Математические модели и алгоритмы расчета предельных возможностей стационарных тепломеханических систем

• Автор: Ахременков, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Переславль-Залесский
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор математических моделей тепломеханических систем и задач их оптимизации

1.1 Основные переменные, характеризующие процессы в тепломеханических системах

1.2 Термодинамические балансы тепломеханических систем

1.3 Связь эффективности систем с производством энтропии

1.4 Последовательность решения задач оптимизационной термодинамики

1.5 Задачи работы

ГЛАВА 2. Оптимальное прямое и обратное преобразование тепловой энергии в работу в стационарной термомехаи и ческой системе

2.1 Система теплообмена без преобразователя

2.1.1 Математическое описание

2.1.2 Алгоритм расчета стационарного состояния открытой термодинамической системы
2.2 Система теплообмена с преобразователем.
2.2.1 Постановка задачи и условия оптимальности
2.2.2 Ньютоновские законы теплообмена
2.2.3 Система, состоящая из резервуаров и преобразователя
2.2.4 Максимальная мощность преобразователя и оптимальные температуры подсистем.
2.2.5 Алгоритм расчет максимальной мощности, извлекаемой тепломеханическим преобразователем
2.3 Реализуемые поля температур и их разбиение
ГЛАВА 3. Системы оптимального термостатирования
3.1 Введение
3.1.1 Принятые допущения.
3.2 Обогрев здания при помощи теплового насоса.
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Оптимальное решение и минимальная мощность в задаче термостатирования
3.2.3 Помещения со свободной температурой
3.2.4 Последовательность расчета.
3.2.5 Система с индивидуальным отоплениемСО
3.3 Водяное отопление
3.3.1 Условия оптимальности
3.3.2 Помещения со свободной температурой
3.3.3 Последовательность расчета.
3.4 Обогрев здания при помощи конвективных потоков воздуха
3.4.1 Условия оптимальности
3.4.2 Помещения со свободной температурой
3.4.3 Последовательность расчета.
ГЛАВА 4. Предельные возможности и оптимальная организация теплообменных систем
4.1 Введение .
4.2 Двухпоточный теплообмен
4.3 Предельные возможности двухпоточного теплообмена в зависимости от гидродинамики потоков
4.3.1 Схема вытеснение вытеснение противоток
4.3.2 Схемы вытеснение смешение и смешение вытеснение . .
4.3.3 Схема смешение смешение.
4.3.4 Сравнение эффективности теплообменных аппаратов
4.4 Многопоточный теплообмен
4.4.1 Постановка задачи
4.4.2 Получение расчетных соотношений
4.4.3 Учет дискретности температур греющих потоков.
4.5 Пример оценки термодинамического совершенства теплообменной системы.
4.5.1 Последовательность расчета.
ЛИТЕРАТУРА


На основании результатов работы создан комплекс программ "Энергосбережение в промышленности и строительстве", на основе которого могут быть рассчитаны системы отопления и кондиционирования зданий, оптимальная активная изоляция криогенных систем при произвольных условиях на конфигурацию камер, предельные возможности и потенциал совершенства систем многопоточного теплообмена. International Conference Describing Complex Systems , National Park Brijuni Islands Croatia, - June, . Всероссийская конференция „Иифокоммуникационные и вычислительные технологии и системы“, ИКВТС’, 1-3 июля г. Международная конференция „Программные системы: теория и приложения“ (PSTA-), - октября г. Персславль-Залесский. XX Международная конференция “Математические методы в технике и технологиях“, (ММТТ-), - мая г. Ярославль. Ахременков А. А., Цирлин А. А. Управляемые температурные поля и задача термостатирования. Сборник трудов конференции Инфокомму-никациоиные и вычислительные технологии и системы. Улан-Удэ . А. М. Tsirlin, V. Kazakov, A. A. Ahrerrtenkov, N. A. Alimova Thermodynamic constraints on temperature distribution in a stationary system with heat engine or refrigerator // Jorn. Physics D: APPLIED PHYSICS (), p. Ахременков А. А., Андреев Д. А. Сравнительный анализ и оптимизация систем термостатирования зданий // Сборник конференции Программные системы : теория и приложения (PSTA-) Переелавль-, стр. Ахременков А. А. Предельные возможное™ управляемых полей температур // Информационные технологии моделирования и управления, , № 9(). С. -. Ахременков А. А. Оценка термодинамического совершенства теплообменных систем // Труды XX Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях", том 2, 9-1. Ахременков А. А., Цирлин А. ММинимальная необратимость, оптимальное распределение поверхности и тепловой нагрузки теплообменных систем // ТОХТ, г. Tsirlin A. M., Kazakov V. A., Alimova N. A., Ahremenkov A. A. Thermodynamic model of capital extraction in economic systems. Journal Interdisciplinary Description of Complex Systems. В первой главе дан обзор моделей, применяющихся в термодинамики конечного времени и принятых при этом допущений. Вторая глава посвящена задаче оптимального прямого и обратного преобразования тепловой энергии в работу в стационарной дискретной термомеханической системе произвольной конфигурации. В третей главе рассматривается задача оптимизации термостатирова-ния зданий с различными типами отопления. В четвертой главе рассматривается задача оптимальной организации многопоточных теплообмеииых систем. В заключении перечислены основные результаты работы. В приложении приведены прогаммы, основанные на разработанных алгоритмах, и примеры их использования. Объем диссертации составил 4 стр. В работе рисунка, 2 таблицы, список литературы содержит наименований. Сложная термодинамическая система может быть разбита на равновесные подсистемы, каждую из которых выделяют контрольной поверхностью ([], []). Для описания термодинамических систем используют физические величины, характеризующие макроскопическое состояние отдельных подсистем и системы в целом []. Подсистемы могут взаимодействовать, т. Взаимодействия могут быть различного рода — теплообмен (обмен тепловой энергией), массообмсн (обмен веществом), механическое взаимодействие (совершение работы), деформационное (изменение объема подсистемы) и т. Каждому виду процесса соответствует пара величин: координата и потенциал. Координата и потенциал взаимодействия. Координатой называют величину, изменение которой свидетельствует о наличии взаимодействия данного рода []. Если эта величина не изменяется, то взаимодействия данного рода нет. Например, координатой деформационного взаимодействия является объем; если объем не изменяется, то деформационное взаимодействие отсутствует. Координатой массообмеиного взаимодействия является масса. Если масса ни одного из компонентов не изменяется, то массообмсн отсутствует. Потенциалом взаимодействия называется величина, отличие в значениях которой для двух контактирующих подсистем является причиной взаимодействия между ними.