Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты

Диссертационная работа:

Пархимович Александр Юрьевич. Имитационное моделирование температурной стратификации закрученных потоков в вихревых хладогенераторах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.13 / Пархимович Александр Юрьевич; [Место защиты: Уфим. гос. авиац.-техн. ун-т].- Уфа, 2008.- 124 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/874

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы работы

Хладопроизводящие технологии нашли широкое применение в промышленности на всех этапах производственного цикла от изготовления материалов до испытания готовых изделий. В данной работе основное внимание уделяется хладопроизводящим технологиям в процессе климатических испытаний изделий авиа- и ракетостроения.

В общем случае испытательные камеры предназначены для создания внешних воздействующих факторов: климатических (температура, влажность и давление воздуха, солнечная радиация, атмосферные осадки и др.) и механических (вибрация, удар, ускорение и др.), а также для экспериментального определения характеристик объекта испытаний в результате воздействия на него указанных факторов.

В зависимости от вида создаваемых воздействующих факторов выделяют следующие типы камер: термокамеры (положительные и отрицательные температуры воздуха); термобарокамеры (положительные и отрицательные температуры, давление воздуха); термовлагокамеры (положительные и отрицательные температуры, влажность воздуха); термобаровиброкамеры (положительные и отрицательные температуры, давление воздуха, а также вибрация) и т.д.

Для изделий авиа- и ракетостроения основные параметры, моделируемые при испытаниях - давление и температура окружающей среды, необходимые величины которых создают в термобарокамерах, в состав которых входит и холодильное оборудование.

Наиболее массовое применение в установках климатических испытаний нашли компрессионные хладогенераторы на основе расширения сжатого газа с отдачей внешней работы, рабочим телом которых являются фреон или аммиак. В связи с современными требованиями к экологической чистоте и безопасности исключается возможность применения таких систем. Экологически чистые же холодильные установки на основе синтетических фреонов очень дороги, как и сами хладагенты используемые в них. Также к недостаткам таких систем охлаждения можно отнести сложность их обслуживания и ремонта. В связи с этим предлагается использование экологически чистых вихревых систем охлаждения, рабочим телом которых является воздух.

Обращаясь к трудам различных авторов, изучавших вихревой эффект, выявляется множество разногласий, как в теоретических, так и в экспериментальных исследованиях. Сложность изучения данного явления связана с видом движения потока в вихревой трубе, поскольку закрученный поток относится к группе пространственных течений в поле массовых и центробежных сил. Наличие значительных турбулентных пульсаций обуславливает непрерывное изменение структуры потока. Такое положение вещей является при-

чиной усложнения механизма протекающих в закрученном потоке процессов и трудностей выявления закономерностей, управляющих этими процессами.

Для решения проблемы проектирования экологически чистых систем охлаждения термобарокамер климатических испытаний в рамках диссертационной работы проведены исследования температурной стратификации течений в вихревых трубах, направленные на разработку имитационной модели вихревых труб и методики проектирования многоступенчатых систем на их базе.

Целью работы является

Разработка имитационной модели термогазодинамических процессов температурной стратификации в вихревых генераторах холода для проектирования экологически чистых многоступенчатых систем охлаждения термобарокамер.

Задачи диссертации

  1. Разработка и решение системы уравнений математической модели термогазодинамических процессов температурной стратификации в вихревых трубах в трехмерной постановке с использованием уравнения состояния реального газа и к-в модели турбулентности.

  2. Проверка адекватности математической модели.

  3. Разработка имитационной математической модели вихревого хладогенератора термобарокамеры для расчета и проектирования многоступенчатых систем генерации холода.

Методы решения задач

При решении поставленных задач использовались теоретические, численные и экспериментальные методы исследования закрученных потоков в вихревых трубах.

Теоретические исследования базируются на научных основах механики жидкости и газа и термодинамики. При проведении экспериментов и обработке их результатов применяются методы теории планирования эксперимента и статистической обработки данных.

На защиту выносятся

  1. Гипотеза температурной стратификации.

  2. Результаты численного исследования вихревого эффекта

  3. Результаты натурных экспериментальных исследований среднеинте-гральных и радиальных температурных характеристик вихревых труб.

  4. Имитационная модель и методика проектирования многоступенчатых вихревых хладогенераторов.

  5. Разработанные технические решения для повышения эффективности вихревых хладогенераторов.

Научная новизна результатов

Разработана математическая модель термогазодинамических процессов вихревого эффекта, результаты решения которой позволили показать наличие крупных вихревых структур, что согласуется с предложенной гипотезой теплообмена. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность модели. На основе предложенной физической модели, разработана алгебраическая имитационная модель температурной стратификации, позволяющая рассчитывать интегральные характеристики потока в вихревой трубе.

Практическая значимость результатов

На основе системы уравнений имитационной модели создана методика проектирования вихревых хладогенераторов термобарокамер для высотных климатических испытаний. Произведенные расчеты по данной методике показывают целесообразность применения многоступенчатой вихревой системы охлаждения, эффективность которой подтверждается двухлетним опытом эксплуатации двухступенчатой холодильной установки на агрегатном заводе (г. Сим).

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на следующих международных и российских конференциях:

- Российская научно-техническая конференция «Мавлютовские чте
ния», г. Уфа, 2006 г.

Всероссийская научно-практическая конференция «От мечты к реальности: Научно-техническое творчество создателей авиационной и ракетно-космической техники», г. Уфа, 2006 г;

2-ая Международная научно-практическая конференция «Глобальный научный потенциал», г. Тамбов, 2006 г.

Публикации

Основное содержание работы отражено в 12 опубликованных работах, в их числе 3 статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы; изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 63 иллюстрации, 10 таблиц; библиографический список включает 91 наименование.

Автор выражает глубокую благодарность к.т.н., доценту Ахметову Юрию Мавлютовичу за плодотворные консультации, обсуждения материалов диссертации, ценные замечания и поддержку.

Подобные работы
Толстов Евгений Викторович
Задачи моделирования потоков работ при помощи сетей Петри
Быков Дмитрий Сергеевич
Моделирование потока отказов специальных автомобилей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации
Карпычева Екатерина Олеговна
Библиографическое моделирование документного потока по мезоэкономическим проблемам экономической теории (На примере управления ценообразованием в общественном секторе экономики)
Рыжков Игорь Петрович
Моделирование транспортных потоков в городах при сетевых воздействиях
Котенев Владимир Пантелеевич
Моделирование газовых потоков около поверхности гиперзвуковых летательных аппаратов методом начального аналитического приближения
Эльканова Лиза Муратовна
Моделирование многостоковых потоков на предфрактальных графах
Спесивцев Павел Евгеньевич
Математическое моделирование двухфазных потоков в случайно-неоднородной пористой среде
Ганке Марина Александровна
Разработка технологии моделирования рациональных потоков для мелкосерийного производства одежды
Сальников Сергей Юрьевич
Разработка метода расчета газодинамических характеристик центробежных компрессоров природного газа на основе математического моделирования пространственного потока
Симаков Николай Николаевич
Гидродинамика двухфазного потока как основа моделирования и расчета межфазного тепло- и массообмена в процессах с распыливанием жидкости

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net