На примере Невской губы Финского залива рассмотрены вопросы моделирования локальных мезомасштабных процессов теплообмена на границе раздела вода-атмосфера, определения параметров стратификации приводного слоя воздуха и параметров термогидродинамического взаимодействия с подстилающей поверхностью, расчета трансформации воздушной массы при переходе на новую подстилающую поверхность. Получены оценки потоков поглощенной коротковолновой солнечной радиации, эффективного излучения, радиационного баланса, турбулентных потоков тепла и влаги и их суточных изменений в течение безледоставного периода. Проанализированы способы расчета теплообмена с дном водоема, дана оценка роли стратификации приводного слоя воздуха и соотношений между тепловыми потоками. Проведено сопоставление теоретических исследований с имеющимися данными многолетних натурных измерений.
Расчет параметров термогидродинамического взаимодействия, характеристик теплового баланса и температуры воды в нестратифицированных водоемах
Ноябрь 27th, 2012Взаимосвязь концентрации аэрозольных частиц с характеристиками распределения температуры в пограничном слое атмосферы
Ноябрь 27th, 2012Выявлены основные закономерности сезонных вариаций характеристик инверсий тропосферы Дальнего Востока, частично определяющих концентрацию естественного и антропогенного аэрозоля. Получено, что высота нижней границы приземных инверсионных слоев в исследованном регионе в основном макс. в холодный и миним. в теплый период. На континентальных субарктич. станциях мощность слоев ДЕЛЬТАH макс. зимой и миним. осенью, а на прибрежных станциях сезонный ход ДЕЛЬТАH имеет основной максимум осенью и глубокий минимум летом. В субарктич. зоне наибольшее число неоднородностей наблюдалось в холодный период, а в умеренной прибрежной зоне – в теплый. Повторяемость инверсий вертикальных профилей температуры в континентальной субарктич. зоне макс. зимой и летом ночью, а весной и осенью – днем. На прибрежных станциях повторяемость макс. в январе в ночные часы, а в июле – в дневные. Библ. 7. [Отдел физич. проблем БНЦ СО РАН, Улан-Уде].
Расчет и анализ тепловых потерь подземных теплотрасс
Ноябрь 27th, 2012Для оценки тепловых потерь подземных канальных теплотрасс разработана вычислительная программа, в основу к-рой положена разностная схема аппроксимация ур-ний теплопроводности и краевых условий на неравномерной сетке. Программа позволяет учитывать тип конструкции ТИ, характер и степень ее разрушения, х-ки окружающей среды, режим работы теплосети. При проведении расчетов учитывались зависимости КТПР ТИ и грунта от т-ры и степени увлажненности, а КТО на границе грунт – атмосфера – от т-ры и скорости ветра. Параметрич. анализ полученных результатов позволил показать изменение теплопотерь при частичном разрушении ТИ на подающем, обратном или обоих теплопроводах, отсутствии ТИ как на отдельно взятом, так и на двух теплопроводах одновременно, утечке теплоносителя, частичном или полном затоплении канала водой, увлажнении теплоизоляции, грунта и т. д. Библ. 2. [Ростовская-на-Дону гос. академия строительства].
Резонансные режимы виброожижения мелкодисперсных порошков и их использование в технологических процессах термической и химико-термической обработки
Ноябрь 27th, 2012Экспериментально исследованы гидродинамич. закономерности возникновения нелинейных резонансных колебаний виброожиженных мелкодисперсных порошков. Установлено, что в промышленном диапазоне частот вибрации параметры резонансов с инженерной точностью описываются известными соотношениями для акустич. резонансов в гетерогенных средах. Для объяснения полученных результатов использованы представления о волновом механизме распространения колебаний в виброожиженном слое. На основе полученных данных по гидродинамике и теплообмену влажных мелкодисперсных материалов рассчитаны и осуществлены на практике режимы виброожижения в виброаппаратах для термич. обезвоживания химич. реактивов. При расчетах учтен унос материала. Показано, что интенсификация процесса в технологич. установках связана, прежде всего, с сокращением периода падающей скорости сушки, когда в слое развиваются резонансные колебания большой амплитуды. Полученные данные использованы при разработке процессов и аппаратов на уровне патентных решений.
Моделирование образования отложений из “воскообразных” смесей путем формулировки перемещения границы: радиальная теплопередача при статических условиях и в условиях ламинарного течения
Ноябрь 27th, 2012Представлена математическая формулировка, базирующаяся на рассмотрении теплопередачи, осаждения твердых частиц из “воскообразных” или парафиновых смесей. Предложенная модель неустойчивого состояния использует подход к проблеме подвижной границы для изучения роста слоя осадка в кольцевой трубе из бинарных эвтектических смесей H=C[16]H[34] и H=C[28]H[58]. Уравнения модели численно решались, чтобы исследовать характеристику осаждения и рост слоя осадка во времени в радиальном направлении как при статических условиях, так и при условиях ламинарного течения. Прогнозировалось, что рост слоя осадка зависит от скорости теплопередачи на межфазной границе жидкость-осадок, так же как в областях жидкости и осадка. При охлаждении в статических условиях прогнозировалось, что полное застудневание в трубе является более быстрым при относительно более низких температуре смеси и температуре стенки трубы, концентрации С[28] в смеси и меньшем диаметре трубы. При охлаждении в условиях ламинарного течения более высокие значения температуры смеси, температуры стенки трубы и/или коэффициента теплопередачи дают более жидкий слой осадка с более быстрым приближением к термически устойчивому состоянию.
Оптимальная стратегия сушки риса-сырца в псевдоожиженном слое
Ноябрь 27th, 2012Экспериментально и теоретич. исследована возможность сушки риса-сырца в псевдоожиженном слое. Определены рабочие параметры, обеспечивающие качество продукта, производительность сушилок и потребление энергии. Эксперименты показали, что скорость сушки риса регулировалась диффузией. Установлено, что производительность сушилки росла с ростом уд. (на 1 кг сухого зерна) расхода воздуха и его температуры. Потребление энергии снижалось с убыванием уд. расхода воздуха или с ростом рециклированного воздуха. Показано, что для сохранения качества процесса макс. температуру сушки следует ограничивать 115°C, а конечное содержание влаги сохранять на уровне 24-25% массы сухого продукта. Результаты расчетов, проведенных по математич. модели, основанной на полученных экспериментальных данных, показали, что оптимальными являются следующие значения рабочих параметров: доля рециклированного воздуха 80%, скорость воздуха 4,4 м/с, толщина слоя 95 мм, уд. расход воздуха на 1 кг сухого продукта 0,1 кг/с. Экономич. анализ показал, что полные затраты на сушку риса на 1 кг испарившейся воды составили 0,08 долл. США. Библ. 14. [King Mongkuts Inst. of Technology, Бангкок, Таиланд].
Влияние состояния расплава перед диспергированием на процесс распыления и качество получаемых порошков на основе железа и никеля: Докл. Междунар. аэрозол. симп., IAS-3, Москва, 2-5 дек., 1996
Ноябрь 27th, 2012Проведено численное моделирование пробоотбора из ламинарного потока газовзвеси. Для численного решения ур-ний Навье-Стокса использован метод искусственной сжимаемости, предложенный Ю. А. Грязиным, С. Г. Черным и С. В. Шаровым. Визуализация поля скоростей показала зоны возвратного течения с подветренной стороны трубки и вторичные течения внутри трубки. Траектории частиц рассчитаны путем интегрирования ур-ний движения в поле скорости воздуха. Определена трубка предельных траекторий, заключающая частицы, попавшие в отверстие, и эффективность аспирации. Проведены расчеты аспирации под прямым углом к потоку. Получены зависимости эффективности аспирации от скоростей отсоса и внешнего потока, а также от диаметров трубки и частиц. Библ. 1. [Уральский гос. технич. ун-т, Екатеринбург].
Роль молекулярного и кондуктивного механизмов теплопередачи в распространении гетерогенной волны горения
Ноябрь 27th, 2012Экспериментально исследован перенос тепла в порошковой пористой среде при распространении гетерогенной волны горения. Опыты проведены на системе Ti-Si в атмосферах аргона, гелия и воздуха при давлении от 10{-1} до 10{5} Па. В координатах давление – плотность построена параметрич. картина, качественно отражающая роль различных механизмов теплопереноса при горении гетерогенной системы. Получено, что при отн. плотности большей критич. (около 0,55) доминирующую роль играет кондуктивный перенос по конденсированному каркасу. При малой отн. плотности и исходном давлении инертного газа в порах более 2,5* 10{4} Па превалирующей является молекулярная теплопроводность. При меньших давлениях необходимо учитывать вклад десорбирующихся во фронте волны горения газов и теплоперенос излучением. Библ. 5. [Ин-т структурной макрокинетики РАН, Черноголовка].
Особенности изменения температурного поля непрерывного слитка при переходных процессах
Ноябрь 27th, 2012Проведено сравнение основных способов управления подачей охладителя в секциях зон вторичного охлаждения (ЗВО) машин непрерывного литья заготовок по характеристикам теплового состояния металла в переходные периоды. Результаты получены с помощью математич. модели охлаждения и затвердевания непрерывного слитка, модифицированной для исследования динамич. режимов разливки. Проведено сравнение способов управления подачей охладителя в секциях ЗВО по влиянию на тепловое состояние металла в переходные периоды. Получено, что при ступенчатом изменении скорости вытягивания слитка миним. значения переохлаждений и разогревов поверхностного слоя слитка наблюдаются при изменении расходов охладителя в соответствии со статич. характеристикой секции ЗВО в течение времени, равного времени прохождения слитком расстояния от уровня металла в кристаллизаторе до середины рассматриваемой секции при новой установившейся скорости.
Сопряженные вынужденная конвекция и теплопроводность при замерзании воды, содержащейся в пищевом продукте в форме пластины
Ноябрь 27th, 2012Методом конечного объема численно исследованы сопряженные нестационарные ламинарная вынужденная конвекция и теплопроводность в брикете лососины в процессе его замораживания в продольном потоке холодного воздуха. Мат. модель процесса включала уравнения неразрывности, Навье-Стокса и энергии для воздуха и теплопроводности для брикета. Численное решение получено с использованием алгоритма SIMPLE, предложенного S. V. Patankar. Результаты расчетов представлены в виде полей вектора скорости и температуры в воздухе, распределений температуры в брикете и КТО на его поверхностях. Для оценки точности численного решения изменение во времени температуры в брикете сопоставлено с эксперим. данными. Получено, что погрешность численного решения при определении времени замораживания до температуры -10°C составила 1,9%, а до температуры -16°C – 10,6%. Библ. 49. [Univ. de Santiago de Chile, Сантьяго, Чили].
Моделирование теплообмена при капельной конденсации
Ноябрь 27th, 2012Обзор. Описана модель для расчета распределения малых капель по размерам при их росте за счет капельной конденсации, основанная на балансе плотности распределения частиц в каждом интервале размеров. В модели учтены термич. сопротивления, связанные с теплопроводностью и кривизной капли, наличием поверхности раздела пар-жидкость и слоя активатора, а также ухода частиц с поверхности. Полный тепловой поток рассчитывается по распределению капель по размерам и КТО для одиночной капли. Для больших капель распределение по размерам (эти капли образуются в ходе коалесценции) взято из работ Rose и Glicksman. Отмечено, что для корректного определения теплового потока необходим учет всех термич. сопротивлений. Учет одного лишь КТПР капли приводит к завышению теплового потока, причем степень завышения увеличивается с ростом разности т-р. Библ. 21. [Jordan Univ. Sci. and Technol., Irbid, Иордания].
Влияние свойств топлива, содержания воды и температуры поверхности при микровзрывах капель эмульсии, горящей на горячей поверхности
Ноябрь 27th, 2012Выполнено экспериментальное исследование, чтобы показать статистич. характеристики для начала микровзрыва эмульсионной капельки, горящей на горячей поверхности. Подробно измерены времена ожидания до начала микровзрыва. Для различных свойств основного топлива, содержания воды и поверхностных температур, применен анализ Вейбулла, чтобы получить функцию распределения времени ожидания до начала микровзрыва и эмпирич. формулу для скорости микровзрыва как функцию объема воды и температуры эмульсии. Основное используемое топливо: n-декан, n-додекан, n-тетрадекан и n-гексадекан. Результаты показывают, что время ожидания хорошо коррелируется с распределением типа износа Вейбулла. Среднее время ожидания уменьшается с увеличением точки кипения основного топлива, содержанием воды и температуры поверхности. Предложена эмпирич. формула для скорости микровзрыва как функции объема воды и температуры эмульсии.
Высокоинтенсивная сушка
Ноябрь 27th, 2012Разработана математич. модель тепло- и массопереноса в процессах высокоинтенсивной сушки горячих поверхностей бумаги и досок, применяемых для сушки. Модель определяет кол-во воды, удаляемой из материалов паром под давлением. Поток воды под действием давления, являющийся основным фактором интенсификации сушки, может достигать 1/3 общего кол-ва удаляемой воды. Показано образование трех зон в высушиваемом материале: сухой, влажной и промежуточной, к-рая представляет собой тепловую трубу и играет существенную роль в интенсификации сушки. Рассмотрена динамика этих зон. Модель хорошо описывает изменения давления пара, потоки жидкости и пара под действием давления, увеличение скорости сушки. Библ. 15. [Univ. of Minnesota; SUNY College of Environmental Science and Forestry, Сиракузы, штат Нью-Йорк, США].
Моделирование верхнего повторного залива при аварийном охлаждении активной зоны реактора типа ВВЭР
Ноябрь 27th, 2012Исследовано влияние верхнего повторного залива при аварийном охлаждении активной зоны реактора типа ВВЭР – 1000. Установлено, что в рассматриваемых условиях движение фронта повторного залива определяется наряду с влиянием теплообмена в переходной зоне и влиянием теплопереноса за счет аксиальной теплопроводности вдоль стенок канала (из области с высокой т-рой в область с низкой т-рой). Обнаружено довольно заметное возрастание скорости фронта смачивания при повышении расхода подаваемой жидкости. Возрастание скорости фронта смачивания связано с тем, что повышение расхода жидкости приводит к увеличению концентрации капель в области перед фронтом смачивания и, соответственно, к улучшению теплообмена этой области. Библ. 7. [Электрогорский н.-и. центр по безопасности АЭС, Россия].
Исследование роста объема паровой фазы при кипении жидкости в пористой среде на основе решетчатой модели
Ноябрь 27th, 2012Обзор. Представлены результаты экспериментального и теоретич. исследования роста объема паровой фазы в пористой среде. На горизонтальной стеклянной микромодели проведены визуальные наблюдения процесса при кипении этилового спирта. Полученные результаты использованы при разработке методики расчета парообразования с использованием решетчатой модели пористой структуры. Расчетная модель учитывает перенос теплоты теплопроводностью и конвекцией, а также капиллярные силы и силы вязкости и не включает гравитацию. В зависимости от параметров системы идентифицировались различные структуры растущей паровой области. Определены граничные значения параметров, при к-рых формирование структуры паровой области определяется капиллярными эффектами. Библ. 33. [Univ. of Southern California, Лос-Анджелес, Калифорния, США].
Экспериментальные и теоретические исследования восходящих кольцевых потоков в термически неравновесных условиях
Ноябрь 27th, 2012Исследовано взаимодействие газ-жидкость в восходящем, кольцевом, термически неравновесном потоке. Выполнен экспериментальный и теоретич. анализ одномерного, установившегося потока из трех компонент-газа, капель, жидкой пленки. В экспериментах, проведенных с потоком воздух-вода в адиабатич. трубе, измеряли т-ру воздуха и воды. Дана численная модель диспергированного кольцевого потока в установившемся дозвуковом режиме. Определена характеристич. длина на входе L, необходимая для достижения термич. равновесия между фазами. Вычислены типичные величины L в зависимости от параметров потока (поверхностных скоростей жидкости и газа, т-ры на входе). Предложено простое соотношение для вычисления L по поверхностным скоростям и средним значениям физич. параметров жидкости. Библ. 26. [Univ. degli Studi di Genova, Италия].