05.14.06 - Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7314
Переглянути
10 результатів
Результати пошуку
Документ Динаміка танення льоду в елементах акумуляторів енергії, систем охолодження та кондиціонування повітря(2021) Грищенко, Роман ВолодимировичУ дисертаційній роботі наведені результати комплексного теоретичного та експериментального дослідження процесів теплообміну і гідродинаміки у воді під час танення льоду при змішаному режимі конвекції з переважаючими ефектами 25 плавучості. Науково обґрунтовано та розроблено методики розрахунку процесів теплообміну з метою отримання напівемпіричних залежностей для розрахунку інтенсивності теплообміну у воді під час танення льоду. Запропоновано використовувати принцип Ле Шательє-Брауна для розроблення загального вигляду розрахункової кореляційної залежності у вигляді суперпозиції механізмів природної та вимушеної конвекції. Розроблені розрахункові залежності для визначення інтенсивності теплообміну під час змішаної турбулентної та перехідної конвекції у замкненій порожнині, що адекватно описують результати експериментального дослідження. Запропонована методика CFD-моделювання, що дозволила верифікувати «Standard k-ε», «Standard k-ω» та «SST k-ω» моделі турбулентності на базі коду ANSYS CFX для чисельного моделювання процесів перенесення відповідно до умов змішаної конвекції води поблизу точки інверсії. Аналіз результатів моделювання засвідчив, що застосування розробленої моделі турбулентного аналога числа Прандтля в «SST k-ω» моделі теплогідродинамічного розрахункового CFD-пакету на базі коду ANSYS CFX дозволила отримати задовільну відповідність результатів розрахунку теплообміну дослідним даним під час розв’язання задачі змішаної конвекції води поблизу точки інверсії в обмеженому просторі. Запропоновано спрощену інженерну методику аналізу термодинамічної ефективності CTES. In the dissertation work the results of complex theoretical and experimental research of processes of heat exchange and hydrodynamics in water during ice melting at the mixed mode of convection with prevailing effects of buoyancy are resulted. Scientifically substantiated and developed methods for calculating heat transfer processes in order to obtain semi-empirical dependences for calculating the intensity of heat transfer in water during ice melting. It is proposed to use the Le Chatelier-Brown principle to develop a general form of the calculated correlation dependence in the form of a superposition of the mechanisms of natural and forced convection. Calculated dependences for determination of heat exchange intensity during mixed turbulent and transient convection in a closed cavity are developed, which adequately describe the results of experimental research. The proposed CFD-modeling technique, which allowed to verify the "Standard k-ε", "Standard k-ω" and "SST k-ω" turbulence models based on the ANSYS CFX code for numerical simulation of transfer processes according to the conditions of mixed water convection near the inversion point. Correction of the turbulent analogue of the Prandtl 26 number without changing the standard model coefficients in the "SST k-ω" model of turbulence allows to obtain an adequate numerical model of heat transfer during mixed convection in water with the predominant effect of buoyancy. Analysis of the simulation results showed that the application of the developed model of turbulent analogue of Prandtl number in "SST k-ω" model of thermohydrodynamic calculated CFD-package based on ANSYS CFX code allowed to obtain satisfactory correspondence of heat exchange calculation results to experimental data. inversion points in a confined space. Namely, during mixed quasi-stationary convection, regardless of the value of Tm * (density inversion parameter), three circulation circuits are observed, the relative size of which is determined by the ratio of forced and free convective components. One circulation circuit is generated by a reversible boundary layer of natural convection near the cooling surface. The other two circulation circuits are generated by a flooded fluid jet around the surface of its symmetry. It should be noted that the symmetry surface of the flooded liquid jet is obviously characterized by a maximum velocity. And since, the values of the liquid velocity extremes correspond to the zero values of shear stresses and, obviously, they are characterized by the minimum values of the value of turbulent kinetic energy. Analysis of TKE profiles can be concluded that its production is determined, first of all, as expected, by the forced convective component of motion. The maximum values of TKE are observed in the area of the flooded liquid jet. Near hard surfaces outside the jet, the value of TKE goes to zero. That is, the processes of transfer under the action of buoyancy forces are realized mainly due to the viscosity mechanism. This means that, as expected, the modes of fluid motion due to the buoyancy forces near solid surfaces are not turbulent, but transitional from laminar to turbulent (transient flow). Also in the work the function of optimization of the managed CTES based on the principle of summation of expenses is developed. An algorithm for taking into account partial load and environmental parameters on the efficiency of CTES equipment has been developed.Документ Особливості спільного спалювання біомаси та вугілля українських покладів в факельних котлоагрегатах(2020) Щудло, Тарас СергійовичДисертація присвячена визначенню оптимальних умов спільного спалю-вання вугілля з твердою біомасою у вітчизняних котлоагрегатах. В потоковому реакторі проведено експериментальні дослідження зі спільного факельного спа-лювання антрациту з деревиною сосни, а також газового вугілля з пелетами со-сни, соломи пшениці та лушпинням соняшника та визначені їх оптимальні спів-відношення, що забезпечують найбільший ступінь вигоряння суміші палив. На-ведено методику обрахунку та на основі термогравіметричних досліджень тер-мічного розкладу, розраховані кінетичні константи для стадій зневоднення, ви-ходу летких та горіння коксового залишку для сумішей зразків антрациту з пе-летами сосни та соломи пшениці, а також для зразків твердої біомаси, доступної в Україні. Представлено результати експериментів з визначення оптимальних з точки зору швидкості горіння та витрат на подрібнення розмірів часточок біо-маси пелет деревини сосни, соломи пшениці та лушпиння соняшника в лабора-торній установці киплячого шару. Розроблено схему запровадження технології спільного спалювання на котлах ТПП-210А. Представлено результати теплового розрахунку котла ТПП-210А для заміщення 10% його потужності пелетами сосни.The dissertation is devoted to determination of optimal conditions of coal with solid biomass co-firing in domestic boilers. Experimental studies of anthracite with pine wood co-firing, as well as bituminous coal with pine pellets, wheat straw and sunflower husks were carried out in the flow reactor and their optimal ratios were determined, which provide the highest degree of fuel mixture combustion. The method of calculation and on the basis of thermogravimetric studies of thermal decomposition, calculated kinetic constants for the stages of dehydration, volatile and charcoal com-bustion residue for mixtures of anthracite samples with pellets of pine and wheat straw, as well as for samples of solid biomass of Ukraine. The results of experiments to de-termine the optimal in terms of burning rate and grinding costs of biomass pine wood pellets particle size, wheat straw and sunflower husks in a laboratory fluidized bed stand are presented. The scheme of introduction of co-firing technology on TPP-210A boilers is developed. The results of thermal calculation of the boiler TPP-210A to re-place 10% of its capacity with pine pellets are presented. For the first time, the possibility of Donetsk anthracite efficient pulverized com-bustion with pine wood in a flow reactor was experimentally established. The share of anthracite replacement by pine wood was established, which provides the highest com-pleteness of anthracite burning in the torch, which is 9.3% by heat. It has been experi-mentally established that, with the same share of anthracite substitution in all experi-mental modes, wood provides 7-12% greater completeness of coal combustion than natural gas due to greater emissivity. Experimentally established thermal particles of replacement of gas coal with biomass that provide the maximum degree of coal burning during pulverized combustion, and which are for pine wood - 11%, sunflower husk - 7% and wheat straw - 12%. Kinetic constants for all stages of thermal decomposition of the most common solid biomass of Ukraine samples were obtained and compared with known literature data, which showed significant differences in its reaction rate, which indicates the need to determine the kinetic characteristics for each fuel. Designs of two vortex pre-furnaces (horizontal and vertical) for complete re-placement of coal with biomass in coal boilers DKVR 2,5 t / h or for partial replace-ment of coal with steam productivity 4, 6,5, 10 t / h are developed. The horizontal version of the pre-furnace is made. The horizontal version of the pre-furnace is made. It is shown that when replacing 10% of the thermal fraction of anthracite with pine pellets on the boiler TPP-210A provides an acceptable level of temperature in the fuel and increases the efficiency of the boiler by 0.43% compared to burning 100% anthra-cite. It is shown to reduce emissions of sulfur oxides by 9.8% and nitrogen oxides by 5.5% with the introduction of joint combustion of pine pellets with anthracite on the boiler TPP-210A, which leads to savings of UAH 5.81 million annually on environ-mental payments.Документ Удосконалення методу визначення інтенсивності теплообміну в енергоефективних системах переробки органічних відходів(2013) Пішеніна, Надія ВолодимирівнаУдосконалено методику математичного моделювання системи виробництва енергоносіїв із органічних відходів завдяки застосуванню експериментально-розрахункового методу і введенню техногенного навантаження в перелік функцій якості, що дозволило врахувати економічну, енергетичну і екологічну складові. Запропоновано, експериментально і теоретично обґрунтовано експериментально-розрахунковий метод (ЕРМ) оцінки інтенсивності теплообміну в реонестабільних сумішах. Удосконалено експериментальну базу ЕРМ і математичну модель визначення інтенсивності теплообміну в базовій експериментальній уста-новці з урахуванням особливостей поведінки неньютонівських рідин в різних теплогідродинамічних умовах. Проведено експериментальне дослідження інтенсивності теплообміну неньютонівських сумішей в посудині з розмірами, (згідно з існуючими уявленнями про теплообмін) на межі «великий об’єм»—«обмежений об’єм» в умовах теплогідродинамічної нестабільності. Запропоновано, досліджено і рекомендовано метод визначення інтенсивності теплообміну в натурних умовах в СПОВ для випадку, коли теплофізичні властивості суміші невідомі і змінюються в залежності від її передісторії. Виконано дослідження конкретних теплотехнологічних систем виробництва енергоносіїв із органічних відходів. Обґрунтовано можливості зменшення техногенного навантаження на навколишнє середовище системами переробки органічних відходів (СПОВ), заміщення природного газу виробленим біогазом, отримання високоякісних добрив. A possibility of reducing the anthropogenic impact on the recycling by systems for organic waste (RSOW), substitution of natural gas to biogas, producing high quality fertilizer. Improved mathematical model RSOW, for example, of a biogas plant, concepts like technogenic load and reduction of anthropogenic impact on the environment were put into quality criteria. The experimental calculated method (ECM) assessment of the intensity of heat transfer in rheologically unstable mixtures has been proposed and experimentally and theoretically substantiated. The experimental base ECM and mathematical model for determining the heat transfer in the basic experimental installation has been improved taking into account the behavior of non-Newtonian fluids in various thermal and hydraulic conditions. The experimental study of the heat transfer of non-Newtonian mixture has been made in a container with the dimensions (according to existing ideas of heat ex-change) on the edge of "large volume" - "limited volume" in the conditions of thermal instability. The method of determining the heat exchange under natural conditions in RSOW has been proposed, researched and recommended for the case when the thermophysical properties of the mixture are unknown and changing depending on its past history. The researches have been done of specific heat and technological systems of production energy carriers from organic waste.Документ Кінетика термічної деструкції окремих видів біомаси як альтернативного палива(2013) Мирошник, Марія МиколаївнаДисертація присвячена дослідженню процесів термохімічного перетворення окремих видів твердої біомаси як альтернативного палива для факельного спалювання у промислових енергетичних установках. Проведено експериментальні дослідження процесу термічної деструкції окремих видів твердої біомаси та розраховано кінетичні константи рівняння Арреніуса для процесу зневоднення та виходу летких із застосуванням ТГА. Розроблено математичну модель стадії видалення вологи та виходу летких речовин з біомаси на основі рівняння Арреніуса з порядком реакції n=1. Показано, що модель узагальнює експериментальні дані з достатньою точністю, і може використовуватись при 3-d моделюванні спалювання біомаси. Розроблено методики розрахунку стадії прогріву та зневоднення вологої паливної частинки, виходу летких речовин з біомаси. Проведено досліди з факельного спалювання твердої біомаси як індивідуального виду палива, так і в суміші з вітчизняним низькореакційним антрацитом. Підтверджена можливість заміщення „підсвіткового” природного газу біомасою. Розроблено математичну модель стадії прогріву, зневоднення та виходу летких речовин у застосуванні до процесу спалювання на пілотному стенді ВГП- 100В (ІВЕ АН України). The thesis is devoted to the study of the thermochemical conversion certain types of solid biomass as an alternative fuel for the torch combustion in industrial power plants. Experimental research of thermal degradation certain types of solid biomass and calculated kinetic constants of the equation Arrhenius process for dewatering and volatile using TGA. The mathematical model under remove moisture and volatile substances from biomass based on the Arrhenius equation of the reaction order n = 1. It is shown that the model generalizes the experimental data with sufficient accuracy, and can be used in 3-d modeling of biomass. The methods of calculation stage heating and drying wet fuel particle release of volatiles from biomass. Conducted experiments with flaring solid biomass individual fuel and mixed with domestic low- anthracite. Confirmed the possibility of substitution "pidsvitkovoho" natural gas biomass. The mathematical model under heating, dehydration and exit volatile substances applied to the process of combustion in pilot stand VGP- 100V (IVE Sciences of Ukraine).Документ Динаміка кристалізації льоду на вертикальних охолоджуваних трубах в елементах акумуляторів теплової енергії систем охолодження та кондиціювання повітря(2012) Пилипенко, Олексій ЮрійовичОбґрунтовано можливість зменшення електроспоживання підприємствами молочної промисловості, а також офісно-розважальними центрами за рахунок суттєвого зниження споживання холоду в години пікового енергоспоживання шляхом акумуляції холоду в нічні години з подальшим його використанням в години максимального енергоспоживання. The possibility to reduce electricity companies dairy industry, as well as office and entertainment centers by significant reduction in the consumption of cold peak power by the accumulation of cold in the night, followed by its use in hour maximum power consumption.Документ Моделювання елементів теплотехнологічного комплексу цукрового виробництва(2012) Бойко, Володимир ОлександровичВиділено чинники впливу на процес тепломасообміну між буряковою стружкою та екстракційною речовиною, запропоновано методику визначення концентрації і температури бурякової стружки та дифузійного соку для похилого дифузійного апарату. Розроблена методика може бути використана для вивчення та моделювання тепломасообмінних процесів, конфігурації теплового обладнання на стадії його розроблення, а також для оптимального автоматичного керування обладнанням під час експлуатації. The factors of influence are selected on the process of heat exchange and masstransfer between the beet shaving and extraction matter, the method of determination of concentration and temperature of the beet shaving and diffusive juice is offered for a sloping diffusive vehicle. Dependence of the flow of steam of batch-type vacuum pans equipped with mechanical circulator first product are defined, four characteristic periods of flow of steam are set, linear dependences of flow steam are calculated.Документ Гідродинаміка самозакипаючих потоків в дренажних каналах теплотехнологічних систем(2007) Степанова, Наталія ДмитрівнаДисертація присвячена дослідженню гідродинамічних процесів у елементах дренажних каналів теплотехнологічних систем, в яких починає рух вода у стані насичення або дещо недогріта до температури насичення, з наступним формуванням до критичного або критичного двофазного потоку. Проаналізовано вплив конфігурації на пропускну спроможність каналу із самозакипаючим потоком. Досліджено втрати тиску на тертя, у місцевих опорах та взаємний вплив місцевих опорів під час руху докритичного та критичного двофазного потоку. Встановлено загальні тенденції впливу об’ємного газовмісту у двофазному потоці на величину коефіцієнтів гідравлічного тертя та місцевого опору.Документ Визначення параметрів газової і твердої фаз у пилогазових потоках вугільних енергоустановок(2009) Кривошеєв, Сергій ІвановичДисертаційна робота присвячена розробці методів визначення параметрів газової (концентрація компонентів, температура) і дисперсної (швидкість, розмір, концентрація, температура, вміст залишкового вуглецю для частинок) фаз у пилогазових потоках. Знайдено аналітичну залежність характеристик розсіяного частинками лазерного випромінювання від їх параметрів. Створено пристрій та розроблена методика його роботи для оптичного вимірювання параметрів частинок леткої золи у потоці. Вирішено задачу опису дифузії газу, що адсорбується, крізь капіляр при довільній зміні температури його стінки. Створено кріогенний адсорбційний модулятор газового потоку для підвищення чутливості масспектрометричних вимірювань концентрації шкідливих компонентів димових газів. Обґрунтовано використання методу флуктуаційної спектроскопії для визначення енергії бруттореакції газифікації частинок вугілля та температури газуреагенту. Розроблено метод вимірювання яскравісної температури частинок, що горять, з аналізу флуктуацій інтенсивності випромінювання пилогазового потоку, який просвічується еталонним джерелом.Документ Енергозберігаючі режими роботи замкнутої системи опалення та вентиляції теплиць(2005) Кепко, Олег ІгоровичДисертацію присвячено питанням енергозбереження в спорудах закритого ґрунту (СЗГ). Визначено структуру енергоспоживання в СЗГ з точки зору вибору найбільш доцільного енергоносія, та співвідношення енергоносіїв в теплових процесах. Розроблено методику визначення вартісних еквівалентів носіїв теплової енергії. Обґрунтовано доцільне співвідношення різних видів енергії в закритому ґрунті, включаючи відновлювальну.Документ Теплогідродинамічні процеси у плівкових випарних апаратах яблучного соку(2011) Глоба, Олександр ВікторовичДисертація присвячена дослідженню теплогідродинамічних процесів при концентруванні яблучного соку методом випаровування з нього води. Отримані результати вирішують важливу проблему створення випарних установок фруктових соків. The results, which we receive, solve the important problem of the evaporating plant fruit juices creation. The analysis of evaporating heat transfer technology and research to the pellicles of liquid from descending two-phase flows, experimental investigation of heat transfer and pressure losses during evaporation from the free surface and descending pellicle boiling apple juice in a vertical pipe and pellicle flows of apple juice on a vertical plate.