Моделювання та оптимізація плівкових охолоджувачів
Вантажиться...
Дата
2004
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одеса,ОДАХ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю
05.05.14 - Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціонування.
В дисертації створено інженерну методику розрахунку економічно раціональних плівкових охолоджувачів з урахуванням гідродинамічних та тепломасообмінних процесів, що протікають у контактному пристрої плівкового тепломасообмінного апарату (ТМА) при взаємодії фаз. Задача оптимального проектування плівкових апаратів зводиться до екстремальної задачі мінімізації цільової функції, що являє собою зведені витрати, що враховують капіталовкладення та експлуатаційні витрати, віднесені до року окупності апарату. Такий підхід до теплового розрахунку шару насадки плівкового ТМА запропоновано вперше. Проведено математичне моделювання плівково-струменевої гравітаційної течії рідини по впадині гофрованої поверхні з регулярною шорсткістю. Вперше встановлено, що гідравлічний опір подається у вигляді трьох складових: квадратичний, в'язкий опір та тертя ковзання. Вперше було розроблено метод розв’язання системи диференціальних рівнянь у частинних похідних ,що описують тепло- та масоперенос при перехресній взаємодії потоків рідини та газу для прямого та непрямого випарного охолодження. Вперше проведено оптимальне проектування плівкових охолоджувачів для протитечійної та перехреснотечійної схем взаємодії фаз.
Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования. В диссертации создана инженерная методика расчёта экономически рациональных плёночных охладителей с учётом гидродинамических и тепломассообменных процессов, протекающих в контактном устройстве плёночного теплом асе ообменного аппарата (ТМА) при взаимодействии фаз. Задача оптимального проектирования плёночных аппаратов сводится к экстремальной задаче минимизации целевой функции, представляющей собой приведенные затраты, учитывающие капиталовложения и эксплуатационные расходы, приходящиеся на год нормативного срока окупаемости аппарата. Оптимизация целевого функционала производится при ограничениях, обеспечивающих устойчивый, стабильный режим работы ТМА. К числу таких ограничений (связей) относятся также и дифференциальные уравнения, описывающие процессы гидродинамического и тепло- массообменного взаимодействия фаз - дифференциальные связи. Для обеспечения обусловленности алгоритма оптимизации проводится экономико-математическое моделирование работы плёночного охладителя, устанавливающее связь между эксплуатационными, конструктивными и экономическими показателями. Такой подход к тепловому расчёту насадочного слоя плёночного ТМА предлагается впервые. Для интенсификации взаимодействия фаз в контактном устройстве аппарата широкое применение получили сложнопрофилированные элементы.
The dissertation is submitted for Candidate of Science (Engineering) degree in speciality 05.05.14 - Refrigerating and cryogenic equipment, systems of air conditioning. In the dissertation the engineering method of calculating of economically rational film coolers is developed with the account of hydrodynamic and heat-and-mass-transfer processes in a contact device of film equipment. The optimal design problem is reduced to the extremum problem of minimization of objective function of expenditures including capital investment and operation expenses referred to a year. Such an approach to the problem is conducted for the first time. The mathematic modelling of the film-jet gravitation stream of liquid along a hollow of corrugated surface is carried out. It is first ascertained that hydraulic resistance on the rough wall consists of three constituents: quadratical resistance, viscous resistance and friction of slide. It was worked out the method of solving the particle derivatives differential problem describing heat-and-mass transfer at cross-flowing liquid and gas for direct and indirect evaporative cooling. The optimal design of film coolers for counter - and cross-flowing modes of phases interaction was first conducted .
Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования. В диссертации создана инженерная методика расчёта экономически рациональных плёночных охладителей с учётом гидродинамических и тепломассообменных процессов, протекающих в контактном устройстве плёночного теплом асе ообменного аппарата (ТМА) при взаимодействии фаз. Задача оптимального проектирования плёночных аппаратов сводится к экстремальной задаче минимизации целевой функции, представляющей собой приведенные затраты, учитывающие капиталовложения и эксплуатационные расходы, приходящиеся на год нормативного срока окупаемости аппарата. Оптимизация целевого функционала производится при ограничениях, обеспечивающих устойчивый, стабильный режим работы ТМА. К числу таких ограничений (связей) относятся также и дифференциальные уравнения, описывающие процессы гидродинамического и тепло- массообменного взаимодействия фаз - дифференциальные связи. Для обеспечения обусловленности алгоритма оптимизации проводится экономико-математическое моделирование работы плёночного охладителя, устанавливающее связь между эксплуатационными, конструктивными и экономическими показателями. Такой подход к тепловому расчёту насадочного слоя плёночного ТМА предлагается впервые. Для интенсификации взаимодействия фаз в контактном устройстве аппарата широкое применение получили сложнопрофилированные элементы.
The dissertation is submitted for Candidate of Science (Engineering) degree in speciality 05.05.14 - Refrigerating and cryogenic equipment, systems of air conditioning. In the dissertation the engineering method of calculating of economically rational film coolers is developed with the account of hydrodynamic and heat-and-mass-transfer processes in a contact device of film equipment. The optimal design problem is reduced to the extremum problem of minimization of objective function of expenditures including capital investment and operation expenses referred to a year. Such an approach to the problem is conducted for the first time. The mathematic modelling of the film-jet gravitation stream of liquid along a hollow of corrugated surface is carried out. It is first ascertained that hydraulic resistance on the rough wall consists of three constituents: quadratical resistance, viscous resistance and friction of slide. It was worked out the method of solving the particle derivatives differential problem describing heat-and-mass transfer at cross-flowing liquid and gas for direct and indirect evaporative cooling. The optimal design of film coolers for counter - and cross-flowing modes of phases interaction was first conducted .
Опис
Георгаліна, О. Р.
Моделювання та оптимизація плівкових охолоджувачів [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціонування" / Георгаліна Олена Ростиславівна; наук. кер. В. Х. Кирилов ; Одес. держ. акад. холоду. – Одеса : ОДАХ, 2004. – 20 с.
Ключові слова
плівковий охолоджувач, тепломасообмін, математичне моделювання, гідравлічний опір, задача оптимізації, нелінійне програмування, пряме та непряме випарне охолодження, плёночный охладитель, тепломассообмен, математическое моделирование, гидравлическое сопротивление, задача оптимизации, нелинейное программирование, прямое и косвенное испарительное охлаждение, film cooler, heat-and-mass transfer, mathematic modelling, hydraulic resistance, optimization problem, nonlinear programming, direct and indirect evaporative cooling