Моделирование тепломассопереноса в системах пористо-сублимационного термостатирования энергоустановок

• Автор: Кубряков, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 136 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОРИСТОСУБЛИМАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
1.1. Моделирование процессов тепло- и массообмена в пористых средах при наличии фазовых переходов
1.2. Механизм и характер сублимации хладагентов в вакууме
1.3. Тепломассообмен в пористых средах
1.4. Пористо-сублимационные аккумуляторы холода
1.5. Выводы и задачи исследования
2. СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ПОРИСТО-СУБЛИМАЦИОННОГО
ОХЛАЖДЕНИЯ
2.1. Анализ схем термостатирования
2.2. Кинетика и механизм моделируемых процессов
2.3. Физическая постановка задачи
2.4. Метод математического моделирования
2.5. Моделирование функционирования пористосублимационного теплообменника
2.5.1. Постановка одномерной задачи
2.5.2. Моделирование процессов теплообмена в пористосублимационном теплообменнике

2.5.3. Моделирование процесса массопереноса в пористосублимационном теплообменнике
2.5.4. Модель функционирования пористо-сублимационного теплообменника с непрерывной подачей жидкого хладагента
2.5.5. Разностная модель процессов тепломассообмена в
пористо-сублимационном теплообменнике
2.6. Анализ одномерной модели
3. АНАЛИЗ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОРИСТО-СУБЛИМАЦИОННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
3.1. Двумерная математическая модель процессов тепло и массопереноса в пористосублимационном теплообменнике
3.1.1. Построение математической модели тепловых процессов. Двумерный случай
3.1.2. Моделирование процесса проницаемости хладагента при линейном распределении концентрации в области вакуума
3.1.3. Математическая модель процессов тепломассопереноса в пористо-сублимацнонном теплообменнике с подачей
жидкого хладагента
3.2. Разностная аппроксимация задачи о тепловом режиме в пористо-сублимационном
теплообменнике
3.2.1. Разностная аппроксимация с использованием явной
схемы метода конечных разностей

3.2.2. Алгоритм решения разностной системы
тепломассопереноса
3.2.3. Разностная аппроксимация с использованием схемы расщепления
3.3. Вычислительный эксперимент
3.3.1. Формулировка критерия устойчивости работы системы пористо-сублимационного охлаждения
3.3.2. Оценка адекватности расчетной модели реальным процессам
3.3.3. Расчет эффективности применения различных хладагентов
ВЫВОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

фективность применения для этих целей систем пористо-сублимационного охлаждения. В настоящий момент созданы и успешно эксплуатируются пористо-сублимационные аккумуляторы холода, существуют специальные методики позволяющие оптимизировать их параметры. Однако область применения этих систем ограничена. Работая с высокой стабильностью теплообменных характеристик для отвода малых тепловых потоков, имеющиеся пористо-сублимационные аккумуляторы холода не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к системам охлаждения для работы в условиях высокой тепловой нагрузки в течение длительного времени.
Предлагаемая группой ученых под руководством профессора В.В. Фалеева схема пористо-сублимационной системы охлаждения с непрерывной подачей жидкого хладагента является одним из вариантов решения проблемы термостатирования устройств с большим тепловыделением. Экспериментальное исследование такой системы охлаждения подтвердило ее эффективность. На данный момент актуальной является проблема разработки расчетных методик для оптимизации параметров предлагаемой системы.
На современном этапе развития науки наиболее перспективным методом исследования становится вычислительный (компьютерный) эксперимент. Эффективность его заключается в малых затратах при достаточно полном объеме получаемой информации об исследуемом объекте.
Проблема создания адекватных моделей для анализа процессов тепло-и массопереноса в пористо-сублимационных теплообменных устройствах с непрерывной подачей жидкого хладагента является актуальной. В связи с чем, целью нашей работы является разработка математической модели теп-ломассопереноса в пористо-сублимационных теплообменниках с непрерывной подачей хладагента для описания их функционирования и прогнозирования работы. Для достижения указанной цели поставлены задачи:
1. Синтез математической модели процесса тепломассопереноса в пористо-сублимационных системах охлаждения с непрерывной подачей хладагента.