ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ШВИДКОСТІ ДЛЯ ТЕПЛООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В АДІАБАТИЧНИХ УМОВАХ

Автор(и)

  • Оксана Олександрівна Онищук Волинський національний університет імені Лесі Українки, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-8342-3011

DOI:

https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2021.222804

Ключові слова:

теплообмін, циліндрична заготовка, математична модель, температу-ра, теплові процеси, метод кінцевих різниць, ANSYS.

Анотація

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.

Біографія автора

Оксана Олександрівна Онищук, Волинський національний університет імені Лесі Українки

к. т. н., доцент

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

2021-04-15

Як цитувати

Онищук, О. О. (2021). ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ШВИДКОСТІ ДЛЯ ТЕПЛООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В АДІАБАТИЧНИХ УМОВАХ. Вісник Черкаського державного технологічного університету, (1), 155–161. https://doi.org/10.24025/2306-4412.1.2021.222804

Номер

Розділ

Хімічні технології та інженерія, екологічна безпека

URN