Моделирование тепловых процессов в пористых материалах и исследования их теплогидродинамических характеристик
Диссертация
Кроме того, часть работ — проектирование, изготовление и отладка экспериментального стендапостроение геометрической модели ВПЯМустановление зависимости теплофизических свойств пористых структур от их характеристикметодики исследования теплогидродинамических характеристик пористых материаловмоделирование тепловых процессов в пористом цилиндре при постоянной температуре боковой поверхности… Читать ещё >
Содержание
- Основные обозначения
- Глава 1. Современное состояние исследований теплоотдачи и гидродинамического сопротивления пористых материалов
- 1. 1. Пористые материалы и их применение в энергетике
- 1. 2. Моделирование структуры пористых тел
- 1. 3. Теплофизические свойства пористых материалов
- 1. 4. Теплоотдача пористых материалов
- 1. 5. Гидравлическое сопротивление пористых материалов
- 1. 6. Методы исследование теплоотдачи пористых материалов
- 1. 6. 1. Математические модели тепловых процессов
- 1. 6. 2. Экспериментальные стенды
- 2. 1. Устройство стенда
- 2. 1. 1. Газодинамическая схема стенда
- 2. 1. 2. Измерительная схема стенда
- 3. 1. Геометрическая модель низкопористой структуры
- 3. 2. Геометрическая модель высокопористой структуры
- 3. 3. Теплофизические свойства пористых структур
- 3. 4. Сопряженная задача стационарного теплообмена однофазного потока с пористым цилиндром при переменной температуре боковой поверхности каркаса по длине цилиндра
- 3. 5. Оценка доли теплоты, отдаваемой каркасу
- 3. 6. Выбор расчетной пористости и проверка результатов расчетов характерных температур пористого цилиндра по результатам измерения на стенде
- 3. 7. Методика исследования теплоотдачи и сопративления пористого цилиндра
- 3. 8. Тестирование методики исследования теплоотдачи
- 4. 1. Геометрические характеристики исследованных пористых образцов
- 4. 2. Результаты исследования теплоотдачи
- 4. 3. Оценка теплоэнергетической эффективности пластинчатого теплообменника с пористыми вставками
Список литературы
- Попов И.А. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена. Казань: Центр инновационных технологий. 2007. 240 с.
- Пористые проницаемые материалы: Справ, изд./ Под ред. Белова C.B. М.: Металлургия. 1987. 335 с.
- Андриевский P.A. Пористые металлокерамические материалы. М.: Металлургия. 1964. 188 с.
- Анциферов В.Н., Храмцов В. Д. Способы получения и свойства высокопористых ячеистых металлов и сплавов. // Перспективные материалы. 2000. № 5. С. 56−60.
- Гольдштик М.А. Процессы переноса в зернистом слое. Новосибирск: Институт теплофизики СО АН СССР, 1984. 164 с.
- Полежаев Ю.В., Юревич Ф. Б. Тепловая защита / Под ред. A.B. Лыкова. М.: Энергия. 1976. С. 408
- Высокопористые материалы в лазерной оптике. Проблемы и перспективы. Структура высокопористых материалов и их гидравлические и теплофизические свойства / В. Н. Анциферов, В. В. Аполлонов, М. С. Грановский и др. М.: Институт общей физики АН СССР, 1988. 65 с.
- Субботин В.И., Харитонов В. В. Теплофизика охлаждаемых лазерных зеркал // Теплофизика высоких температур. 1991. Т.29. № 2. С. 365−375.
- Леонтьев А.И. К расчету эффективности охлаждения лопаток газовых турбин // Известия РАН. Энергетика. 1993. № 6. С. 85.
- Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В. В., Байгалиев Б. Е. Теплогидравлический расчет и проектирование оборудования с интенсифицированным теплообменом. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004. 432 с.
- Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Физматлит. 1962. 456 с.
- Коллинз Р. Течения жидкостей через пористые материалы / Пер. Салганик Р. Л. Под ред. Баренблатта Г. И. М.: МИР. 1964. 350 с.
- Полежаев Ю.В., Поляков А. Ф., Поцепкин В. М., Репин И. В. Тепловые режимы пористой стенки при проникающем охлаждении. Постановка и решение задачи. // ТВТ. 1997. Т.35. № 1. С. 86−92.
- Полежаев Ю.В., Селиверстов Е. М. Универсальная модель теплообмена в системах с проникающим охлаждением // Теплофизика высоких температур. 2002. Т. 40. № 6. С. 922−930.
- Полежаев Ю.В., Протасов М. В., Селиверстов Е. М. Модель канала как средство описания гидродинамики и теплообмена в пористых средах. // ТВТ. 2001. Т.39. № 1. С.146−153.
- Аэров М.Э., Тодес О. М., Наринский Д. А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Л.: Химия. 1979. 176 с.
- Леонтьев А.И., Поляков А. Ф. Тепловое состояние пористой стенки при проникающем охлаждении // Теплофизика высоких температур. 2006. Т. 44. № 1. С. 98−106.
- Чудновский А.Ф. Теплообмен в дисперсных средах. М.: Гостехиздат. 1954.
- Богоявленский Р.Г. Гидродинамика и теплообмен в высокотемпературных ядерных реакторах с шаровыми твэлами. М.: Атомиздат. 1978. 112 с.
- Лейбензон Л.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.-Л.: ОГИЗ. 1947. 244 с.
- Швидлер М.И. Статистическая гидродинамика пористых сред. М.: Недра. 1985.
- Басниев КС., Дмитриев Н. М., Розенберг Г. Д. Нефтегазовая гидромеханика. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2005.
- Кирсанов Ю.А., Марфин Е. А., Данилов В. А., Башкирцев Г. В. Моделирование геометрических и теплофизических свойств низкопористой структуры // Изв. вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2011. № 4. С.
- Nakayama A., Ando К., Yang Ch., Sano Y., Kuwahara F., Liu J. A study on interstitial heat transfer in consolidated and unconsolidated porous media // Heat Mass Transfer. 2009. Vol.45. P. 1365−1372.
- Васильев Л.Л., Танаева C.A. Теплофизические свойства пористых материалов. Минск: Наука и техника. 1971. 265 с.
- Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Справочная книга. Л.: Энергия. 1974. 264 с.
- Поляев В.М., Майоров В. А., Васильев Л. Л. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение. 1988. 168 с.
- Липаев A.A., Хисамов P.C., Чугунов В. А. Теплофизика горных пород нефтяных месторождений. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». 2003. 304 с.
- Николаев С.А., Николаева Н. Г., Саламатин А. Н. Теплофизика горных пород. Казань: Изд. КГУ. 1987.
- Липаев A.A., Гуревич В. М., Липаев С. А., Тепловые свойства горных пород нефтяных месторождений Татарстана. Справочник. Казань: Издательство КМО. 2001. 205с.
- Субботин В.И., Харитонов В. В., Плаксеев A.A., Алексеев C.B. Об интенсификации теплообмена в капиллярно-пористых теплообменниках // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1984. № 6. С. 94−101.
- Харитонов В.В. Теплофизика лазерных зеркал. М.: МИФИ. 1993. 150 с.
- Анциферов В.Н., Куневич А. П., Басанов В. А., Медведев А. П. Электросопротивление и теплопроводность высокопористых проницаемых ячеистых материалов // Порошковая металлургия. 1988. № 8. С. 87−92.
- Плаксеев A.A., Харитонов В. В. Теплообмен в каналах с пористыми вставками при вынужденном течении жидкости // Инженерно-физический журнал. 1989. Т. 56. № 1. С. 36−44.
- Научные основы технологий XXI века / Под общей редакцией А. И. Леонтьева, H.H. Пилюгина, Ю. В. Полежаева, В. М. Поляева. М.: УНПЦ «Энергомаш», 2000. — 136 с.
- Зейгарник Ю.А., Иванов Ф. П., Обобщение опытных данных по внутреннему теплообмену в пористых структурах// ТВТ.2010.Т.48, № 3. С.402−408.
- Дезидерьев С.Г., Каримова А. Г., Локай В. И. Результаты экспериментального исследования внутренего теплообмена в пористых образцах с малыми размерами пор. ИВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. АВИАЦИОННАЯ ТЕХНИКА. Казань. 1975. № 3. С 36−40.
- Гортышов Ю.Ф., Муравьев Г. Б., Надыров И. Н. Экспериментальное исследование течения и теплообмена в высокопористых структурах // Инженерно-физический журнал. 1987. Т.53. № 3. С. 357−361.
- Гортышов Ю.Ф., Надыров И. Н., Ашихмин С. Р., Куневич А. П. Теплообмен при течении однофазного и вскипающего охладителя в канале с пористой вставкой // Инженерно-физический журнал. 1991. Т.60. № 2. С. 252 258.
- Назипов P.A. Моделирование и расчет теплогидродинамических характеристик высокопористого материала / Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань: КазНЦ РАН, 2010. 122 с.
- Авдеев A.A., Созиев Р. И. Гидродинамическое сопротивление потока пароводяной смеси в шаровой засыпке // Теплофизика высоких температур. 2008. Т.46. № 2. С. 251−256.
- Fukuda К., Kondoh Т., Hasegawa S. Relationship between Heat Transfer and Pressure Drop of Porous Materials // Engineering Sciences Reports, Kyushu University. 1992. Vol. 14, No 2, pp. 213−223/
- Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. М.:Энергия, 1972. 560 с.
- Харитонов В.В., Плаксеев A.A. Предельные тепловые нагрузки в лазерных зеркалах с охлаждаемой пористой подложкой // Теплофизика высоких температур. 1982. Т. 20. № 4. С. 712−717.
- Зейгарник Ю.А., Поляков А. Ф., Сухорученко С. Ю., Шехтер Ю. Л. Гидравлические характеристики оболочек из пористых сетчатых материалов // Теплофизика высоких температур. 1996. Т. 34. № 6. С. 924−928.
- Поляков А.Ф., Ревизников Д. Л. Численное моделирование сопряженного тепломассообмена при проникающем пористом охлаждении цилиндрической передней кромки// Теплофизика высоких температур. 1998. № 4. С. 617.
- Поляков А.Ф., Ревизников Д. Л. Особенности теплозащиты передней кромки при сочетании пористого проникающего и конвективно-кондуктивного охлаждения // Теплофизика высоких температур. 1999. Т.37. № 6. С. 928.
- Исаев С.А., Леонтьев А. И., Садовников Г. С. Сопряженный турбулентный теплообмен в зоне падения скачка уплотнения на стенку с пористой вставкой // Теплофизика высоких температур. 2004. Т.42. № 1. С. 72.
- Бери, Пиви, Аллен. Нестационарный теплообмен в пористых цилиндрах // Теплопередача. 1974. № 2. С. 114−122.
- Артемов В.И., Леонтьев А. И., Поляков А. Ф. Численное моделирование конвективно-кондуктивного теплообмена в блоке прямоугольных микроканалов // ТВТ. 2005. Т. 43. № 4. С. 580.
- Ревизников Д.Л. Сопряженный тепломассообмен при обтекании неоднородных тел // Математическое моделирование. 2000. Т. 12. № 7. С. 5157.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А. Теплообмен пористого тела с однофазным потоком теплоносителя. ТВТ. 2011. Т. 49. № 2. С. 235−242.
- Лыков A.B. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600с.
- Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 1985. 480 с.
- Зейгарник Ю.А., Иванов Ф. П., Икрянников Н. П., Опытные данные по теплоотдаче и гидравлическому сопротивлению в неупорядочных пористых структурах // Теплоэнергетика. 1991, № 2, с 33−38.
- Данилов В.А., Назипов P.A. Стенд для исследования теплогидродинамических характеристик пористых материалов // Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». Т. 2. Казань: КГЭУ, 2010 260 с. / С. 6−7.
- Назипов P.A., Данилов В. А., Башкирцев Г. А., Кирсанов Ю. А. Исследование гидросопротивления в высокопористой структуре // VII школасеминар молодых ученых и специалистов академика РАН В. Е. Алемасова. Казань, 2010.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. JL: Машиностроение, 1975. 776 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Пер. с англ. под ред. И. Г. Арамановича. М.: Наука. 1974. 832 с.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А., Башкирцев Г. В. Моделирование структуры пористых материалов / НТО по договору АЭ-2010/1. Per. № 1 201 001 949. Казань. 2010. 25 с.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А. Геометрические и теплофизические характеристики высокопористой структуры // Известия вузов. Авиационная техника. 2010. № 2. С.49−52.
- Данилов В.А., Назипов P.A. Теплофизические свойства каркаса и теплоносителя в пористых средах // Материалы аспирантско-магистерского семинара, посвященному Дню энергетика: Секция ATI 111. Направление: Теплоэнергетика. Казань: КГЭУ, 2009. С. 13.
- Назипов P.A., Данилов В. А. Тепловые процессы в высокопористом теле // Материалы аспирантско-магистерского семинара, посвященному Дню энергетика: Секция АТПП. Направление: Теплоэнергетика. Казань: КГЭУ, 2009. С. 11.
- Назипов P.A., Данилов В. А., Кирсанов Ю. А. Теплообмен в высокопористом теле // Труды IX международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение». Казань: «Артпечатьсервис», 2009. 4.2. С.349−358.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А., Башкирцев Г. В. Математическая модель тепловых процессов и методика исследования теплоотдачи в пористом цилиндре // Известия Самарского научного центра РАН. 2010. Т. 12, № 4. С. 90−96.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А., Башкирцев Г. В. / Моделирование тепловых процессов в пористых материалах / НТО по договору АЭ-2010/2. Per. № 1 201 153 375. Казань. 2010. 19 с.
- Назипов P.A., Иванова Е. И., Кирсанов Ю. А. Данилов В.А. Математическое моделирование теплопроводности пористого цилиндра // В мире научных открытий. Красноярск: Изд-во Научно-инновационный центр, 2010. № 6.1. С. 157−161.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A., Данилов В. А., Иванова Е. И. Теплопроводность охлаждаемого пористого цилиндра // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 4. С. 124−132.
- Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям / Пер. с нем. С. В. Фомина. М.: Наука, 1971. 576 с.
- Назипов P.A. Данилов В. А. Метод исследования теплоотдачи в пористом теле. Материалы докладов V Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». Т. 2. Казань: КГЭУ, 2010 260 с. / С. 240−241.
- Назипов P.A., Данилов В. А., Башкирцев Г. А., Кирсанов Ю. А. Исследование теплообмена в высокопористой структуре // VII школа-семинар молодых ученых и специалистов академика РАН В. Е. Алемасова. Казань, 2010. С.
- Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М. О. Штейнберга. М.: Машиностроение, 1992. 672с.
- Назипов P.A., Кирсанов Ю. А. Теплоотдача и сопротивление пористого цилиндра // Материалы I международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика». Ставрополь: СевКавГТУ, 2010. 578с. С.188−191.
- Кирсанов Ю.А., Назипов P.A. Данилов В. А. Критериальные уравнения теплоотдачи и гидросопротивления ВПЯМ. Труды XI Международного симпозиума «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение». Казань, 2010. Часть 2. С. 96−103.
- Данилов В.А., Назипов P.A., Кирсанов Ю. А. Теплогидродинамические характеристики высокопористого цилиндра // Фундаментальные и приклажные проблемы науки. Том 2. Материалы VI Международного симпозиума.- Москва: РАН, 2011. — 351 с. / С. 12−20.
- Kirsanov Yu.A., Nazipov R. A, Ivanova E.I., Danilov V.A. Interior heat exchange and resistance of a highly porous body // 15-th Workshop on Transport Phenomena in Two Phase Flow. September 17 22, 2011. Sunny Beach Resort, Bulgaria.
- Fukuda К., Kondoh Т., Hasegawa S. Relationship between Heat Transfer and Pressure Drop of Porous Materials // Engineering Sciences Reports. Vol. 14. No 2. Pp. 213−223.
- Зейгарник Ю.А., Иванов Ф. П. Обобщение опытных данных по внутреннему теплообмену в пористых структурах // ТВТ. 2010. Т. 48. № 3. С. 402−408.
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. — 720 с.
- Ривкин С.Д., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. — 422 с.
- Методы расчета теплофизических свойств газов и жидкостей / В. Ф. Абросимов, В. К. Безуглый, Н. К. Болотин и др.: Под ред. В. В. Федорова и др. М.: Химия, 1974. — 248 с.
- Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей / Пер. с англ. под ред. В. Б. Когана. Л.: Химия, 1971. — 704 с.
- Шашков А.Г., Абраменко Т. Н. Теплопроводность газовых смесей. М.: Энергия, 1970.-288 с.
- Осинцев О.Е., Федоров В. Н. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: Справочник. М.: Машиностроение, 2004. 336 с.
- Смирягин А.П. и др. Промышленные цветные металлы и сплавы: Справочник. М.: Металлургия, 1971. — 396 с.
- Физические величины: Справочник / А. П. Бабичев, H.A. Бабушкина, A.M. Братковский и др. Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. -1232 с.