва, 2006. - 44 с.

125. Modified model for thermoelectric generators. Michael Freunek, Leonhard M. Reindl, William D. Walker //IMTEK 1-4 pp.

126. Andreas Bitschi. Modelling of thermoelectric devices for electric power generation. Dissertation submitted to the Swiss Federal Institute of Technology Zurich-2009.-144 c.

127. Energy conversion using new thermoelectric generator. G. Savelli, M. Plissonnier, J. Bablet, C. Salvi, J.M. Foumier / TIMA Edition / DTIP 2006, Stresa, Italy, 2006.-6pp.

128. High-efficiency thermoelectric generator based on heat regeneration. MauroBrignone, AlessandroZiggiotti; LucaBelforte. Italy. 1-4 pp.

129. http://bmwblog-rus.com/noveyshie-tehnologii-bmw/bmw-budet-ispolzovat-kosmicheskie-tehnologii-dlya-ekonomii-topliva

130. http://rudocs.exdat.com/docs/index-55480.html

131. http://survincity.ru/201 l/01/sostoyanie_okrujayuschei_sredy/

132. http://www.komatsu.com/CompanyInfo/press/2009012714011528411 .html

133. http://www.magistrblog.ru/view_post.php?id=:789

134. http://www.priroda.ru/reviews/detail.php?ID=7191

135. http://www.kryotherm.ru

136. John Fairbanks. Thermoelectric applications in vehicles status 2008. US DepartmentofEnergy. Washington D.C., 2008. l-7pp.

137. Katsumi M., Nakano R., Ymamoto T. and other. The evolution of MACH-30G toward the more efficient gas engine. Paper № 86, CIMAC 2007, Vienna.

138. KeesKuiken. Diesel Engines for ship propulsion and power plants I. - Onnen, The Netherlands 2008. - 362 p.

139. Rowe David M. CRC Handbook of Thermoelectrics. University of Wales, Cardiff U.K. 1995.- 720 pp.

140. Smith k., Thornot M. Feasibility of thermoelectrics for Waste Heat Recovery in Hybrid Vehicles / National Renewable Energy Labaratory // 29rd International Electric Vehicle Symposium (EVS-23). Anaheim, California, USA. 2007-14 pp.

141. Thermoelectric Generator Domestic Use Market Analysis. An entrepreneur's guide to the home use TEG market. 2010.-11pp.

Приложение А - Патент на полезную модель

МХОСШШКОШШ ФВДШРАЩШШ

НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ

№ 108214

устройство для утилизации теплоты

отработавших газов в судовых энергетических установках

Патентообладатель^!!): Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ФГОУВПОАГТУ (Ш)

Лвтор(ы): см. на обороте

Заявка № 2011112631

Приоритет полезной модели 01 апрели 2011 Г.

Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 сентября 2011 г. Срок действия патента истекает 01 апреля 2021 г.

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам

Б.П. Симонов

Приложение Б1 - Акт внедрения в учебный процесс

Федеральное агентства порыболовству Федеральное госуНирамеиное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственныйтехнический университет»

DOS м гост Р м no toot МО!

Pnptenl ■ QUNHUHM ^aiaUWHHl 1'

Кафедра «ЭКСШУАТАЦИЯ-^ОдаОТО^АН^^РТА»»

шгш

УТВЕРЖДАЮ ректор, д.б.н., профессор

ТА.Н. НЕВАЛЕННЫЙ

АКТ

о внедрении научной работы в учебный процесс

Комиссия в составе:

Председатель комиссии - директор института морских технологий, энергетики и транспорта, к.т.н., доцент кафедры «Эксплуатация водного транспорта» A.B. ТИТОВ. Члены комиссии:

А.Р. РУБАН - к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Судостроение и энергетические комплексы морской техники»;

P.A. ИЛЬИН - к.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Теплоэнергетика»;

М.Н, ПОКУСАЕВ - д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Эксплуатация водного транспорта»;

Н.Г. PQMAHEHKO - к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Электрооборудование и автоматика судов»

подтверждает внедрение в учебный процесс дпя студентов специальностей и направлений:

180403.65 (180405.65) «Эксплуатация судовых энергетических установок»,

180407.65 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»,

180100.62 (26.03.02) «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской

инфраструктуры»,

140100.68 «Теплоэнергетика и теплотехника»,

результатов диссертационной работы Халыкова Камиля Рафаэльевича «Повышение эффективности судовых утилизационных комплексов при использовании термоэлектрических генераторов». Результаты диссертационной работы используются при проведении лекционных, практических и лабораторных занятий; при разработке курсовых проектов (работ) по специальным дисциплинам: «Судовые энергетические установки»; «Судовые двигатели внутреннего сгорания»; «Судовые котельные и паропроизводящие установки»; «Техническая эксплуатация судовых дизелей»; «Тепловые двигатели и нагнетатели»;

«Современные проблемы теплоэнергетики, теплотехники и технологии» «Проблемы энерго- и ресурсосбережения в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологин» «Судовые автоматизированные электроэнергетические системы» при разработке выпускных квалификационных работ специалистов и бакалавров, а также в научно-исследовательской работе указанных выше специальностей и направлений.

Директор ИМТЭиТ, к.т,н., доцент Заведующий кафедрой ЭВТ, д.т.н., профессор Заведующий кафедрой СиЭКМТ, к.т.н., доцсет Заведующий кафедрой ТЭН, к.т.и., профессор Заведующий кафедрой ЭАС, к.т.н., доцент

L/'

Г" / • A.B. ТИТОВ

М.Н. ПОКУСАЕВ А.Р. РУБАН P.A. ИЛЬИН

РОМАНЕНКО

Прилоэюение Б 2 - Акт о рассмотрении и использовании материалов диссертационной работы

о рассмотрении и использовании материалов диссертационной работы Халыкова Камиля

Рафаэльевнча

«Повышение эффективности судовых утилизационных комплексов при использовании термоэлектрических генераторов»

Специалистами ЗАО КБ «Астрамарии» были рассмотрены результаты научно-исследовательской работы соискателя. Отмечено, что повышение эффективности судовых утилизационных комплексов является одной из основных задач для каждой судоходной компании. В настоящее время разработано и применяется много способов повышения эффективности существующих утилизационных комплексов, однако применение термоэлектрических генераторов является одним нз новых и весьма перспективных способов утилизации теплоты на судах. Автор указывает на целесообразность утилизации теплоты, теряемой отработавшими газами (ОГ), которые составляют 25-40% располагаемой теплоты. Термоэлектрические генераторы позволяют получить электрическую энергию для различных потребителей за счёт прямого преобразования теплоты ОГ.

В представленных материалах диссертационного исследования научно обоснованы возможность и целесообразность установки ТЭГ в СЭУ. При этом конструктивные особенности ТЭГ позволяют применять их в составе СЭУ различной мощности практически на всех типах судов. Математическая методика, предлагаемая соискателем, учитывает режимы работы СЭУ и может быть использована при проектировании теплоутилизационных комплексов.

При подключении электрических потребителей к ТЭГ максимальная мощность достигается при отношении сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению ТЭГ ш=1. В зависимости от главного двигателя, на газовыхлопном тракте которого установлен ТЭГ, электрическая мощность последнего может достигать 70 кВт. Максимальный КПД достигается при ш=1,3-1,4.

Известно, что КПД электрического преобразования ТЭГ составляет 3-5%. Однако применение ТЭГ в составе утилизационной установки позволяет увеличить КПД до 33%.

Таким образом, возможность применения ТЭГ в СЭУ будет рассматриваться при разработке проектов для модернизируемых и вновь строящихся судов самого различного назначения.

Закрытое акционерное общество

«АСТРАМАРИИ»

АКТ

С уважением, Генеральный директор