Разработка методов и алгоритмов расчета электротехнологических процессов в установках сублимационной сушки

• Автор: Ильин, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ,

СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ТЕПЛО И МАССОПЕРЕНОСА В ПРОЦЕССЕ СУБЛИМАЦИОЕНОЙ СУШКИ С КОМБИНИРОВАННЫМ ЭПЕРГОПОДВОДОМ

1.1 Обзор методик и методов расчта процессов теплопередачи

1.2 Обзор методик и методов расчта процессов массопереноса

1.3 Обзор пакетов программ для решения задач теплопередачи и массопереноса.

1.4 Выводы по главе и задачи.

ГЛАВА 2 АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА РАСЧТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИX ПРОЦЕССОВ В УСТАНОВКАХ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ

2.1 Описание логической структуры

2.2 Критериальные уравнения конвективной диффузии
2.3 Методика определения коэффициента диффузии.
2.4 Упрощение сложных форм при расчте.
2.5 Разработка программного комплекса
2.5. Вы воды по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1 Экспериментальные исследования процесса сублимационной сушки продуктов пищевого назначения на вакуумных установках с комбинированным энергоподводом.
3.1.1 Методы и аппаратура для экспериментального исследования процессов испарительного замораживания и сублимационной сушки термолабильных пищевых продуктов.
3.1.2 Экспериментальная вакуумраспылительная установка
3.1.3 Экспериментальная вакуумная сушилка с конвективнозвукодиэлектрическим энерго подводом.
3.1.4 Математическая модель процесса СВЧ нагрева криогранулянта
сока черной смородины.
3.1.5 Математическая модель процесса массопереноса в поле УЗИ криогранулянта сока черной смородины
3.2 Экспериментальные исследования процесса сублимационной сушки продуктов на установках с комбинированным энергоподводом безвакуумным способом.
3.2.1 Экспериментальная вакуумная сушилка с конвективнозвукодиэлектрическим энергоподводом
3.3 Выводы но главе.
ГЛАВА 4. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА И ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА.
4.1 Постановка задачи и цель разработки.
4.2 Расчет затрат на разработку и цены программного комплекса.
4.3 Расчет капитальных вложений.
4.4 Расчет и сопоставление эксплуатационных расходов
4.5 Сводные экономические показатели по разработке программы.
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, коммерческие пакеты программ, решающие численными методами, не способны, проводить расчёты для изменения влагосодержания или концентрации некоторого вещества в материале. Таким образом, метод конечных элементов, используемый в большинстве пакетов программ, не позволяет решать задачи объёмного нагрева с внутренним источником тепла и задачи массопереноса. Анализ интернет-форумов показал, что задачи с инфракрасным излучением не являются тривиальными для решения в. Приходится использовать искусственные приёмы, чтобы учесть влияние теплового излучения от стенок установки. В.В. Дильман и А. Д. Полянин, то, что публикуемые численные компьютерные результаты такого рода во многом остаются лишь на совести авторов, гак как рецензентам или пользователям проверить их практически невозможно. В то же время профессиональное и взаимодополняющее физическое и математическое моделирование («сопряженное моделирование» - по названию С. Г. Дьяконова) - это единственный путь содержательного изучения явлений и процессов. При усложнении исследуемых задач до уровня, недоступного прямому физическому эксперименту, должны использоваться косвенные данные и* математические методы. Если задачи оказываются недоступными точным или приближенным аналитическим методам, то естественным основным аппаратом исследования таких задач становятся численные методы. При этом моделирование как физическое, так и математическое, является само по себе основным инструментом познания как такового. Таким образом, подводя итог вышесказанному, ещё раз напомним, что перспективными направлениями интенсификации процессов тепло- и массопереноса являются электротехнологии. В связи с этим, при разработке процессов с использованием электрических и ультразвуковых полей, появляется потребность в выполнении теплотехнических расчётов процессов с использованием соответствующих устройств. При этом, в расчётах для сельского- хозяйства и пищевой промышленности в качестве нагреваемых (охлаждаемых) объектов чаще всего используются- тела классических форм: пластина, цилиндр, шар или тела, образованные их пересечением. Соответственно, использование современных программ для простейших инженерных расчётов является проблематичным, поскольку они дороги в цене, невозможно решать задачи нагрева с СВЧ-излучением или другими внутренними источниками тепла, а также задачи связанные с массопереносом. Следовательно, возникает необходимость в разработке методики расчётов процессов теплопередачи и массопереноса в установках сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом. Актуальность отмеченного с недостаточной теоретической и практической изученностью предопределила выбор темы диссертационного исследования. Цель исследований. Создание инженерной методики расчёта процессов тепло- и массопереноса в установках сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом, включающей разработку математических моделей, алгоритмов и программ расчета: кинетических характеристик, процессов теплопередачи и массопереноса в поле ультразвука (УЗИ) под действием конвективного теплообмена, инфракрасного (ИК) и СВЧ излучения. Область исследования. Обоснование, исследование и разработка средств и методов повышения надежности и экономичности работы электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. Объект исследований. Процессы теплопередачи и массопереноса в установках сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом. Предмет исследований. Корреляционные зависимости, характеризующие влияние электротехнологий таких, как ИК-излучение, СВЧ-излучение и УЗИ, на процессы тепло- и массопереноса в установках сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом. Теоретической и методической основой диссертационного исследования послужили труды ведущих ученых и специалистов отрасли но исследуемой проблеме. В процессе решения отдельных задач применялись аналитический, численный и графический методы. Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература, публикации зарубежных и отечественных изданий, интернет сайты. Научная новизна.