Многоуровневая система моделирования нестационарных и меняющихся режимов работы низкотемпературных установок

• Автор: Лавров, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 293 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТЕХНИКИ

1.1 Моделирование теплового взаимодействия потоков и стенки в

теплообменных аппаратах

1.2. Аналитические методы решения для стационарного случая

1.3 Конечно-разностный метод для расчета двухпоточных

теплообменников, исключающий возможность пересечения

расчётных профилей температур потоков хладагентов для

стационарного случая
1.4 Приближенный метод разложения по базисным функциям по
пространственной координате температуры потока хладагента
для нестационарного случая
1.5 Использование критериальных зависимостей для определения
коэффициентов теплоотдачи
Выводы по первой главе
Глава 2. РАСЧЕТНАЯ СИСТЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО ВЕДЕНИЯ МЕНЯЮЩИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ КРИОГЕНЫХ УСТАНОВОК
2.1 Моделирование нестационарных и меняющихся режимов работы
низкотемпературных установок
2.2 Постановка задачи и расчётные ступени
2.3 Описание экспериментальной установки
2.4 Использование при расчётах экспериментальных данных
2.5 Описание измерений и расчёт погрешностей

2.6 Апробация расчётных методов для установки
2.7 Модель с косвенным учетом теплообмена
2.8 Модель с сосредоточенными параметрами
2.9 Модели с распределенными параметрами
2.10 Поверочный расчёт и рациональное проведение переходных
режимов работы
2.11 Рекомендации по конструктивным изменениям, приводящим к
улучшению проведения рабочих процессов
Выводы по второй главе
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕЛ С КАНАЛАМИ ВНУТРИ НИХ
3.1 Основные способы охлаждения объектов
3.2 Оценки времени охлаждения объектов
3.3 Математическая модель теплообмена цилиндрического объекта,
имеющего осевые каналы
3.4 Рациональное ведение процесса охлаждения пакета
использованных автопокрышек
3.5 Использование изменения направления движения потока для
уменьшения разности температур в охлаждаемом теле
Выводы по третьей главе
Глава 4. СОПРЯЖЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА ПРИ
ЗАМОРАЖИВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
4.1 Особенности моделирования процессов охлаждения и
замораживания

4.2. Расчётное и экспериментальное исследование замораживания
неоднородного пищевого продукта в скороморозильном аппарате
4.3 Моделирование процессов массообмена при охлаждении
4.4 Экспериментальное исследование процессов испарения влаги при
охлаждении и замораживании
Выводы по четвёртой главе
Глава 5. ТЕПЛОМАССООБМЕН ПРИ ДВИЖЕНИИ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЕЙ ЧЕРЕЗ СЛОЙ ЖИДКОСТИ
5.1 Особенности тепломассообменных процессов при барботаже
5.2 Изотермический массообмен при всплытии единичного газового
пузыря через слой жидкости
5.3 Моделирование изотермической барботажной колонны без
перемешивания
5.4 Моделирование барботажной колонны с перемешиванием
5.5 Моделирование процессов очистки жидкости от растворённого в
ней газа при барботаже
Выводы по пятой главе
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Т(т,х) = ■
Т(т,х)

Т(т,х) = Т(т,0) + х[Г(г,1)-Г(т,0)] . (1.30)
Ступенчатое сосредоточение характеризуется постоянством температуры по всей длине координатного отрезка за исключением одного из его концов. Ступенчатое сосредоточение с определяющей температурой на выходе описывается следующим выражением
Т{т, 0),х = 0 [Г(г,1),хе(0,1] •
а ступенчатое сосредоточение с определяющей температурой на входе
|Г(г,0),хе[0Д)
[Пт,),х = •
При использовании метода сосредоточения параметров по координате все уравнения систем (1.11) и (1.24) с постоянными коэффициентами интегрируются по координате от 0 до 1. В результате получаются системы линейных дифференциальных уравнений в полных производных относительно времени.
Для нестационарных режимов работы однопоточного теплообменника система уравнений (1.24) и начальные условия (1.25) после интегрирования примут следующий вид:
^+а[т(Т, 1) - Г(г,0)] = ЫТШ - Т) + с(Г - Т) ат
(Я ~ ~ > (131>
^ = (Т~Тст)

Т|м=Г»=}г0(*),Й> Те„|,=0=Г1=|71(х)Л. 032)

При использовании линейного сосредоточения из выражения (1.30) и граничного условия (1.31) через среднеинтегральную температуру потока
хладагента Т(т) выражаются значения температуры этого потока на концах теплообменника: