Карагяур Андрій Степанович. Прогнозування ефективності роботи глибоких малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів ТЕС та АЕС: дисертація канд. техн. наук: 05.23.16 / Харківський держ. технічний ун-т будівництва та архітектури. - Х., 2003.
Анотація до роботи:
Карагяур А.С. Прогнозування ефективності роботи глибоких малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів ТЕС та АЕС. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.16 – гідравліка і інженерна гідрологія. – Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2003.
Дисертація присвячена прогнозуванню ефективності роботи малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів ТЕС та АЕС.
Розроблено однопараметричну одномірну математичну модель турбулентного переносу тепла по глибині малопроточних стратифікованих водоймищ, у якій враховується вплив сукупності основних метеорологічних і технологічних факторів: вітрове перемішування, температурну стратифікацію, скид і забір циркуляційної води з водосховища. Запропонована математична модель дозволяє прогнозувати динаміку вертикальної термічної структури малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів і, відповідно, їхню охолоджуючу здатність.
Розроблено метод інженерного розрахунку роботи стратифікованого малопроточного водосховища-охолоджувача. Цей метод, заснований на розробленій матмоделі, враховує процеси, що протікають у ближнім полі та в околицях водозабору.
На основі теоретичного дослідження динаміки вертикальної термічної структури дальнього поля оцінена ефективність різних схем використання малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів. Розроблено більш ефективну, у порівнянні з існуючими, комбіновану схему використання зазначених водоймищ. Ця схема дозволяє підвищити середнє значення ККД турбін ТЕС та АЕС протягом теплого періоду року.
Достовірність теоретичних досліджень перевірена шляхом зіставлення їх з натурними даними.
Розроблена математична модель процесу нестаціонарного вертикального переносу тепла в малопроточних стратифікованих водоймищах дозволяє розрахувати динаміку вертикального розподілу температури. Ця модель заснована на системі рівнянь переносу тепла і кінетичної енергії турбулентності, а також робочих гіпотезах, суть яких полягає в тому, що основними факторами, що впливають на вертикальну термічну структуру, вважаються генерація турбулентності на поверхні водоймища в результаті обвалення вітрових хвиль, дисипація турбулентності і її дифузія в нижні шари, а також дія сил плавучості.
Аналіз динаміки вертикального розподілу коефіцієнта турбулентної в'язкості в малопроточному водоймищі при нейтральній стратифікації, який виконаний на основі числового рішення рівняння переносу кінетичної енергії турбулентності, показав, що цей процес можна розглядати як квазістаціонарний. Оцінено величини швидкостей вертикального струму води в малопроточному водоймищі, що виникає в результаті застосування об'ємної схеми. За допомогою чисельного аналізу показано, що конвективним переносом кінетичної енергії турбулентності при даних швидкостях можна знехтувати. Отримана аналітична залежність, що дозволяє розрахувати вертикальний розподіл коефіцієнта турбулентної в'язкості по глибині малопроточного водоймища. Ця залежність значно спрощує запропоновану математичну модель.
Розроблений метод розрахунку малопроточного стратифікованого водосховища-охолоджувача дозволяє врахувати нерівномірний розподіл по глибині температури і коефіцієнта турбулентної в'язкості, щільнісну (температурну) стратифікацію, а також схему використання водосховища-охолоджувача, конструкцію водоспускних і водозабірних споруд.
Виконано ідентифікацію запропонованої математичної моделі, що дозволяє застосовувати її для розрахунку динаміки вертикальної термічної структури малопроточних стратифікованих водоймищ.
Значення розбіжностей між теоретичними і натурними даними знаходяться в межах довірчих інтервалів, які враховують випадкові погрішності вимірів, що дозволяє зробити висновок про обґрунтованість прийнятих гіпотез і надійності результатів, отриманих при використанні математичної моделі вертикальної термічної структури малопроточних стратифікованих водоймищ.
За допомогою теоретичного дослідження динаміки вертикальної термічної структури дальнього поля малопроточних стратифікованих водосховищ-охолоджувачів протягом теплого періоду року оцінена ефективність різних схем використання (об'ємна схема і поверхнева схема). Показано, що застосування комбінованої схеми, при якій забір води здійснюється одночасно з верхнього і нижнього шару, дозволяє підвищити середнє значення ККД турбін протягом теплого періоду року.
Розроблений метод розрахунку вертикальної термічної структури в малопроточному стратифікованому водосховищі можна застосовувати і до природних водоймищ при рішенні ряду біологічних, хімічних і екологічних задач, для яких необхідні дані про розподіл температури по глибині водоймища.
