Удосконалення теплообмінних апаратів в малих енергоперетворювальних системах на основі ентропійного методу аналіза
| dc.contributor.author | Соколовська, В. В. | |
| dc.date.accessioned | 2018-08-17T06:46:19Z | |
| dc.date.available | 2018-08-17T06:46:19Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description | Соколовська, В. В. Удосконалення теплообмінних апаратів в малих енергоперетворювальних системах на основі ентропійного методу аналіза [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.14.06 "Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика" / Соколовська Вікторія Вікторівна ; наук. кер. Л. І. Морозюк ; Одеський нац. політехн. ун-т, [Одес. нац. акад. харч. технологій]. – Одеса, 2013. – 20 с. | en_US |
| dc.description.abstract | Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - технічна теплофізика і промислова енергетика. Дисертація присвячена розв’язанню важливої науково-технічної проблеми розвитку наукових основ енергоощадних технологій, а саме: адаптації до процесу проектування теплообмінних апаратів методів термодинамічного аналізу (циклового та ентропійно-циклового) і мінімізації виробництва ентропії. Визначення та оцінення незворотних втрат, проведених за допомогою двох законів термодинаміки разом із законами теплопередання і гідравліки, дало змогу максимально уніфікувати параметри і характеристики робочих процесів теплообмінного апарата як стаціонарних рівноважних, так і нестаціонарних і нерівноважних, пов’язаних з наявністю та збільшенням відкладів на теплообмінній поверхні. Виконано порівняльній аналіз характеристик дійсного конденсатора техніко- економічним методом та методом мінімізації виробництва ентропії. Доведено, що метод мінімізації виробництва ентропії - єдиний метод термодинамічного аналізу, що дає змогу на стадії проектування враховувати одночасно зовнішні і внутрішні незворотні втрати в одному теплообмінному апараті або в одному із його потоків у відриві від усієї енергоперетворювальної системи загалом. У роботі показано, що аналіз відкладів у теплообміннику, проведений з використанням положення теорії пористих структур у єдності з методом мінімізації виробництва ентропії, найвірогідніше описують динаміку формування відкладів, що уможливлює на стадії проектування впровадити до розрахунків близькі до реальних значення додаткових термічних опорів. Застосування розглянених термодинамічних методів аналізу теплообмінних апаратів забезпечить реалізацію енергоощадних технологій у процесі проектування. | en_US |
| dc.description.abstract | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - техническая теплофизика и промышленная энергетика. Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы - развитию научных основ энергосберегающих технологий в приложении к процессу проектирования теплообменных аппаратов малых энергопреобразующих систем путем использования следующих методов термодинамического анализа: циклового, энтропийно-циклового и минимизации производства энтропии, для установления рациональных режимов работы теплообменного аппарата. В работе доказана необходимость разработки новых методов проектирования теплообменных аппаратов. Технико-экономический анализ широко известен и востребован и имеет устоявшиеся подходы, которые считаются «классическими»: теплообменный аппарат является «оптимальным», если приведенные расходы (сумма капитальных и эксплуатационных расходов) имеют минимальный размер. Приводятся примеры некорректного расчета затрат, вызывающих большие отклонения при получении «оптимальных» параметров теплообменного аппарата, в первую очередь, в условиях сравнения различных типов теплообменников с одинаковым полезным эффектом. Главным недостатком при осуществлении технико-экономического анализа является то, что при расчете теплообменный аппарат выделяется контрольной поверхностью, однако в зависимости от типа аппарата эта поверхность смещается и меняются результаты. Известно, что одним из главных разделов проектирования теплообменных аппаратов называют анализ необратимых процессов, происходящих в них. Проведен анализ теплообменного аппарата методами классической термодинамики. Исходя из проведенного информационного поиска и выполненного анализа сделан вывод о перспективных направлениях по применению методов термодинамического анализа для определения рациональных характеристик теплообменных аппаратов малых энергопреобразующих систем. Доказано, что применение методов, в которых используются стоимостные показатели, в малых энергопреобразующих системах требует сложных аналитических и численных методов исследования. Проанализирован метод минимизации производства энтропии применительно к процессу проектирования теплообменных аппаратов, доказано, что этот метод обеспечивает одновременный учет и взаимозависимость необратимостей, связанных с теплопередачей и гидродинамикой потоков, и дает их количественную оценку, что позволяет получить теплообменный аппарат с высокой энергетической эффективностью. Главным источником неопределенностей в процессе проектирования и трудно учитываемых дополнительных энергетических затрат в процессе эксплуатации являются физические процессы, способствующие росту твердых осаждений. На примере водяных конденсаторов (горизонтального кожухотрубного и конденсатора типа «труба-в-трубе») приведено решение двух отдельных задач с определением изменения размеров теплообменной поверхности как функции роста осаждений. В Обоих случаях показано, что уменьшение гидравлического диаметра на 5 % от своего первоначального значения с учетом качества осаждений требует увеличения Поверхности теплопередачи до 40 % от чистой поверхности. На основании положений теории пористых структур с учетом закономерностей неравновесной термодинамики разработана математическая модель динамики формирования твердого осаждения и представлено математическое моделирование. Числовой эксперимент показал, что представление модели осаждения как тела пористой структуры с движущимся внутри пор потоком жидкости обеспечивает рассмотрение макроскопических потоков жидкостей любого качественного состава. В работе доказано, что анализ осаждений в теплообменнике, проведенный с использованием положения теории пористых структур в единстве с методом минимизации производства энтропии, дает наиболее достоверное описание динамики формирования осаждений, что позволяет на стадии проектирования ввести в расчеты близкие к реальным значения дополнительных термических сопротивлений и дает возможность усовершенствовать график ремонтных работ в процессе длительной эксплуатации. В работе выполнен сравнительный анализ характеристик действительного конденсатора с помощью технико-экономического анализа и метода минимизации производства энтропии. Определены рациональные режимы работы теплообменного аппарата с точки зрения энергосбережения на примере кожухотрубного водяного конденсатора. Показано, что оба метода равнозначно фиксируют рациональный режим работы теплообменного аппарата, но с помощью технико-экономического анализа невозможно определить рациональные значения двух независимых переменных, в противовес чему метод минимизации производства энтропии осуществляет такую процедуру. Определение и оценка необратимых потерь, проведенных с помощью Первого и Второго начала термодинамики в совокупности с законами теплопередачи и гидравлики, обеспечили максимальную унификацию параметров и характеристик рабочих процессов теплообменного аппарата как стационарных равновесных, так и нестационарных и неравновесных, связанных с наличием и ростом осаждений на теплообменной поверхности. | en_U |
| dc.description.abstract | Thesis for the candidate's degree in the technical sciences on specialty 05.14.06 - Technical thermophysics and industrial heat-and-power engineering. The thesis focuses on an important scientific and technical problem that is development of the scientific basis for the energy conversion technologies applied to a heat exchangers design. This is possible through the adaptation of the following methods of the thermodynamic analysis: Entropy method, entropy-cycle method, and the method of entropy generation minimization. The estimation of the location and magnitude of the irreversible losses have been done Using the First and the Second Laws of Thermodynamics in conjunction with the laws of heat-transfer and fluid dynamics. Based on this analysis the maximal unification of the parameters and the working processes has been discovered for (a) study-state equilibrium, and (b) no study-state and no equilibrium processes caused by formation of the fouling layer on the heat exchange surface. The comparison analysis of the operation conditions for the condenser have been done using both techno-economic and entropy generation minimization methods. It has been proved that the entropy generation minimization method is the only one that oh the level of the thermodynamic analysis let us to determine simultaneously the internal and external irreversible losses within a heat exchanger or within only one stream of the heat exchanger, i.e. in isolation from the overall system. It is shown in the thesis, that application of the theory of the porous media together with the method of the minimization entropy generation for the analysis of the fouling within a heat exchanger let us to describe in detail the dynamics of the fouling formation process. It is a particularly important because of more realistic values of the additional thermal resistance can be assumed during the design. The application of the above described methods of the thermodynamic analysis provides the guaranty for the realization of the energy savirig technologies into the design process. | en_U |
| dc.identifier.uri | https://card-file.ontu.edu.ua/handle/123456789/3963 | |
| dc.language.iso | other | en_US |
| dc.subject | термодинамічний аналіз | en_US |
| dc.subject | енергоперетворювальна система | en_US |
| dc.subject | теплообмінний апарат | en_US |
| dc.subject | ентропійний метод | en_US |
| dc.subject | ентропійно-цикловий метод | en_US |
| dc.subject | мінімізація виробництва ентропії | en_US |
| dc.subject | відклади | en_US |
| dc.subject | пориста структура | en_US |
| dc.subject | термодинамический анализ | en_US |
| dc.subject | энергопреобразующая система | en_US |
| dc.subject | теплообменный аппарат | en_US |
| dc.subject | энтропийный метод | en_US |
| dc.subject | энтропийно-цикловой метод | en_US |
| dc.subject | минимизация производства энтропии | en_US |
| dc.subject | осаждение | en_US |
| dc.subject | пористая структура | en_US |
| dc.subject | thermodynamic analysis | en_US |
| dc.subject | energy conversion system | en_US |
| dc.subject | heat exchanger | en_US |
| dc.subject | entropy method | en_US |
| dc.subject | entropy-cycle method | en_US |
| dc.subject | entropy generation minimization | en_US |
| dc.subject | foulifig | en_US |
| dc.subject | porous inedia | en_US |
| dc.title | Удосконалення теплообмінних апаратів в малих енергоперетворювальних системах на основі ентропійного методу аналіза | en_US |
| dc.title.alternative | Совершенствование теплообменных аппаратов в малых энергопреобразующих системах на основе энтропийного метода анализа | en_US |
| dc.title.alternative | Improvement heat exchangers in the small energy conversion systems by entropy-based methods of analysis | en_US |
| dc.type | Book | en_US |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- SokolovskayaVV.pdf
- Розмір:
- 17.7 MB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
- Опис:
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 1.71 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: