Введение к работе
Актуальность работы.
В 1928 году академик Н.Н. Семенов опубликовал работу, в которой описывалось явление, в последствии получившее название «тепловой взрыв в газовых средах». В 30-х - 40-х годах XX столетия большое развитие в изучение данной тематики внесли такие видные ученые как: О.М. Тодес, Д.А. Франк-Каменецкий и Я.Б. Зельдович.
В 1965 году Бостанджиняном С.А., Мержановым А.Г. и Худяевым СИ. были получены уравнения, аналогичные уравнениям, предложенным Семеновым, но уже для течения вязкой ньютоновской жидкости. Проведенные позже исследования течения вязких жидкостей не дают исчерпывающего ответа на вопрос о возникновении условий, при которых возникает прогрессивное нарастание температуры.
Большинство исследователей, принимая постановку задачи, при которой в потоке жидкости возникает высокая плотность энергии, что приводит к резкому нарастанию температуры, не учитывают тот факт, что хотя внешняя похожесть уравнений для конденсированных и газообразных систем, безусловно, присутствует, однако полное отождествление проводить было бы не верно, т.к. температуры и давления, достигаемые в газообразных системах не достижимы в жидкостных.
В имеющихся на сегодняшний день математических моделях не учитываются неньютоновские свойства жидкостей и отсутствуют методики расчета качественных характеристик при помощи молекулярно-массового распределения.
В связи с необходимостью решения различных прикладных проблем возникающих при проектировании и эксплуатации теплоэнергетических установок задача теоретического исследования процессов тепломассопереноса при ламинарном течении ньютоновских, делатантных и псевдопластичных химически реагирующих жидкостей в трубах и каналах выдвинулась на передний план.
Цель работы:
Аналитическое исследование теплофизических параметров вещества в конденсированном состоянии и обоснование возможности возникновения биффуркационных явлений при ламинарном течении нелинейно-вязких жидкостей в трубах и каналах с использованием разработанных математических моделей стационарного тепломассопереноса.
Научная новизна.
разработаны математические модели, описывающие процессы тепло - и
массопереноса в условиях прогрессивного нарастания температуры при ламинарном
течении нелинейно-вязких жидкостей в осисимметричных трубах и каналах;
проведено аналитическое исследование на возможность возникновения бифуркационных явлений при течении нелинейно-вязкой жидкости в бесконечной круглой трубе, коаксиальном и бесконечном щелевом канале;
разработана математическая модель и получена в явном виде система алгебраических уравнений позволяющая исследовать тепломассообменные процессы происходящие в реакторе гомофазной полимеризации.
Практическая значимость.
В целях предупреждения возникновения прогрессивного нарастания температуры возможно использование разработанных математических моделей и полученных аналитических зависимостей для создания технических средств обеспечения методами автоматизированного контроля технологических процессов, в которых рабочими средами являются нелинейно-вязкие жидкости.
Автор защищает:
математическую модель позволяющую описывать критические режимы течения, возникающие при ламинарном течении нелинейно-вязкой жидкости в бесконечной круглой трубе, коаксиальном и бесконечном щелевом канале;
математическую модель позволяющую описывать критические режимы течения при стационарном тепломассопереносе в трубчатом проточном гомофазном полимеризационном реакторе;
расчетные уравнения полученные при приложении построенных моделей к трубам и каналам обладающим осевой симметрией.
Личное участие.
Основные результаты получены лично автором под руководством канд.техн.наук, доцента Лившица С.А.
Апробация работы:
Работа выполнена в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы» (государственный контракт с ФАНИ № 02.442.11.7164), и гранта РФФИ (№ 05-08-65508а).
Основные положения работы были доложены на следующих конференциях и научных семинарах: 13-ая Международная научно-техническая конференция радиоэлектроника, электротехника и энергетика, г. Москва, 2006; Традиционная ежегодная всероссийская научно практическая конференция г. Казань 2007г. Казанское Арт.училище; II- я молодежная научная конференция «Тинчуринские чтения» КГЭУ г. Казань 2007г; Международная научная конференция "Математические методы в технике и технологиях" ММТТ-20,21 г. Вологда 2007; Международная конференция «Уравнения состояния вещества» г. Эльбрус 2008, Кабардино-Балкарская республика; Тезисы докладов Международной юбилейной научно-практической конференции «Передовые технологии и перспективы развития ОАО Казаньоргсинтез» г. Казань, 2008 г; 5-я Международная научно-техническая конференция Автоматизация и энергосбережение машиностроительного производства, технология и надежность машин, приборов и оборудования (МК 2311-18), г. Вологда, 2009 г. Шестнадцатая международной научно-технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" 25 - 26 февраля 2010 г. Москва;
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Объем и структура работы.
