Побудовано систему рівнянь переносу других, третіх і четвертих моментів пульсацій поступальної та кутової швидкостей і температури частинок з урахуванням псевдотурбулентних і турбулентних ефектів. Одержано вирази для третіх і четвертих моментів пульсаційних параметрів частинок і виведено формули для швидкості генерації та дисипації других моментів, пов'язаних з міжчастинковими зіткненнями, необхідні для замикання рівня переносу подвійних і потрійних кореляцій. На базі моментних рівнянь в ейлеровому наближенні побудовано сім'ю моделей руху, тепломасообміну та горіння висхідного полідисперсного потоку коксозольної суміші з урахуванням міжфазної та міжчастинкової взаємодії, обертання домішки, конвективного та радіаційного теплообміну. Знайдено оптимальну конструкцію топки з киплячим шаром, що дозволяє організувати режим горіння вугілля з мінімальним механічним недопалом. Запропоновано спосіб термоконтактного піролізу вугілля на ділянці кільцевої зони та методику його реалізації.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням розробки розрахункової бази для проектування парогенеруючих поверхонь з урахуванням орієнтації поверхні в просторі, її теплофізичних характеристик та впливу зовнішньої вібрації. В дисертації на підставі експериментальних досліджень при різній густині теплового потоку одержані кількісні залежності коефіцієнту теплообміну від кута нахилу поверхні до горизонту, коефіцієнтів теплозасвоєння її матеріалу та частоти і амплітуди зовнішньої вібрації. Запропоновано узагальнююче співвідношення, яке дозволяє вести розрахунки теплообміну з урахуванням зазначених факторів. Основні результати праці знайшли промислове впровадження при проектуванні нових типів установок для отримання плавленого каустика.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці геометричного методу обчислення кутових коефіцієнтів випромінювання (ККВ) щодо променевого енергообміну між аналітично заданими поверхнями. В методі здійснено побудову радіально-паралельних проекцій (RP-проекцій) поверхонь засобами комп'ютерної графіки. Кутові коефіцієнти випромінювання отримано для випадків енергообміну між каналовими поверхнями. Алгоритми реалізовано у вигляді PASCAL-програм. В методі враховано наявність характерного для каналових поверхонь ефекту самозатінення. Розв'язано задачу самоопромінювання гвинтової каналової поверхні для витка. Результати дисертації знайшли впровадження в наукових дослідженнях оптичних систем передачі інформації, в розробках сучасних теплообмінників, у проектуванні установок полімеризації ізоляційного покриття дротів.

  Скачати повний текст

Вивчено гідродинаміку і теплообмін потоку рідини в плоских щілинних і концентричних кільцевих мікроканалах за ламінарного режиму течії. Розглянуто ізотермічну течію рідини в мікроканалах з гідравлічно гладкими і шорсткими поверхнями на основі методів теплофізичного і натурного моделювання. Проведено натурне дослідження гідродинаміки перегрітого потоку рідини в гідравлічно гладких мікроканалах. Проаналізовано одно- та двосторонній теплообмін за вимушеного ламінарного руху рідини. Розроблено розрахункові методики і зразки нового високоефективного теплотехнічного обладнання.

  Скачати повний текст

Наведено теоретичні та практичні результати досліджень щодо комп'ютерних моделювання та ідентифікації тепломасоперенесення. Проаналізовано зв'язки між засобами вимірювань та видом рівнянь математичної моделі (алгебричних, диференціальних). Побудовано математичні моделі тепломасоперенесення у пористих середовищах з умовним фазовим переходом. Знайдено рівняння для коефіцієнтів сплайн-апроксимації поля температур. Одержано апріорні оцінки достовірності та точності рішень.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено можливість підвищення ефективності роботи контактних тепломасообмінних апаратів шляхом інтенсифікації процесів темломасообміну за рахунок збільшення швидкості руху теплоносіїв. Встановлено значення межової температури нагріву води та її залежність від початкового паровмісту. Визначено умови, що забезпечують ефективність використання поверхні робочого каналу за відсутності ділянки випаровування. Виявлено, що інтенсивність процесів тепло- та масообміну залежить від щільності зрошення, швидкості парогазової суміші, її початкового паровмісту та висоти робочого каналу. Сформульовано емпіричні залежності для розрахунку середніх коефіцієнтів тепло- та масовіддачі. Проведено гідродинамічні дослідження, на підставі яких визначено висоту початкової гідродинамічної ділянки й одержано узагальнені залежності для розрахунку коефіцієнта гідравлічного опору тертя на початковій ділянці та на ділянці гідродинамічної стабілізації потоку. На підставі експериментальних досліджень процесів гідродинаміки та тепло- й масообміну за конденсації пари з парогазової суміші за умов висхідної супутної течії з плівкою рідини розроблено методику розрахунку контактного апарату.

  Скачати повний текст

Вдосконалено математичну модель теплових процесів в областях з рухомими межами шляхом врахування наступних теплофізичних ефектів, зокрема, термічного опору на межі контакту тіл і поверхневого випаровування через некласичні граничні умови, джерел і стоків тепла за рахунок хімічних реакцій і газовиділення в утворюваних фазах. Виконано математичне моделювання затвердіння масивного злитка, теплових процесів з фазовими переходами ускладених елементах конструкцій, руйнування композиційних матеріалів, прогріву та відновлення залізорудних матеріалів, теплових процесів під час обробки покриттів лазерним випромінюванням, затвердіння злитків прямокутного перетину в процесі безперервної розливці сталі. Розглянуто, що в ході дослідження цих моделей одержали подальший розвиток методи розв'язання задач стефанівського типу, серед яких метод малого параметра, метод степеневих рядів, неявний різнецевий метод з дробовими кроками фронтів, комбінований сітковий метод з явним виділенням границь фаз. Розроблено математичну модель процесів телопровідності з урахуванням релаксації теплового потоку на основі двох диференціальних рівнянь у частинних похідних першого порядку відносно щільності теплового потоку та температури, яка може бути застосована, наприклад, для дослідження теплових процесів у разі лазерного термічного зміцнення. Розроблені математичні моделі, побудовані для них розрахункові схеми та розв'язання дозволяють одержати розрахункові дані для аналізу теплових процесів в областях з рухомими межами, що є складовими технологічних процесів у металургії, теплоенергетиці, ракетобудуванні.

  Скачати повний текст

Розроблено метод оцінки теплового потоку, що випромінюється опуклою поверхнею обертання. Створено комп'ютерну програму обчислення кутових коефіцієнтів випромінювання. Сформульовано вимоги до комп'ютерної системи визначення теплового поля навколо факела, утвореного променевим випромінюванням. Розглянуто положення методу обчисленя теплового потоку. Даний метод грунтується на радіально-паралельній проекції (РПП) поверхні, що випромінює тепло. Доведено, що РПП поверхні обертання можна описати за допомогою рівнянь. Досліджено методику обчислення поверхневих інтегралів спеціального виду. Створено комп'ютерну систему прогнозування віртуальних аварій на газопроводах.

  Скачати повний текст

На базі уявлень механіки суцільного середовища в ейлеровому наближенні побудовано комплекс математичних моделей (ММ) процесів переносу в надшаровому просторі (НП) реактора з циркулюючим киплячим шаром (ЦКШ). Висунуто гіпотезу, що основним механізмом перемішування частинок за невеликих концентрацій дисперсної фази є псевдотурбулентна енергія, обумовлена міжчастинковою взаємодією за рахунок їх осередненого руху. На її підставі з урахуванням турбулентних ефектів побудовано рівняння переносу хаотичної енергії частинок, що дає змогу істотно розширити діапазон застосування ММ у порівнянні з відомими. Одержано вирази для генерації та дисипації турбулентної енергії газу за рахунок сили опору та псевдотурбулентної енергії твердої фази для випадків моно- та полідисперсних частинок. Відзначено, що результати числових досліджень добре узгоджуються з експериментом, що підтверджує обгрунтованість висунутої гіпотези. Показано, що структура перехідної зони НП складається з висхідного потоку суміші газу та частинок в ядрі та спадного щільного потоку частинок біля стінок. Розроблено та впроваджено нові методи розрахунку процесів переносу стосовно НП реактора з ЦКШ.

  Скачати повний текст

Розроблено методику й алгоритм розрахунку термосорбційної взаємодії оберненої термохімічної системи металогідрид - водень з урахуванням кінетичного фактора, що дозволило встановити межі впливу константи швидкості реакції взаємодії металогідридів з воднем на інтенсивність процесу тепломасопереносу. Запропоновано методику, яка дозволяє шляхом розрахунково-теоретичного аналізу визначити геометричні та режимні характеристики генераторів-сорберів термосорбційних компресорів (ГС ТСК) з теплопередавальною матрицею, що забезпечує підвищення термодинамічної ефективності компримування водню. Визначено структуру втрат працездатності у процесах енергоперетворення у ГСТСК з застосуванням ексергетичного методу термодинамічного аналізу, розроблено рекомендації щодо їх зменшення.

  Скачати повний текст

Визначено новий науковий напрям, який пов'язаний зі створенням основ теорії локалізації та класу методів поліаргументних систем та орієнтований на підвищення ефективності моделювання сталих багатовимірних процесів теплопереносу. Розроблено систему базових принципів теорії локалізації, які встановлюють загальні закономірності перебігу процесів, які зумовлені явищем локалізації. Розвинуто уявлення про механізми стабілізації багатовимірних процесів і виродження їх розмірності. Запропоновано спеціальний клас методів - метод поліаргументних систем, який має високі адаптаційні властивості щодо фактора багатовимірності задач, і є у зв'язку з цим важливим елементом математичного апарату теорії локалізації. Встановлено комплекс комп'ютерного моделювання процесів теплопереносу в елементах енергетичного устаткування та за умов реалізації ряду прогресивних технологій на базі різних модифікацій методу поліаргументних систем і застосування положень теорії локалізації.

  Скачати повний текст

Розглянуто методи та шляхи підвищення точності засобів контролю теплопровідності. Розроблено принципи побудови теплової вимірювальної системи (ТВС) для вирішення задач контролю теплопровідності матеріалів з низькою та високою теплопровідністю, а також математичні моделі ТВС. Досліджено контактні теплові опори (КТО) і вплив їх значень на точність вимірювання теплопровідності за допомогою ТВС. Значну увагу приділено функціональним можливостям ТВС, зокрема, проаналізовано чутливість та вплив неінформативних параметрів на ТВС, а також можливості їх компенсації. Запропоновано методику розрахунку конструктивних параметрів засобів контролю теплопровідності за критерієм максимальної чутливості у заданому діапазоні вимірювання. Визначено співвідношення між тепловими опорами елементів ТВС, що забезпечують інваріантність вихідного сигналу даної схеми до неінформативних параметрів. Наведено методику градуювання розроблених засобів контролю з використанням стандартних матеріалів, а також порядок вибору та використання стандартних матеріалів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливості підвищення ефективності функціонування тепломасообмінного апарату контактного типу шляхом розробки, апробації та впровадження нових типів насадок у вигляді пакета плоских пластин з сітчастим покриттям, що утворюють систему щілинних каналів. Виконано експериментальні дослідження процесів тепло- та масообміну під час випару плівки рідини у щілинному каналі з сітчастим покриттям стінок у випадках природної конвекції та примусової перехресної течії теплоносіїв за умов варіювання розміру вічка сітчастого покриття вхідних параметрів теплоносіїв та геометричних характеристик каналу. Розроблено конструкцію високоефективного контактного апарату з насадкою у вигляді пакету пластин із сітчастим покриттям та методики розрахунку параметрів теплоносіїв у ньому.

  Скачати повний текст

Досліджено гідродинаміку гравітаційної плівкової течії у вертикальних каналах з сітчастим покриттям стінок. Виявлено нелінійний характер зміни товщини плівки за ламінарного режиму течії рідини, обумовлений капілярними ефектами у вічках сітки. Визначено межі гідродинамічних кризових явищ. Розв'язано систему рівнянь, за допомогою якої описується процес розриву плівки за течії у вертикальних канатах з сітчастим покриттям та експериментально встановлено нижню межу робочого діапазону. Комплексно досліджено процеси тепло- та масообміну, пов'язані з фазовими переходами. Визначено вплив режимних параметрів контактуючих фаз і геометричних характеристик елементів апарату.

  Скачати повний текст

Розроблено новий підхід для вивчення динаміки парорідинних систем бульбашкової структури у явищах скипання, кавітації, зокрема у парорідинних потоках з метою обгрунтування ефективних методів інтенсифікації технологічних процесів у дисперсних середовищах та створення новітніх енергоощадних технологій. Запропонований підхід базується на детальному аналізі тісної взаємодії нерівноважних термодинамічних процесів, що контролююють поведінку одиничної парової бульбашки під час релаксації парорідинної системи бульбашкової структури до стану рівноваги з максимальним урахуванням всіх теплофізичних та термодинамічних факторів, які визначають специфічний характер динамічних, термічних й енергетичних ефектів, що виникають у парорідинних середовищах. У межах даного підходу розроблено універсальні математичні моделі, які у контексті єдиних термодинамічних засад адекватно описують динаміку одиничної бульбашки й бульбашкових ансамблей і закономірності витікання скипаючої рідини через канали в широкому інтервалі режимних параметрів без застосування обмежуючих припущень. На базі цих моделей розроблено прикладні комп'ютерні програми для розв'язання конкретних задач. За результатами обчислювальних експериментів установлено закономірності поведінки бульбашкових систем у явищах кипіння та кавітації, а також за умов витікання скипаючих потоків у каналах.

  Скачати повний текст

Розроблено нові ефективні тепловідвідні поверхні з сітчато-дротяним оребренням. Експериментально досліджено теплообмін та течію навколо зазначених поверхонь за умов природної конвекції за різних орієнтацій її у просторі. Запропоновано оптимальні конструкції сітчато-дротяних поверхонь і залежності для розрахунку конвективної тепловіддачі за різних положень її у просторі. Встановлено, що за умов природної конвекції найкращі зразки сітчато-дротяних поверхонь порівняно з оптимальними пластинчато-ребристою та штирьовою поверхнями перевищують їх за тепловою ефективністю у 1,1 - 2,1 рази, а за питомими масовими показниками - у 1,4 - 2,8 рази. У випадку примусової конвекції теплова ефективність сітчато-дротяної поверхні вище у 2,3 рази за штирьову та у 3,6 рази за пластинчато-ребристу поверхні з такими ж габаритами та коефіцієнтом оребрення, а питомі масові та об'ємні показники сітчато-дротяної поверхні вище, відповідно, у 3,7 та 2,4 рази за пластинчато-ребристу поверхню.

  Скачати повний текст

Розроблено новий метод одержання локальних значень коефіцієнтів тепловіддачі на профільованій поверхні на базі визначення локальної температури стінки труби з високою розпізнавальною здатністю. Експериментально встановлено значення локальних коефіцієнтів тепловіддачі до плівки рідини, що випаровується, на поперчно профільованих горизонтальних трубах. Визначено локальні коефіцієнти тепловіддачі для рідин з різними законами зміни сили поверхневого натягу зі зміною температури та концентрації. Вперше показано наявність конвективних, поперечних течій плівки рідини та потоків, викликаних різницею місцевих концентрацій під час випаровування розчинів рідин. Одержано нову залежність для розрахунку середньої тепловіддачі від стінки труби до плівки рідини під час випаровування плівки рідини з зовнішньої поверхні горизонтальних труб з поперечними ребрами, що враховує режимні параметри плину плівки рідини та конструктивних параметрів оребрення.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено питанням теплообміну у процесі конденсації водяної пари на поверхні одиночного та плоского вільних струменів. Досліджено теплогідродинамічні характеристики струменів рідини під час вільного переливання вертикальною щілиною (водорозливи) різних геометричних розмірів. Проведено класифікацію режимів течії вільного струменя рідини в момент обтікання його парою. Отримано залежності для визначення умов початку диспергування струменів рідини та розрахунку траєкторії руху вільних струменів рідини, а також для розрахунку теплообміну у процесі конденсації пари на поверхні одиночних вільних струменів різних геометричних характеристик. Наведено математичну модель перенесення енергії в плоских струменях рідини, що враховує пригнічення турбулентності поверхневим натягом біля поверхні поділу фаз. Одержано залежності для розрахунку інтегрального теплообміну в плоских струменях рідини, а також розрахунку впливу вмісту газів, що не конденсуються, на теплообмін під час конденсації пари з парогазової суміші.

  Скачати повний текст

Розроблено науковий напрямок, пов'язаний з комплексним теоретичним та експериментальним вивченням спряженого теплообміну для широкого класу розвинених поверхонь за різних гідродинамічних умов їх обтікання. Встановлено основні закономірності процесів спряженого теплопереносу для оребрених поверхонь різного типу за умов природної та вимушеної конвекції. Досліджено ефекти впливу різних гідродинамічних, теплофізичних і геометричних параметрів на тепловіддачу розвинених поверхонь за ускладнюючих факторів, які супроводжують процеси, що відбуваються (наявність забруднюючих і захисних покриттів, фазові перетворення в теплоносіях). Запропоновано оребрені поверхні нового типу, що мають покращені теплообмінні характеристики в порівнянні з відомими конструкціями оребрення, проведено їх оптимізацію. На основі результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено нове теплообмінне обладнання, що має поліпшені масогабаритні показники.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено нові теплообмінні поверхні з пластинчасто-розрізним оребренням. Із використанням експериментальних і числових методів досліджено середньоповерхневий конвективний теплообмін і течію на ребрах досліджених поверхонь нагрівання за умов вимушеної конвекції у разі поздовжнього омивання їх ребер повітряним потоком. Одержано узагальнювальні залежності для розрахунку теплообміну й аеродинаміки досліджених поверхонь. На підставі результатів аналізу структури потоку в міжреберних каналах цих поверхонь показано, що розрізка ребра призводить до виникнення аеродинамічних ефектів різноманітної природи, які сприяють інтенсифікації теплообміну.

  Скачати повний текст