ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ШВИДКОСТІ ДЛЯ ТЕПЛООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В АДІАБАТИЧНИХ УМОВАХ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2021.222804Ключові слова:
теплообмін, циліндрична заготовка, математична модель, температура, теплові процеси, метод кінцевих різниць, ANSYSАнотація
У статті показано модель теплообміну для циліндричної заготовки з нестаціонарним режимом в адіабатичних умовах. Визначено середню швидкість поширення тривимірного фронту теплообміну вздовж циліндра та середню поперечну температуру для цього режиму через рівняння теплопровідності та рівняння кінетики. Крім того, визначено вплив радіуса ци-ліндра на швидкість теплообміну. Використовуючи рівняння теплопровідності та граничні умови, визначено середню поперечну температуру циліндра при теплообміні. Також викорис-товуючи рівняння кінетики, отримуємо значення середньої швидкості поширення тривимірно-го фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах. Досліджено через параметр R0, який показує, наскільки радіус циліндра більший характеристичної величи-ни зони реакції, що при збільшенні радіуса швидкість теплообміну незначно зменшується. Графічно показано залежність R0 від характеристичної величини зони реакції G/Td для двох режимів ступеня віддалення від області. Використовуючи рівняння теплопровідності та рів-няння кінетики з початковими і граничними умовами, визначено середню швидкість поширен-ня фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах та середню поперечну температуру. Розв’язано осесиметричну граничну задачу нестаціонарного теплооб-міну з рухом фронту тепла уздовж осі симетрії циліндра. Приведена математична модель теплообмінного процесу досліджувалася із застосуванням методу кінцевих різниць і програм-ного забезпечення ANSYS. Показано, що температура глибини перетворення теплообміну зна-ходиться в перерізі, перпендикулярному осі циліндра, який проходить через точку з максималь-ною температурою, причому, чим вища температура, тим світліша штриховка області.
Посилання
Ya. B. Zel'dovich, and D. A. Frank-Kame-netskiy, "Theory of thermal propagation of flame", Zhurnal fizicheskoy khimii, vol. 12, no. 1, pp. 100-105, 1938 [in Russian].
D. A. Frank-Kamenetskiy, "Temperature distribution in a reaction vessel and the sta-tionary theory of thermal explosion", Zhur-nal fizicheskoy khimii, vol. 13, no. 6, pp. 738-755, 1939 [in Russian].
A. G. Kasatkin, Basic processes and devices of chemical technology. Moscow, Russia: Khimiya, 1974. [in Russian].
A. N. Planovsky, and P. I. Nikolaev, Processes and devices of chemical and pe-trochemical technology. Moscow, Russia: Khimiya, 1972. [in Russian].
A. P. Vragov, Hydromechanical processes and equipment of chemical and petro-chemical productions: textbook. Sumy: Vyd-vo Sum. derzh. un-tu, 2001 [in Ukrainian].
V. N. Stabnikov, V. M. Lysyansky, and V. D. Popov, Processes and apparatus for food production. Moscow, Russia: Ag-ropromizdat,1985 [in Russian].
N. I. Gelperin, Basic processes and devices of chemical technology. Moscow, Russia: Khimiya, 1981 [in Russian].
V. M. Chesunov, and A. A. Zakharova, The main chemico-technological processes and devices in the production of light industry: manual for universities. Moscow, Russia: Legprombytizdat, 1989 [in Russian].
O. Florea, and O. Smigelsky, Calculations on processes and apparatuses of chemical technology: transl. from Rom., S. Z. Kagan, Ed. Moscow, Russia: Khimiya, 1971 [in Russian].
V. S. Bodrov, A. T. Bogorish, P. T. Loboda, and V. M. Lysyansky, Design of processes and apparatus for food production, V. N. Stabnikov, Ed. Kiev, Ukraine: Vish-cha shkola. 1982 [in Russian].
Basic processes and devices of chemical technology: design manual, Yu. I. Dytnersky, Ed. Moscow, Russia: Khimiya, 1983 [in Russian].
Calculations of chemical-technological processes, I. P. Mukhlenov, Ed. Leningrad, Russia: Khimiya, 1976 [in Russian].
V. M. Lekae, and A. K. Lekae, Processes and apparatus of chemical industry. Moscow, Russia: Vysshaya shkola, 1984 [in Russian].
Handbook of a chemist. Leningrad, Russia: Khimiya, 1968, vol. IV [in Russian].
V. A. Bruyaka, V. G. Fokin, E. A. Soldu-sova, N. A. Glazunova, and I. E. Adeyanov, Engineering analysis in ANSYS Workbench: textbook. Samara: Samar. gos. techn. un-t, 2010 [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Оксана Олександрівна ОнищукАвтори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).