Математическое моделирование теплофизических процессов на неизотермических поверхностях и их оптимизация

• Автор: Юсуфов, Борис Сафалдинович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение

Глава 1. Постановка задачи исследовании и сущность научной задачи

1.1 Вводная часть

1.2 Постановка задачи исследований

1.3 Анализ существующих методик расчета неизотермических ребер

Глава 2. Математические модели и алгоритмы расчета

2.1 Расчет продольного ребра постоянного сечения при неоднородном коэффициенте теплоотдачи
2.2 Методика расчета продольного ребра произвольного поперечного сечения при переменном коэффициенте теплоотдачи

2.3 Расчет оптимальных шипов и анализ результатов

Глава 3. Постановка оптимизационной задачи
3.1 Постановка задачи оптимизации продольного ребра
3.2 Выбор математического аппарата и естественные граничные условия
3.3 Численный анализ
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1 Технологические проблемы построения эффективных ЭВГ
4.2 Система обеспечения теплового режима ЭВГ
4.3 Результаты экспериментального исследования ЭВГ
Заключение
Литература


Например, расчетным путем показано, что в условиях реализации на поверхности круглого ребра всех режимов теплопереноса, оптимальное по форме ребро должно быть высотой не более 1. Анализ результатов исследований показывает, что при конструировании круглого ребра желательно свести к минимуму зоны, занятые мало интенсивными механизмами теплопереноса при свободной конвекции и пленочном кипении, с тем, чтобы на область пузырькового и переходного кипения приходилась максимальная доля теплоотдающей поверхности. Зона, занятая пленочным кипением сводиться- к минимуму применением ребра с относительно малым поперечным сечением в основании. Тем самым перепад температур в ребре, необходимый для передачи теплоты по ребру через его основание - зону пленочного кипения срабатывается на относительно небольшом участке. В области переходного режима кипения, где начинается рост коэффициента теплоотдачи, диаметр ребра резко увеличивается. Рост диаметра снижает градиент температур в ребре на данном участке, тем самым высокоэффективные области пузырькового и переходного режимов кипения распространяются на поверхность теплоотдачи сравнительно большой площади. Работы проводились в рамках НИОКР по гранту от фонда «СТАРТ » № госкон гракта р/, отчет зарегистрирован в ЦИТиС. Апробация работы. Результаты работы докладывались на научной сессии института проблем геотермии ДГ1Ц РАН, г. МЭИ, г. Известия вузов, Приборостроение. Институт проблем геотермии ДНЦ РАН,г. Образование через науку», посвященного 5-летию Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана в II томах. М., «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», включены в сборник трудов Международной конференции: Опто - и, наноэлсктроника, нанотехнологии и микросистемы. Ульяновск г. Публикации. Всего по материалам диссертации опубликовано работ и в соавторстве с научным руководителем опубликовано 3 учебных пособия (допущенных советом У МО министерства образования РФ). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем диссертации составляет 0 страниц, включая рисунок и 6 таблиц. Список литературных источников составляет наименований. В предлагаемой диссертационной работе при разработке математической модели единичного ребра, для описания процессов на неизотермической поверхности используется теория процессов тепломассобмена, изложенная в работе [И] и разработанная автором на ее базе программа расчета кривой кипения выбранного теплоносителя (приложение 3). В приложениях 1-3 приведены разработанные комплексы расчетных программ. В приложении 4 -акты внедрения. ГЛАВА 1. Вопросы интенсификации теплообмена актуальны для всевозрастающего числа технических дисциплин, в которых приходиться иметь дело с различными формами передачи энергии. Эти отрасли техники выдвигают высокие требования к эффективным теплообменным устройствам, касающиеся сокращения их массы, объема, снижение стоимости или оптимизации формы. Теплообмен развитых поверхностей [,] представляет собой раздел теплопередачи, изучающий высокоэффективные теплообменные устройства и их работу в различных условиях. Рис. Некоторые характерные примеры развитых поверхностей. Для передачи тепла от источника к стоку в теплообменных устройствах различного типа широко применят такие простые формы тела, как цилиндры, стержни, пластины []. Рассеивающие или поглощающие тепло поверхности этих тел называют первичными. Если первичная поверхность развивается посредством выступов, например металлических полос или шипов на трубах (рис. Иногда развитой поверхностью называют первичную гладкую поверхность вместе с выступами. Выступы, применяемые для развития первичных поверхностей, называются ребрами. Если ребра имеют коническую или цилиндрическую форму они называются соответственно шипами или штифтами. Рис. В последние годы авиационно-космическая промышленность энергомашиностроение, кондиционирование, криогенная техника предъявляют два основных требования к элементам систем теплообмена -компактность и малые гидравлические сопротивления.