автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Разработка математических моделей нелинейных процессов тепломассопереноса в пористых структурах

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инв. А 3411 На правах рукописи

Для служебного пользования Экз. Л2

Фалеев Сергей Владиславович

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НЕЛИНЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ТШОМАССОПЕРЕЮХЗА В ПОРИСШ СТРУКТУРАХ

/

Специальность 051405 - Теоретические основы теплотехники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронов 1994

Работа выполнена на кафедре энергетических систем Воронежского государственного технического университета

Научный руководитель: лауреат Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор В.П.Козелков

Официальные оппоненты: член-корреспондент АТН , заслуженный

деятель науки и техники РФ, лауреат

Государственной премии СССР, доктор технических наук, профессор В.М. Полнев

кандидат технических наук О.Н.Сотникова

Ведущая организация: РКК "Энергия" имени С.П.Королева, г.Москва.

Защита диссертации состоится "XI." 1994 г. в

W часов на заседании диссертационного совета К.063.8t.08 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, Московский проспект, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Ваа отзыв на реферат в двух экземплярах , заверенных печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский проспект, 14, геному секретарю диссертационного совета К.063.81.08.

Атореферат разослан 1994 г.

Ученый секретарь диссертационного совета / О

к.т.н., доцент " (C-V^4-4-^" с— а.Н. Глушаков

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность прблеш." Актуальность диссертации опроделена необходимостью целенаправленного поиска оптимальных решений пра проектировании спстем пористого охлаздения. Тема жвэт ванное рнапение для дальнейшего развития и совершенствования теплозащиты в энергомашиностроения.

Данная работа выполнялась но к чтиюксному плану научно-исследовательских работ Воронанекого государственного технического уНИВврРИТвГСВ (ГОС.рвГИСТр. № 01890014250) И В СООТВвТСТБИИ с иновашюшой научно-технической программой (приказ га РФ но высеэй икала Л 356 от 22.aS.92 **.), а такта в соответствии с постановлением СМ У/ 137 - 47 от 2S.0I.8S г.

Цель и задача исследования. Целью настоящей рабсти является дальнейшее развитие теория тепломассояереноса в" сор?.стих структурах, опродолемкэ резервоь повншения, эффективности работы систем пористого охлаздения» Для достижения указанной цел« были поставлены слэдувдиэ задачи:

1. Математическое моделирование процесса нелинейного массо-пареноса в пористых гелзх, кмемцих непроницаемиз (силовые) тэпло-напряканныв' поверхности.

2. Разработка метода расчету температурного поля в пористых структурах в постййоекэ двумерная: полуо'братиой задачи при наличии фазового перехода. .

3. Экспериментальное' моделуоваше процессов тепломассопере-коса в пористых теплообменник элементах.

- Научная новизна

I .Предложены перспектявшо для практического использования-схош течения охладителя в клкновиджгх областях I системах пористого охлакдетя.

2. Описай штод расчета двумэрннх задач фаяьтрацаи в порио-■шх теплооо,:э1ШУх устройствах, баз: руицийся на теории вналита-чзских г5угпгщй1 и на напболов универсальном зэкенэ теории ©ыьтра-шв - степенном.

3. разработал штод рзечэга дзу^эрксго темггеггг- „го'поля з шркотах структурах з посгасозхв гшуобратаюй зг .я пористого* охждзння щп накгш Фазового ' переход.!, гг ^ваюнпй ' болзе до с тс взрнув картгшу теплового состояния по ерь--' :п-э с одаэхврпы х Ерп отеттезпя ¡"[езозого шрзходэ. • '

Кч закза-у слносятся:

1) теоретическое обоснование области применения пористого охлаздения как метода тепловой за.лты-ьнергетических установок;

2) результата теоретически и экспериментальных исследований • двумерных задач фильтрации в пористых элементах систем пористого охлаждения;

3) результаты теоретического и экспериментального анализа теплового состояния пористых теплообменных элементов,, в том числа в постановке пол.,обратной задачи порзстого охлаадекия при наличии фазового перехода "вдкост" -пар*'.

4) предложения к тепловому расчету пористого компактного теплообменника при охлаждении сопол двигательных установок.

Практическое значение и реализация результатов. Предложенные

метода расчета процессов тепломассояервноса пористого охлаждения к выполненные эксперименты дают возможность:

1) создать силовые конструкции с пористыми матрицами;

2) определять тепловое состояние пористых элементов .тепло-обменных устройств с учетом гидродинамики течения охладителя;

3) описывать для широкого класса двумерных фильтрационных задач характер линий тока, равного потенциала, а также распределение шля давления и изотермических поверхностей.

Проведенные эксперимента >ьные исследования позволяй получить количественные оценки течения процессов гвдродиаамики и теплообмена в пористых элементах с непроницаемы® теплонапрякен-ными поверхностями, а на их основе сформулировать практические рекомендации по повышению эф; жтивяоети и надежности работы порис ?х кг токтных теплообменников.

Разработанный автором метод расчета температурного поля в постановке полуобратных задач пористого охлаздения и реноме ".дации по анализу гидродинамики течения охладителя в пористых средах используется в практике РКК "Энергия" имени С.П.Каролева и АО "Воронежпресс".

Материалы диссертационной работы 'используются в учебно,,, процессе при чтении курса "Термодинамика и теплопередача" но кафедре энергетических систем Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Материалы, и результаты, выполненых по хемэ дассэртацаи исследований, докладывались и обсуждались на 2-ой Международной конференции: „Идентификация динамических систем и обратные задачи" (г.Санкт- - Петербург, 1994г.-), региональном

межвузовском семинар "Процессы теплообмена в энергомашиностроении" (г. Воронех, 1991-1993 гг.). Воронежском 1.^техническом институте ( Воронеж "сом государственном техническом университета) - ежегодно с 1990 по 1994 гг., РКК "Энергия" имени С.П.Королева (г. Калининград Московской отпасти, 1994 г.), Воронежской весонней '-^тематической школе но теории краевых задач(г.Воронеж,1994 г.), Всероссийской научной конференции: Диин^шгг процессов и аппаратов химической технологии"(г.Ярославль, 19;"- г.).

Публикации.По теме диссертации опубликованы 7 печатные. работТ ^

Структура к объем работы .Диссертация состоит из введении, четырех глав, выводов, изложена "ч 103 страницах машинописного текста, включает 34 рисунка, 2 таблицы, 3 фотографии и сх хок литературы из 123 наименований."

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована цель и задачи исследования, перечислены основше положения работы, которые выносятся на защиту.

В первой главе излагается состояние вопроса. Приводятся общие СЕэдения о методах блокирования негативного воздействия тепловых штоков. Ставятся цели исследования настоящей работы.

Во второй главе описываются теоретические и экспериментальные исследования процесса масс-тареноса в пористых структурах. Рассмотрены возможные подхода при решении задач нелинейной двумерной фильтрации охладителя в пористых структурах. Показано,что эф$ективчыа результата решений базируются на преобразовании С,А. Чашшгинэ (т, (3), идея которого заключается в то>'. что нелинейные уравнения точно линеаризуются при переходе от физической плоскости к плоскости годографа скорости фильтрации. Но даке после линеаризации получение точшх решений п общем случае оказырается достаточно сложным.

В переменных (т, (3) уравнения движения ■'рэдставляются в виде

дф У7ГТТ . . ¿Р дФ' -/п~Т 2

. — = -юф(-2ет)—•, — ---ехр(-?г ; (1)

<9(3 % дх д% х <3(3

V = ехр % / (Уп'+ Г); е = ехр г / ( ),

п+1

где Ф - безразмерная функц~я тока; % = го й / ?оа - параметр фильтрации; Ро, й - характерны^ давление, скорость,' размер, а

- коэффициент проницаемости.

Исключая из (1) Р и Еведя замену Р(-с,р) = й(я,р) ехр(ет), получим уравнение Гельмгольца (Клейна-Гордона)

вгй дгй

—з + - £г0 = 0, (2)

дх ар*

решение которого отыскивается в области, ккещэй вид бесконечной полосы.

Принимаем следующие допущения :

- область фильтрации - однородная по структуре , равномсрно-порис-тая с постоянным коэффициентом проницаемости;

~ капилляры - элементарные цилиндры ;

- в области фильтруется нескимэвмая кидкость или совершенный газ.

В данном случае принимается к рассмотрению физическая область течения (рис 1,а), которая представляется в плоскости годографа скорости фильтрации в виде бесконечной полосы (рис.-1.6).

Пусть фзльтрация в пористом клине происходит в направлении от проницаемых границ АБ к М) к узкому щелевоэд зазору АС вдоль непроницаемых поверхностей ВС к ВС. Примем в точке В т = 0, тогда в С 1 = +ю, а в точке А % * -«>. На границах полосы величины Р(т,р) = 0(а,р)ехр(е,г) принимают следующие значения : на ДВ Р(т.р) = 1 , <3(1,р) = езр(-8,,с5 ,

на во „ о. « о , (3)

д% 8р не АС Р(х,р) = 0 . ЦСс.Р) =0.

Применение интегрального преобразования Фурье и метода

Вдаэра-Хопфа позволяют получить . решение уравнения Клайна-Гордона

для поставленной задачи с-

п 1/2 - 9 % <р ((в) л

и П/гг _______ ' _. ~________

т * > 0 (Ж.рьехрЫт)-

%/г - (Эо (1С/2 - ро)г

•со

к

(4)

(-1 )ехр(-г.-с) к % (тс/2 - Р)

х вДп

Е> гц 2 - Р

о

при т < О

в

Рис. I; Схема течения в пористом клине при

распределенной подаче охладителя через внешние проницаемые стенки:

а) и физических координатах;

б) в координатах Чаплыгина •

<p (te)

- TfJ'¿ - Ю

w

Г-

pxp(skT:)<p+(-íak)(-1)

к+1

3ln

зГТоГТёГ (2K-t) те (цуг - р) 2(*/2 - 6 )

Параметр vQ - характерная скорость фильтрации в точке В,

определяйся пол* размерных скоростей, находится из соотношений

Чаплыгина 1 «--

dx ---е /п + 1 -t) cos р dP -

X

- ехр(-

/п + 1

-) sin. |S Оф .

с привлечением замены

Р(и,р) = QCi.P) exp(ei). В результате преобразований получил

<р (le) V"4 (P. (-ts,.)

♦ft)

v =

о

a

¿r a*(Vft)

i

n+1

(6)

(7)

(8)

где a=it/2-f Гь=(ш-2)/(2/n+1 ).

Распределение давления г *,оль непроницаемой границы ВС при р

= робудет иметь вид

ю ■<

Р =■

ф_(1с)

O

<V e)sk

(3)

. еали. лдая на ЭВМ полученных соотнозынй позволяет построить профили давления, скорости, кривые, связывающие физические координаты с переменным Чаплыгина.

Экспериментальные исследования полай давления е пористых клиньях проводились на специально изготовленных для 'атой цели моделях, из частиц полистироле й мзда и ¿экспериментальной установки. Сопоставление теоретических профилей давления с зксцзримеи-тальными данныкя указывает на хороаее совпадение' (Рис;2 ),

В третьей главе иссодуется тепло все состояние тепдообмен-ных элементов в' системах пористого охлаждения. Обосновываются допущения задачи на основе анализа моделей пористого охлемешя других авторов. Выводятся уравнения теплогореноса в криволинейных ортогональных координатах. Описана методика анализа теплового состояния порисп—. теплообмешых элементов с учетом . результатов.

5КГ*01и*нг; ¿i" .'J - с. 35" 3-v« S 125кг,1;.

Т-I1.177>:r'c;0-t. 142r:í'.''c. иш - тесэгт.г-í: чя *р.|5Ь,*

ПО. й

Гг.о « V» учик*- м т^оем'^т*^' ННР*

V' Г Ч-Ь7!" 3 f,";S,',r-J * "» -'С- ^-*'1 'i, - 1 •

полученных при решении гидродинамической задачи фильтрации. Вместе с тем излагается разработ^лная автором методика расчета теплообмена в пористом клине в постановке полуобратной задачи пористого охлаждения, а затем рассматривается аналогичная задача, при наличи*. фазового перехода, основанная на математической' модели зонного кипения. При этом были внутри области приняты следующие допущения: ••

1) модель локального теплового равновесия между пористой матрицей и охладителем;

2)подвод тепла осуществляется исключительно по материалу скелета и зависит от эффективной теплопроводности;

3) процессы стационарные;

4) температура однозначно зависит от'давления и изотермы совпадают с изобарами.

Б этом случае процесс переноса тепла описывается уравнением:-

<ЭТ ае —

Он

с в1

-25- =0, (10)

5

7?

^cf'V1-11^'

В ука энных предпосылках в области кипения должны выполнять-' ся следующие условия:

1) температура при данном давлении удовлетворяет условиям фазовой р-Т диаграммы

где Т., рн - температура и давление на изотерме насыщения; Ткр, ркр - кри.лческие температура и давление на изотерме, ограничивающей зону кипения и определяющие толщину этой зоны в области течения теплоносителя;

2) пренебрегаем скачком температур (давлений)

тгн= V Pih= Р2в= Рн: W W Укр' РгкР= Рзкр= Ркр'<12) Здесь Ткр .р - параметры, при которых внутренний тешюобме"

протекает наиболее интенсивно;. - . л

3) расходы по нормали к изотермам определяются в форме

CP,Vn = <Ргтг>» " < Рзтз>п -const; <13)

4) разности штоков тепла на изотермах зоны кипения рар"ы

кЛ-1 - -1 ~ r-ip.y'm, - (14)

г1 fin -*„ 1 I- Гт К 1 1

м—1 -

атг.

1 -2 1 - = ^Р,7, )'>Р. ап -'кр 21 ап КР 11 [в — ср(Т2- ткр) - теплота перегрева; г - скрыт..я теплота

¡рообразования; ср - теплое"кость при постоянном давлении;

5) двухфазную смесь считаем гомогенной.

Принимая во внимание описание физики данного явления, рассмо-шм фазовый переход в пористом клине (рис , 1, а), где при фильт-|ЦШ теплоносителя область фильтрации делится на три зоны: I-«а течения жидкой фазы, II- жидкости- пара, III г пара. Соста-м уравнения, описывающие граничные изот^омы. зок_ кипения и ютветствуюндае постоянные, возникающие из решения задачи. Для ого воспользуемся условиями I) - 5) . •

Предположим, что изотермические линии в соответствующих «ах течения теплоносителя описываются функциями, удовлвтворяв-ми уравнение Лапласа: ■

Ли - 0 (15)

I - и » 1п - Т|,

II - в = 1п |С2 - Т|,

III - V = 1п |03 - Т|, постояннее в соответствующих зонах течения

Совместное решение уравнений (13), (14). (15) ределяет зависимости (16), (17). Креме того, решение уравнения плопереноса (10) для соответствующих граничных условий раздела к течения позволяет получить (18), (19);, (20). При этом соотно-ние |а » для[ зоны хидкости I - ц(Т) = 7(й - Т>; II, III

Г) = ц0(Т / То) , где 1.8-сопзг, при т^- 3, т3= I. .

Для описания решения.задачи в безразмерном виде ввели следу-ие функции

Р (Р* + 1 )Р2 ; Т = (Т* + Т)Г, ; Б » (В" + 1)Г, ,

в Б,. Вг плоносителя.

-

В. - т

1 н

(16)

С„1 _ез(в

СР2

2 кр'

(17)

1с, (Рв - Р, ) = (б - Б,) 1п

»1

»1

+та -Т,

(18)

+

,1,г г ч 1 с 4 3 2 ч

( ; (Ркр~ рн ) + ркр~ ра) = ( + + бвг

1п|

1 2

¡»г - Тг,

0. - Т г кр

1 г

- ^ +3

, г г. ) , з з . 1,4 4«

(19

( ; Й- О + рг- ркр) - ( °з + гСз + 1) 1п

'где

(0з+2)[^р-Тн) ['а-V) '

рг

б. - т

з ур

(20)

М

УоУг л^и г;

аЗТоСрР2

•2

, Совместное решение уравнений (11), (16) - (20) позволяет найти семь неизвестных р , Г , р , Т , Б., Б,, В», определяю-

я я кр Кр > ь *>

щих гранитные изотерма зоны гашения теплоносителя в области фильтрации,к в дальнейшем построить полуобратную задачу с фазовым проврацокием "падкость - пар".

С этой целью рассмотри, пористу» клиновидную область (рис.1, з), через которую продавливается охладитель (жадность или газ) с параметрами на входе р1, , а на поверх ости высачиваяия охладителя - 72, р2, 1 . Такого типа задача является полуобратной, ггаско/ ку в данной постановке для пористого клина необходимо определить форму входной поверхности, а также построить изотермические, изобарические поверхности.

Течение охладителя в пористом клине подчиняется закону

п-7 v

ега<1 Р,

(21)

йщэ а - коэффициент проницаемости пористой среда; п - показатель ■лепечи фильтрации . (при п = 0 - представляется 'линейный закон, яри п Н - нелинейный закон сопротивления).

Процесс тешюпвреноса ■ в пористой структуре описывается уравненном. (10). При п = О в уравнении (Ю> темпэратура является

а

п

>доозначной функцией давления и не представляет труда провести штегрирование. Интегрируем (10), задаваясь ц = цСП, получим для «ладителя Г = Р(р) при граничных условиях :.

Л* = : Рв* = Р1 : Тва* = Т2 ? ?»« - Ра • (22> Зададимся значением Л1, используя уравнение Т » Р<р), найдем

оответствующее ДР.

Нанесем на исследуемую клиновидную ос.асть изобару (изотеру) с параметром давления большим на ДР., (к - номер изобары),

ривлекая уравнение (24), которое в форме конечных разностей

= ---51-• <23)

111 . (ЦТ) ?

«с

5о AS.. - безразмерное расстояний от одной изобары до яоугой, F

»п» 1 'lit

площадь исследуемой области фильтрации, v"*' - заданный закон

эофиля скоростей на внешней границе.

Разобьем границу Llltna отрезки, обовначив точки отложим ) нормалям соотвэтствуюцие ASik. В каадоР точке определи значе-ie функции тока и скорости.

Поскольку по нормали к границе I функция ф » const, s мезду ]умя соседними линиями расстояние А!11{, то после указанных постро-1Ий находится &11к, ь

Процесс построения сетки изобар (изотерм) - функция тока одолжаем до условия

Р = Р .

Процедуру вычислений можно продолжись до следующего прибли-ния, руководг-вуясь определенной степенью точности построения,.

целях утг о!дения анализа рассмотрим частный случай, когда ящика зовд К1Ш01ШЯ бесконечно малая при ^льтращга охладителя эдо), пратерпевакщего фазовое превращение. Область движения к юродне.юристом клине состоит из двух зон: I -¡кядкость; II ар. Зависимость мэвщу давлением и температурой на изотерме гения описывается уравнением.

р = к(Т +nS) - 1, (24)

¡местное решение уравнений (11), (16), (18), (20) позволяет гаделить четыре неизвестных рв ,Тв ,Б1 ,В2, определяющих гранич-ю изотерму кипения теплоносителя в области фазового превраще-: при граничных условиях:

Т » 0 ; р = р. ; Т = : р =0- (25)

вх ' *вг "1 выж г *вых

• Об Зщешшз результаты расчета на ЭВМ иллюс триру ют с я на рис. а,б. Анализируя поведение зависимостей Т = i(x); р = i(x) ,

Т. Р 0.8

. 0.2

-1

а) 1 - Т = Г(х); Р,« 3; К0ф* 5 Вт/(м К>; а - 3 Ю м ; с - Та; 2 - Р . 1(х); Т2 = 0,8; о - Рн; л - Тпр

ОТ- Их); 1 - Р,= 2; 2 - г,5; 3 - 3; 4 - 3.5;

5 - А. = 8 Вт/(м-К); 6 - 7; 7 -"б; 8 - 4; 9 - а"= ю"'3^ из г -13 г -13 г

10 - 2 Ю ы ; 11 - 3 10 М ; 12-4 10 м ; о - Т

. Рис.3 Распределение температуры и давления влоль.

оси клина ;

)

.мокло сказать, что по мере повшения температуры "горячей поверхности " при р1= ccnst и уменьшении входного давления при Т,= const, сокращается протяженность входного участка течения однофазного потока.

Следует отметить значение температуры предельно достижимого перегрева вдкого охладителя Т^ (при перегреве теплоноситель термодинамически неустойчив), которая рассчитывалась из услоеия кэхаш1ческой:.,устойчивости однородной фазы

W гкр " + °'095( тя / Tjcp>* (2б)

где Т - термодинамическая критическая температура.

Известно из экспериментов, что при переходе через точку предельного перегрева осуществляется перовой регжм охлвкдекия дисперсного потока перегретого пара с мельчайшими каплями. В итоге происходит резкое' уменьшение интенсивности теплообмена , градиент температуры пористой среды резко увеличивается. ' Из всого этого следует, что ' солее устойчивый процесс охлаждения наблюдается при Т2= Т^. Ко всему этому следует добавить, что исследуя "поведение зависимостей 5 - 12, процесс охлаждения целесообразно организовать так, чтобы весь охладитель испарился в высокоинтенсивном режимё теплообмена в слое пористого материала с минимальной теплопроводностью и максимальной проницаемостью.

Представлены экспериментальные результаты других авторов по изучению теплового состояния пористых геплообменных элементов. Приведено сопоставление теоретических данных автора с опытными результатам!, которое показало хорошую качественную картину.

В четвертой главе анализируется температурный режим работы пористого компактного теплообменника (ПКГ) при охлаадении сопел двигательных установок на основе математической модели, разработанной автором во второй и третьей главах диссертации. Здесь рассматривается, тепловое состояние ПКТ при воздействии тепловых потоков на - тепловоспранимающую поверхность При наличии участков подвода и отвода.охладителя на противоположной стенке. Получена хорошая качественная картина сопоставления полученных результатов с данными дх угих авторов . Анализируя распределение полей температур в пористом элементе, можно выделить две характерные зоны : в первой, расположенной в ?еиосредствэнноП близости от входа жидкости в теплообменник , реализуется изотермическое течение с температурой, равной темпратура охладителя на входе, во второй зоне, прилегающей к тепловоспринимзющай пластине

л к выходу охладителя из теплообменника, происходи! передача тепла от пористого каркаса к фильтрующемуся охладителю. Размеры ьтих зон, на наш взгляд, влияют на уровень допустимых тепловых потоков и зависят от конструкции теплообменника, теплофизических свойств перистого скелета и фильтрующейся жидкости, перепада . давлений мозду входом и выходом теплоносителя, значений гидра-здмеских коэф&ишэнтов сопротивления проницаемого материала и интенсивности теплообмен^ .меаду каркасом и жидкостью.

Неравномерность распределения расхода охладителя внутри пористого элемента приводит к различной интенсивности теплообмена "¿дслъ взрхньП тепловосприншаюшей поверхности и образованию на. ней локально перегретых зон с возникновением перовой прослойки, формирующейся, ъ основном, в зоне выхода хладагента. Образование этой прослойки приводит к снижению отвода тепла от верхней тепло-воспрдаимб?7лей поверхности к после дующему возможному разрушению, конструкции теплообменника. Для устранения этих недостатков необходимо примег ть в конструкции теплообменника пористые элемента о програ\тафувм 3 структурой, что позволит увеличить расход охладителя и отодкинугь момент образования паровой прослойки.

• ■ ■ ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

¡.Приведено обоснование к приме нег-.ю в изделиях авиационной а ракетно - космической тс, .никл систем пористого схлээдешя, в конструкцию которых предлагается ввести пористые элемента, имеющие непроницаемые теилокапрякенные иесув^'е поверхности.

2.Выполнено математическое моделирование процесса нелинейного маг"опереноса в пористых структурах, описывающее достоверную физическую картину течение охладителя в элементах систем пористо- ' го охлаждения. Моделирование процесса массашреноса рассмотрено при изотермическом течении несжимаемой жидкости довершенного газа) в пористых клиновидной области при наличии по оси симметрии узкого целевого зазора для отсоса из области фильтра: ¿1 охладителя.

3. Разработан метод расчета внутреннего тегг/ обмена в поста- ' новке полуобратной задачи пористого охлаждения в условиях.Фазового перехода "жидкость-пар" при наличии зоны кшгешя, позволяющий построить оптимальную форму поверхности подвода охладителя в пористое тело. . .

4. Создана установка и проведены гидрогазоданамические-,

испытания моделей пористых тел, изготовленных методом насыпок.

5. Выполнен анализ эффективности работы шристых компактных

теплообменников ( порошковых, металловолокнистых ). Ks.. показал!

результаты ( порошковые ПТЭ ), численные исследования позволяют

определить максимально допустимые значения теплового потока (до 2

7 f.ffiT / м ) при фиксироЕ&тюй длине нижней непроницаемой грани-

цы ( 10 м ) '.ï диаметре сферических частиц ' из бронзового материала ( до ¿¿О мкм )при пористости 0,5 -0,7. При этих параметрах обеспечивается высокое значение интенсивности Енут[ нней теплоотдачи в пористых порошковых структурах и создаются условия для • поглощения максимально допустимых тепловых потоков.

Для металловологашстых ПГЭ наблюдается снижение нерзвномар-

-з

ности подачи охладителя при уменьшении его толщин от 3 • 10 м дэ -з

I-ÎO м. Проницаемый элемент такой кснструкщт был изготовлен методом спекания из медных волокон диаметром 50 мкм с пористость» П = 0,63, средний диаметр пор â = 72 мкм.

6. -Результаты данного теплового анализа пористых компактных теплообменников используются в практике ракетно - космической корпорации "Энергия" имени С.П.Королева.

Список публикаций по теме диссертации

1. Шитов В.В., Левченко А.И., Фалеев C.B. О безразмерных коэффициентах внутреннего теплообмена при пористом охлахпении // Теплообмен в «энергетических установках и понижение эффективности их работы. -Воронеж: «ВПИ,. Î9S0. С. 140-144.

2. Дроздов И.Г., Фалеев C.B., Портков В.В., Шатов В.В. О течении псладитзля в поратой неогранической пластине // Тепло -обмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы. -Воронеж: ВПИ, IS92. С. 10-14.

3. Самохвалов В.В., Фалеев C.B. О полуобратнсЗ задаче пористого охлаждения V/ Теплоэнергетика. -Воронеж: ВГМ, 1993. С.'78-83.

4. Дроздов И.Г., Портков В.В., Фалеев C.B., Шитов В.В. Экспериментальные исследования течения в перлеîих структурах // Теплоэнергетика. -Воронеж: ВПИ, 1993. С. 92-99.

5. Фалеев C.B. Об одной краевой задаче пористого охлаждения Понтрягинские чтения - V: Тез. докл. матэматич. школы. -Воронеж:

ЬГУ, 1994. С. 140.

6. Фалеев C.B., Самохвалов В.В., Дроздов И.Г. О'полуобрат-нсй задаче тешгамассопереноса в пористом клине // Труда 2-й Международной конференции: Идентификация - даншическях систем и обратные г адата. -Санкт-Петербург: Шйо, 1994. Сер. 7.1- 7.7.

7. Мозговой И.В., Некравцэв E.H., Фалеев C.B. Математическое моделирование процессов ' тетшоыассоперекоса в пористо-сублпиационких. теялооймс лжах // Динамика процессов и аппаратов химической технологии: Тез. докл. 4-й Всероссийской научной конференции. -Ярославль: ЯШ, I9S4. С. 112.

ЯР » 020419 от 12.02.92. Подписано в печать 7.10.94. Формат 60x84/16. Бумага для множительных^аппаратов. " , Усд.печ.л. 1,0. Уч.-изд.л. 0,8. Тярая-. ?7 вкз. Зак.»4

Воронежский государственны? сехничзский унюарсктзт 394026 r.BopoiiCK, Московский просп., 14-Участок опзратизкой подлграфа:: Боронзхского государственного технически о ункзьрлтста "