РАЗДЕЛ 2
ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ, МЕТОДИКИ И ТЕХНИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Выбор темы, постановка цели и задач научного исследования
В основу методологии научного исследования положен системный подход [28, 29], который является наиболее результативным проявлением интегрированных тенденций в науке. Специфика научных исследований состоит в их направленности на изучение сложных, комплексных, крупномасштабных задач. Проведение такого вида работ требует не только познания существа изучаемых проблем и соответствующих объектов, но и создание методов и средств, позволяющих обеспечить рациональное управление этими объектами, тем самым, содействуя решению имеющихся проблем.
Системный подход в отличие от других подходов формирует системный эффект, когда совокупность объектов, объединенная в систему, приводит к появлению новых средств, а не ограничивается только изучением различных аспектов поведения исследуемых систем, что характерно для других подходов. Поэтому в системных исследованиях такая декомпозиция невозможна, так как при этом могут потеряться основные свойства системы.
Особенности выбора в системных исследованиях группируются в классификационные признаки важности выбираемой тематики научного исследования. В основах научных исследований, изложенных в работах И.И. Кринецкого и Д.Ю. Крохмаля [28, 29], выделены такие признаки как актуальность, научная новизна, экономическая эффективность, соответствие профилю коллектива кафедры (научной школы) и научной специальности, а также реализуемость результатов теоретических исследований.
Обзор результатов научных исследований в области судовой энергетики показал, что широко используемые на судах разомкнутые 2-х контурные системы охлаждения, предусматривающие прием коррозионно-активной и часто загрязнённой забортной воды, в целом ряде случаев (работа судна в загрязненной акватории, грейферные работы, плавание в мелководье, ледовой шуге и т.д.) не обеспечивают требуемой надежности эксплуатации СЭУ. Так как интенсивное засорение элементов контура системы охлаждения забортной воды (фильтров, теплообменников, насосов, кингстонных ящиков и др.) приводит к внезапной остановке СЭУ из-за прекращения подачи охлаждающей воды.
Кроме того, разомкнутые системы охлаждения наносят существенный экологический ущерб биологическим запасам морей, поскольку, рыбная молодь и икринки, попадая в систему с забортной водой, погибают. Выполненные Институтом биологии южных морей академии наук Украины оценки показывают, что одна морская буровая платформа с установленной суммарной мощностью энергоустановки 5000 кВт за год уничтожает 200 т. рыб промысловых видов.
Для указанных объектов (суда технического флота, морские буровые платформы) целесообразно создавать замкнутые системы охлаждения, исключающие прием забортной охлаждающей воды. Разработке данных систем посвящены работы Б.С. Юдовина [101], К.Ю. Федоровского [68, 73], С.В. Рыжкова [55], Ю.М. Мухина и Б.Е. Синильщикова [43], М.Л. Александра и В.В. Климова [2], В.И. Жесткова и В.М. Цыпина [86], а также ряда зарубежных исследователей [91, 95, 96, 104] и др.
Циркулирующий в замкнутых системах теплоноситель может отдавать теплоту забортной воде, например, в судовых обшивочных ТОА, в пластинчатых ПТОА, выносимых за пределы обшивки корпуса судна, и т.д. [73, 91, 95, 96]. Наиболее неблагоприятный режим работы таких устройств связан с теплоотдачей в неподвижную относительно судна морскую воду, когда требуемые для этого площади устройств теплоотвода оказываются существенными.
Вопросам повышения эффективности процессов тепломассообмена посвящены работы В.М. Бузника [7], Э.К. Калинина, Г.А. Дрейцера, С.А. Ярхо [24], В.А. Голикова [14], Л.М. Коваленко и А.Ф. Глушкова [26]. Применительно к рассматриваемым замкнутым системам охлаждения СЭУ в наибольшей степени исследованы процессы теплопередачи и ее интенсификации в судовых обшивочных ТОА [73]. Для широкой группы устройств теплоотвода, использующих набор пластинчатых поверхностей, такие методы в должной степени не разработаны.
Отсутствие научно-разработанного способа повышения эффективности теплоотвода ЗСО СЭУ с ПТОА, находящемся в неподвижной относительно судна забортной воде, сдерживает широкое внедрение в практику высокоэффективных, экологически безопасных замкнутых систем охлаждения СЭУ с пластинчатыми погружными теплообменными аппаратами.
Поэтому исследования, направленные на повышение эффективности теплоотвода ЗСО СЭУ являются актуальными с точки зрения научности, реалистичности и эффективности.
Технологическая карта диссертационного исследования представлена на рис. 2.1.
Выдвигаемая научная гипотеза исследования состоит в том, что повышение эффективности теплоотвода ЗСО СЭУ может быть достигнуто посредством разрушения пристенного пограничного слоя путем подачи газа вдоль теплоотдающей поверхности ПТОА.
По своей направленности работа соответствует профилю научных исследований кафедры Энергоустановок морских судов и сооружений Севастопольского национального технического университета и основным научным направлениям специальности 05.08.05 - Судовые энергетические установки.
Представленная работа выполнена в рамках двух госбюджетных НИР Севастопольского национального технического университета, проводимых в соответствии с координационными планами Министерства образования и науки Украины (№ гос. регистрации 0205U007159, 2005 г. и № гос. регистрации 0106U003269, 2006 г.). Предполагаемый срок реализуемости результатов, при совмещении теоретических и экспериментальных исследований с дальнейшим внедрением результатов работы в практику, предположительно исчисляется тремя годами, что вполне приемлемо.
Тема настоящего диссертационного исследования сформулирована как: "Повышение эффективности теплоотвода замкнутых систем охлаждения судовых энергоустановок с погружными пластинчатыми теплообменными аппаратами".
Из названия диссертации следует, что объектом исследования являются процессы переноса замкнутой системо
- Київ+380960830922