Разработка методики построения нестационарной энтропийной модели элемента промышленной теплоэнергетической системы

• Автор: Титов, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ. ГЛАВА 1. Иерархическое представление. Методы исследования и алгоритм решения задачи. Законы состояния системы и взаимности. Теоретические модели неравновесной термодинамики, построенные через потоки и силы. ОСНОВЫ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ. Понятие пограничного слоя. Существующие гипотезы об эффективных свойствах переноса турбулентной жидкости или г аза. ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ. Выводы. Постановка задачи исследований. ГЛАВА 2. Проблемы, связанные с построением уравнений турбулентного пограничного слоя. Уточннная модель вязкого подслоя. Уравнения пограничного слоя. Уравнения ламинарного пограничного слоя Л. Особенности построения силовых и потоковых представлений при турбулентном теплообмене. Тройная аналогия. Распределение температуры в вязком подслое. Плотности гидравлических сил. Касательные напряжения. Потоки и производство энтропии. К определению энтропии гидротермической системы. Структура открытой системы для получения функции состояния

представленная в виде щелевых каналов разнообразной формы и конфигурации.

Процессы тепломассопереноса как в твердом теле, так и в движущиеся около него теплоносителя описываются через понятия неравновесной термодинамики силы, потоки и свойства. Полученные результаты указывают на возможность применения законов равновесной термодинамики к исследованию сложных неравновесных систем с целыо определения наиболее энергоэффективных режимов работы тепловых установок, улучшения и контроля их технологических и энергосберегающих характеристик. Достоверность. Полученные в диссертационной работе научные выводы и данные подтверждаются путем сопоставления их с численными и натурными экспериментами других авторов. Методы исследовании методы неравновесной термодинамики и системного анализа с применением численного компьютерного эксперимента. Результаты численного эксперимента и теоретических исследований нестационарных процессов тепломассопереноса в термогидравлических системах щелевых каналов теплообменных устройств. Методика моделирования, обоснование ее применения в энтропийной постановке к процессам нестационарного тепломассопереноса в теплообменной системе элемента канала охлаждения в лопатке теплового двигателя. Нестационарная энтропийная модель сопряженной термодинамической системы металл движущиеся теплоносители. Апробация работы. Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения Тезисы докладов Всероссийской конференции. Вузовская наука региону. IV Международной научнотехнической конференции, посвященной 0летию академика И. П.Бардина Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства, Череповец, г. Вузовская наука региону, Вологда, г. Международной научнотехнической конференции Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства, посвящнной летию ОЛО Северсталь. Автоматизация машиностроительного производства, технология и наджность машин, проборов и оборудования. Пятой всероссийской научнотехнической конференции Вузовская наука региону, Вологда, г. Шестой всероссийской научнотехнической конференции Вузовская наука региону, Вологда, г. Вузовская наука региону, Вологда, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ, из них 1 одна в рецензируемом журнале Перечня ВАК. Структура и объем работы. Диссертация включает 6 страниц машинописного текста, библжмрафический список из наименований, 4 приложения, состоит из введения, 5 глав, содержит рисунков, 4 таблицы. В настоящее время организованные человеком промышленные энергетические технические системы работают на предельных технологических режимах по использованию первичной энергии для совершения необходимой работы и существования технологического процесса. Поэтому с целью контроля расходования энергии нужен обобщенный интегральный энергетический показатель, который учитывает все формы ее преобразований. Тогда по эффективности использования первичных и вторичных источников энергии можно говорить об эффективности развития или деградации рассматриваемой системы. Множество существующих на рынке преобразователей энергии работают на первичных и вторичных энергоресурсах. При использовании вторичных энергоресурсов доля той или иной формы энергии может меняться. Например, в вихревых теплогенераторах механическая составляющая, полученная из электрической формы энергии практически вся переходит в теплоту. Мощность преобразователей энергии тепловых двигателей ограничена температурными и механическими силовыми воздействиями рабочего тела на теплообменные поверхности. Поэтому все насущнее становятся вопросы разработки новых более экономных методов описания объекта исследования работающего на предельных нагрузках. Поскольку энергия это субстанция, дающая жизнь техническому устройству, а энтропия есть обобщенная функция состояния, учитывающая все формы взаимопревращения энергии в данной конструкции, то из условий минимума отклонения энтропии можно формировать режимы работы энергетической системы. Большинство промышленных энергетических аппаратов представляют собой рекуперативные теплообменники с передачей теплоты через поверхности нагрева, сформированные под той или иной теплоноситель.