В работе приводится описание разработанного авторами программного продукта для виртуального прототипирования, позволяющего на этапе проектирования расчётным методом и визуально оценить поведение котельного оборудования и энергоустановок в реальных условиях эксплуатации, а также произвести предэксплуатационную проверку работоспособности их основных узлов и агрегатов с меньшими трудозатратами. Разработанный программный продукт является гибридной CAE/CAD-системой и позволяет в процессе конструирования производить оценку эффективности и экономичности возможных инженерных решений. С применением разработанного программного продукта были проанализированы существующие конструкции жаровых труб водогрейных котлов при сжигании чистого метана. Результаты проведенного анализа могут быть использованы при разработке предложений по возможной модернизации рассмотренных конструктивных схем жаротрубных котлов, а также при конструировании новых котельных агрегатов.
The paper describes the software developed by authors for virtual prototyping. The software allows to estimate boiler operation by visual and math tools in real conditions of operation on design stage. Moreover it performs pre-operational checks of efficiency of the main units and equipment with minimum effort. The designed software is hybrid CAE/CAD system and allows estimation of possible engineering solutions efficiency in the design process. Functionality of the developed software allows the designer to work out the different units of power plants in real time, to design its appearance, and, also, to make optimizations of structural elements based on mathematical calculations. With the use of the designed software existing layouts of water-heater fire tubes for burning methane were analyzed. The results of performed analysis can be used for modernization suggestions of the considered fire-tube boilers, as well as for new boiler units design.
1. Казаков А.В., Заворин А.С., Новосельцев П.Ю., Табакаев Р.Б. Когенерационная энергоустановка с топливным элементом на основе внутрицикловой конверсии органического сырья для автономного энергообеспечения // Известия Томского политехнического университета. – 2014. – № 4. – C. 54–61.
2. Казаков А.В., Заворин А.С., Новосельцев П.Ю., Табакаев Р.Б. Малая распределенная энергетика России: совместная выработка тепло- и электроэнергии // Вестник науки Сибири. – 2013. – № 4. – C. 13-18.
3. Табакаев Р.Б., Заворин А.С., Казаков А.В., Черемисин И.Г. Теплотехнология переработки низкосортного топлива в высококалорийные топливные брикеты // Энергосбережение и водоподготовка. – 2014. – № 6. – C. 29–33.
4. Хаустов С.А., Заворин А.С. Современные тенденции проектирования жаротрубных котлов [Электронный ресурс] // Вестник науки Сибири. – 2014 – №. 2 (12). – C. 21-28. – Режим доступа: http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/988.
5. Хаустов С.А., Хаустов П.А., Максимова Е.И. Компьютерное моделирование гидродинамики жаротрубного котла с использованием конечно-элементного анализа [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. – 2014. - №. 6. – C. 1-6. – Режим доступа: http://www.science-education.ru/pdf/2014/6/1519.pdf.
6. Хаустов С.А., Заворин А.С. Численное исследование аэродинамики жаротрубной топки с реверсивным факелом // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 323. – №. 4. – C. 5-9.
7. Хаустов С.А., Заворин А.С. Численное исследование аэродинамики топочной среды в жаротрубном котле типа «Турботерм» // Промышленная энергетика. – 2014. – №. 1. – C. 11-14.
8. Хаустов С.А., Заворин А.С. Дальнобойкость факела в жаровых трубах котлов // Промышленная энергетика. – 2014. – №. 10. – C. 16-20.
9. Khaustov S.A., Zavorin A.S., Buvakov K.V., Zakharushkin N.A. Engineering method for thermal calculation of the vortex combustion in dead-end fire-tubes // MATEC Web of Conferences. – 2014. – Vol. 19. – Article number 01020.