Исследование теплообмена в продуваемых непроходных каналах теплотрасс. Часть 2

Для повышения эффективности эксплуатации тепловых сетей, размещенных в непроходных каналах, ранее предложено схемно-структурное решение регенеративно-утилизационного теплоиспользования в системах централизованного теплоснабжения. Невозможность создания натурной экспериментальной установки, охватывающей нужный диапазон факторов и область их изменения, сложность проведения пассивного эксперимента на существующих теплотрассах привели к необходимости разработки виртуальной модели на базе программного комплекса ANSYS. На этой виртуальной модели проведен шестифакторный эксперимент. Получены уравнения регрессии для определения напора, требуемого для обеспечения продувки канала воздухом, а также теплообмена с трубопроводами прямой и обратной сетевой воды, расположенными в канале, и теплообмена с грунтом вокруг канала. Кроме того, выведена регрессионная зависимость для нахождения интегрального потока теплоты от перечисленных омываемых поверхностей к потоку воздуха. Осуществлен переход от безразмерных факторов к натуральным. С помощью карт Парето определены наиболее значимые факторы. В части 1 статьи проведена верификация полученных зависимостей. С использованием стандартных статистических методов оценок на базе рассчитанных значений критериев Фишера, Стьюдента и других определена адекватность уравнений регрессии. Приведены и проанализированы поверхности отклика с помощью двумерных сечений для ряда факторов при фиксированных значениях одних и изменении двух наиболее характерных, физически весомых для данной функции отклика. На базе анализа регрессионных зависимостей выполнена их валидация. Полученные регрессионные уравнения охватывают практически весь спектр возможных диаметров теплотрасс, что позволяет использовать их при разработке энергосберегающих проектов.

1. Седнин, В. А. Системы регенеративно-утилизационного теплоиспользования для теплотрасс в непроходных каналах / В. А. Седнин, Т. В. Бубырь // Энергия и менеджмент. 2017. № 4. С. 2–6.

2. Седнин, В. А. Численное исследование сложного теплообмена в продуваемых непроходных каналах теплотрасс / В. А. Седнин, Т. В. Бубырь // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 1. С. 61–76. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-1-61-76.

3. Халафян, А. А. Промышленная статистика. Контроль качества, анализ процессов, планирование экспериментов в пакете STATISTICA / А. А. Халафян. М.: Либроком, 2013. 384 с.

4. Тихомиров, В. Б. Планирование и анализ эксперимента (при проведении исследований в легкой и текстильной промышленности) / В. Б. Тихомиров. М.: Легкая индустрия, 1974. 262 с.

5. Шестаков, В. Н. Планирование эксперимента в оптимизационных задачах технической мелиорации грунтов / В. Н. Шестаков. Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. 95 с.

6. Тарасик, В. П. Математическое моделирование технических систем / В. П. Тарасик. Минск: Новое знание, 2013. 584 с.

7. Обзор STATISTICA [Электронный ресурс] // StatSoft Russia. Режим доступа: http://statsoft.ru/products/over view/. Дата доступа: 21.01.2018.

8. Боровиков, В. П. Популярное введение в современный анализ данных в системе STATISTICA / В. П. Боровиков. М.: Горячая линия-Телеком, 2013. 288 с.

9. Марченко, А. В. Разработка технологий использования котлоагрегатов ТЭЦ и их дутьевых вентиляторов для транспорта и утилизации вентиляционных выбросов промышленных предприятий и автомагистралей / А. В. Марченко. Ульяновск, 2008. 175 с.

10. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей / В. И. Манюк [и др.]; 3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1988. 432 с.

11. Сапрыкина, Н. Ю. Исследование влияния на температуру грунта геотермальной системы теплоснабжения и кондиционирования в комgлексе с тепловым насосом, при долговременном нестационарном циклическом режиме работы / Н. Ю. Сапрыкина // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2018. Т. 25, № 3. С. 19–27.