ПРИНЦИПИ ТЕПЛОГІДРАВЛІЧНИХ РОЗРАХУНКІВ СИСТЕМ ПІДКЛЮЧЕННЯ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ
DOI:
https://doi.org/10.31471/2304-7399-2025-21(79)-379-397Ключові слова:
трубопровід, високов’язка нафта, тепловий насос, низькопотенційне джерело теплоти, теплогідравлічний розрахунок, рекуперативний теплообмінник, коефіцієнт теплопередачі, критерій Рейнольдса, енергоефективність.Анотація
Стаття присвячена принципам теплогідравлічних розрахунків системи підключення теплових насосів (ТН), що використовують низькопотенційні джерела теплової енергії, для енергоефективного підігріву високов’язкої нафти при її транспортуванні магістральними трубопроводами. Транспортування високов’язкої нафти вимагає постійного підігріву через її охолодження в ґрунті та ризик закупорювання трубопроводу. Традиційні методи підігріву за рахунок спалювання палива є енергоємними та екологічно небезпечними. У зв’язку з цим, досліджується застосування ТН, які перетворюють низькопотенційне тепло у теплоту з більш високою температурою для підтримки необхідного режиму перекачування.
Головною метою роботи є розробка методики проектування теплообмінного обладнання цієї системи, що включає встановлення додаткового рекуперативного теплообмінника в першому (розсільному) контурі ТН.В роботі детально описано алгоритм теплогідравлічного розрахунку, який охоплює: визначення геометричних параметрів рекуперативного теплообмінника; вибір та розрахунок фізичних робочої рідини для розсільного контуру; гідравлічний розрахунок розсільного контуру і насосної установки для подачі гарячого теплоносія, з підбором відповідних насосів; конструктивний тепловий розрахунок рекуперативного теплообмінника. Розрахунок завершується порівнянням розрахункової та фактичної площ теплообміну для уточнення конструкції. Запропонована методика дозволяє оптимізувати конструкцію теплообмінного обладнання та забезпечити надійну й енергоефективну роботу системи підігріву нафти.
Посилання
1. Лозовський А. П., Іванов О. М. Основи холодильних технологій: навч. посібник. Суми: Університетська книга, 2018. 280 с.
2. Малежик І. Ф. Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник / І. Ф. Малежик, П. С. Циганков, П. М. Немирович та ін.; за ред. І. Ф. Малежика. К.: НУХТ, 2003. 400 с.
3. Подмазко О. С., Мурашов В. С. Холодильна техніка і технологія (навчальний посібник). Одеса: Видавничий центр ОДАХ, 2015.91 с.
4. Середюк М. Д., Пилипів Л. Д. Трубопровідний транспорт високов’язких вуглеводнів. Івано-Франківськ, 2013. 247 с.
5. Середюк М. Д., Якимів Ю. В., Лісафін В. П. Трубопровідний транспорт нафти і нафтопродуктів: Підручник. Івано-Франківськ, 2001. 517 с.
6. Хмельнюк М. Г., Подмазко О. С., Подмазко І. О. Холодильні установки та сфери їх використання: Підручник. Херсон: Грінь Д.С., 2014. 484 с.
7. Холодильні установки. Проектування / Чумак І. Г., Чепурненко В. П., Лагутін А. Ю., Лар’яновський С. Ю., Чумак Н. І., Оніщенко В. П. Одеса: Друк, 2008. Т. 1. 145 с.
8. Холодильні установки. Проектування / Чумак І. Г., Чепурненко В. П., Лагутін А. Ю., Лар’яновський С. Ю., Чумак Н. І., Оніщенко В. П. Одеса: Друк, 2008. Т. 2. 186 с.
9. Холодильні установки / під заг. ред. І. Г. Чумака. Одеса: Пальміра, 2016. 552 с.
10. Suchasnyi stan, problemy i perspektyvy stvorennia v Ukraini naftovoho ta enerhetychnoho rezerivu: analitychna dopovid / [Dudkin O. M., Minev A. N., Mitsai A. O. tain.]; zazah. red. H. L. Riabtsevata O. M. Sukhodoli. K.: NISD, 2018. 160 s.
11. "Ukrtransnafta" zbilshyla obiomy prokachuvannia nafty v 2019 rotsi. URL: https://kosatka.media/category/neft/analytics/ukrtransnafta-uvelichila -obemy-prokachki-nefti-v-2019-godu (дата звернення: 03.09.2025).
