Приближенные методы теплового расчета активных элементов электрофизических установок

• Автор: Логинов, Владимир Степанович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 320 с. : ил.

1 .Обзор литературы по устройству, нагреву и охлаждению активных элементов электрофизических установок

1.1. Ускорители прямого действия

1.2. Генераторы мощных наносекундных электронных пучков

1.3. СВЧ - Энергетика

1.4. Индукционные ускорители заряженных частиц - бетатроны

1.5. Электрические машины

1 1.5.1. Методы теплового расчета ЭМ

1.5.2. Расчет температурных полей в активных частях ЭМ

1.5.3. Материалы ЭМ

1.5.4. Потери энергии в ЭМ

1.5.5. Системы охлаждения ЭМ

1.5.6. Применение низких температур
1.5.7. Экономическое обоснование применения чистых металлов
1.6. Методы решения задач тепло- и массообмена
* 1.6.1. Операционный метод Лапласа
1.6.2. Асимптотические методы решения дифференциальных уравнений
1.6.3. Аналитические методы теории нестационарного переноса
Выводы по главе
Глава 2. Одномерные задачи стационарной и нестационарной теплопроводности с внутренними источниками теплоты
2.1. Температурное поле гетерогенного твэла
2.2. Примеры расчетов
* Вывод
2.3. Температурное поле в составной стенке из произвольного числа
твэлов и неактивных элементов
2.4. Анализ решений
2 .5. Оценка допустимых по нагреву электрических потерь
в электромагните бетатрона

* Анализ решения
2.6. Приближенные методы расчета нестационарной теплопроводности неограниченной пластины при малых (Ио< 0.001) и болыцих числах Фурье (Бо >0.5)
2.7. Теплообмен в пластине при действии внутренних источников
тепла при малых числах Фурье (То< 0.001)
Выводы по главе
Глава 3. Двумерные задачи стационарной теплопроводности с

внутренними источниками теплоты
3.1. Температурное поле активного элемента электротехнического
устройства
Пример 3
3.2. Приближенный метод расчета температурных режимов
магнитопроводов трансформаторов и бетатронов
Пример 3
Выводы
3.3. Приближенный расчет температурного поля в активном элементе
прямоугольного сечения электрического аппарата
О погрешности расчета по зависимостям (3.46)
Пример 3
3.4. К расчету температурного поля в активном элементе
прямоугольного сечения электрического аппарата
Пример 3
3.5. Оценка координат максимальной температуры в активном элементе
прямоугольного сечения
Пример 3
Выводы по главе 3
Глава 4. Тепловые потери от активных элементов при стационарном
тепловом режиме
4.1. Приближенный расчет интенсивности теплообмена на поверхности

магнитопроводов трансформаторов и бетатронов
Пример 4
Пример 4
4.2. Расчет тепловых потерь от поверхностей активных частей
прямоугольного сечения электрических аппаратов
Пример 4
4.3. О законе связи между избыточными температурами в активном
элементе
Обсуждение результатов
4.4.0 магнитном поле в рабочей части зазора магнитов электрофизических установок
4.5. Восстановление распределения потока нейтронов
в активной зоне реактора
4.6.0 законе связи между избыточными температурами в полом активном
цилиндрическом элементе
Теорема
Доказательство
Обсуждение результатов
4.7. Тепловой расчет цилиндрического активного элемента
электромагнита
Пример 4.7
4.8.Расчет максимальной температуры магнитопроводов
трансформаторов и бетатронов
Выводы по главе
Глава 5.Аналитические методы расчета нестационарных температурных полейвтвэлах
5.1. Нестационарная теплопроводность термически “тонких”
твэлов
Пример 5
5.2. Температурные режимы проводов при произвольном числе
Точные аналитические решения задачи “ даже громоздкого типа” позволяют “проследить влияние любого параметра на кинетику процесса” Разностные схемы приближённого вычисления решения задачи [266] используют при построении исходной математической модели процесса практически без сильных упрощений, которые часто приходиться делать для получения точного аналитического решения.
В последние годы интенсивно используется в практических приложениях качественная теория дифференциальных уравнений в частных производных. Она дает возможность, не решая само дифференциальное уравнение, получать сведения о тех или иных свойствах решения [267,268] (в том числе и для краевых задач в нецилиндрических областях [269-272]).
Иногда, у некоторых исследователей зачастую возникает недоумение о целесообразности в получении аналитического решения, если можно воспользоваться уже разработанными численными программами для персональных компьютеров. Правильно отмечается в [265]: “Уверенность в том, что решение вычислено правильно достигается применением той же вычислительной схемы для расчёта тех модельных задач, точные аналитические решения которых заранее известны”.
1.6.3. Аналитические методы теории нестационарного переноса позволяют получать решения большого числа краевых задач. Результаты таких решений дают возможность наглядного и удобного анализа явлений, отражающие влияние всех факторов, оценить их значимость и выделить главные из них. Наличие аналитических решений определённого класса краевых задач представляет интерес и для построения новых разностных схем приближенного вычисления достаточно сложных задач, которые плохо поддаются исследованию другими методами.
При решении краевых задач возникают вопросы корректности их постановки [270-273]: 1) существование решения, 2)единственность,
3) устойчивость решения. Задачи, которые не удовлетворяют трём требованиям, были названы А.Н.Тихоновым некорректными. В 1943 году он