Кинетика процессов и моделирование парогенератора адсорбционного типа для систем регенерации воздуха автономных обитаемых объектов

• Автор: Потапочкин, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК АББРЕВИАТУР И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Системы для удаления СОг при помощи регенерируемых поглотителей
1.2 Методы расчета процессов сорбции и десорбции
1.3 Методы определения коэффициентов массопроводности
1.4 Методы определения теплопроводности
капиллярно-пористых тел
1.5 Постановка задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ
2.1. Математическое описание процессов в парогенераторе
2.2 Определение коэффициентов модели
2.2.1 Расчет коэффициента термодиффузии на основе обобщения опытных данных
2.2.3 Расчет коэффициента массопроводности при адсорбции
на капиллярно-пористых телах
2.2.4 Исследование теплоемкости поглощающих
влагу материалов
2.2.5 Определение теплопроводности
2.2.6 Исследование динамической вязкости теплоносителей
2.3 Гидравлический расчет парогенератора
2.4. Расчет процессов охлаждения - нагревания пластин парогенератора
2.5 Выводы

3. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ
3.1. Алгебраические аналоги дифференциальных уравнений модели
3.2. Численное моделирование процесса адсорбции влаги
3.2.1. Проверка адекватности математической модели
3.2.2. Численный анализ процесса адсорбции
3.3. Особенности моделирования процесса парогенерации
3.4. Численное исследование процесса парогенерации
3.5 Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список обозначений
р - плотность, (кг/м3);
р* - коэффициент сопротивления пористой среды капиллярному мас-сопереносу;
р - динамическая вязкость, (Н с/м2); у - удельный объем, (м3/кг); г - степень черноты;
X - теплопроводность, (Вт/(м К));
V - кинематическая вязкость, (м2/с);
9 - угол смачивания, (рад); т - время, (с);
0 - скорость, (м/с);
£ - коэффициент гидравлического сопротивления;
Ф - относительная влажность воздуха, (%); с - теплоемкость материала, (Дж/(кг К)); с! - диаметр, (м);
§ - ускорение свободного падения, (м/с2)
Ь - итерационный шаг по толщине пластины, (м) к - коэффициент массопроводности, (м2/с);
Ь - определяющий размер, (м); т - масса, (кг); р - давление, (Па);
Я - удельный тепловой поток, (Вт/(м2 с));
Ям - удельный массовый поток, (кг/(м2 с)); г - радиус капилляра, (м);
Я - универсальная газовая постоянная, (8,314 кДж/(кмоль К));
1 - температура, (°С);
Т - температура, (К);

виях системы с большим диаметром частиц имеют большую теплопроводность, так как «число экранов» при этом меньше.
Для расчета эффективной теплопроводности в отечественной литературе широко распространена формула В. 3. Богомолова [53]:
где А - действительная теплопроводность материала; П=—п— - порис-
Упор, V - объем пор и материала соответственно. Она выведена для плотной гексагональной укладки частиц с пористостью, равной или близкой 26%, и не учитывает теплопроводности материала частиц. Кроме того, как показано в [48], содержащийся в ней численный коэффициент ошибочно завышен в 2 раза. Однако в приведенном выше виде она лучше согласуется с экспериментальными данными.
Одно из первых направлений применения принципа обобщенной проводимости указал Максвелл [48]. Полученное Максвеллом соотношение
применимо в тех случаях, когда пористость системы достаточно велика, так как Максвелл принимал, что расстояние между частицами велико по сравнению с размерами частиц.
В последнее время наблюдается тенденция к более детальному анализу всех механизмов переноса теплоты в капиллярно-пористых и дисперсных системах, к получению расчетных соотношений, в которых наряду с теплопроводностью материала частиц и газа учитывалась бы контактная и радиационная теплопроводность, а также зависимость теплопроводности газа от давления.

тость:
(1.21)