Разработка и исследование энергоэффективных устройств тепловой подготовки автотракторной техники с использованием термоэлектрического генератора
Цель исследования. Снижение потребления электрической энергии средствами тепловой подготовки автотракторной техники к приему нагрузки в условиях низких температур.
Объект исследования – процессы потребления и выработки электрической энергии элементами средств тепловой подготовки автотракторной техники.
Предмет исследования – закономерности влияния конструктивно-режимных параметров средств тепловой подготовки агрегатов автотракторной техники на энергетическую эффективность процесса их работы.
Научная новизна работы. Предложен способ снижения энергопотребления устройствами тепловой подготовки, применительно к средствам тепловой подготовки с использованием термоэлектрического генератора (ТЭГ)
Разработана и численно реализована в программных продуктах Solidworks и Ansys Workbench математическая модель передачи и отвода тепла от ТЭГ., учитывающая конструктивные особенности теплообменных устройств с возможностью обоснования их рациональных параметров.
Получены аналитические зависимости для расчета генерируемой ТЭГ электроэнергии на разных конструкциях и режимах работы теплообменных устройств.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Влияние температуры эксплуатации узлов и агрегатов автотракторной техники на ее работоспособность 9
1.2 Проблемы современных средств тепловой подготовки и анализ исследований по их решению 31
1.3 Способы повышения энергетической эффективности работы устройств тепловой подготовки 43
1.4 Постановка цели и задач исследования 50
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА 51
2.1 Теоретические предпосылки применения термоэлектрического генератора 51
2.1.1 Построение информационной модели ТЭГ в системе работы устройств тепловой подготовки 51
2.1.2 Тепловой баланс ТЭГ в номинальном режиме работы 55
2.1.3 Определение закономерностей изменения выходных параметров ТЭГ в номинальном режиме 59
2.2 Разработка энергоэффективных устройств тепловой подготовки 74
2.2.1 Теоретическое описание совместной работы предпускового подогревателя с ТЭГ 74
2.2.2 Выбор оптимальной конструкции теплообменников ТЭГ для системы работы ПП 76
2.2.3 Теоретическое описание работы генератора горячих газов 83
2.3 Оптимизация насадки с термоэлектрическим генераторным модулем вместо жаровой трубы генератора горячих газов 93
2.3.1 Расчет направляющей насадки ГГГ для работы ТЭГ 93
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 97
3.2 Экспериментальная установка ТЭГ в системе работы ПП 112
3.3 Экспериментальная установка ТЭГ в конструкции ГГГ 114
3.4 Погрешности экспериментальных измерении 116
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 119
4.1 Исследование работы ТЭГ в системе работы ПП 120
4.2 Исследование работы ТЭГ в конструкции ГГГ 129
ГЛАВА 5 ВНЕДРЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ 134
Библиографический список 145
