Введение к работе
Актуальность темы. Проведение процессов при криогенных температу->ах широко используется в различных отраслях науки и техники. Потери риогенных жидкостей и ухудшение их качества зависят от содержания в [их высококипящих примесей, которые накапливаются в виде осадка в лементах криогенных систем. Превышение допустимого предельного со-;ержания примеси в осадке приводит к аварийным ситуациям. В связи с тим определение момента времени, в который необходимо производить ічистку резервуаров, является важной практической задачей.
Возможности непосредственного измерения содержания примесей в риогенных системах ограничены. Поэтому контроль и прогнозирование одержання примесей в криогенных системах осуществляется расчетным гутем. Однако существующие математические модели, положенные в ос-юву расчета образования осадка, позволяют оценивать его толщину лишь [ля ограниченного класса промышленных резервуаров типа РЦВ, из-за [его точность контроля и прогнозирования мала. Это является следствием ого, что нет достаточно адекватных математических моделей осаждения іримесей для всего класса промышленных резервуаров? В связи с этим необходима модернизация существующего инвариантного к структуре крио-енных систем математического и программного обеспечения задач анали-а, контроля и прогнозирования содержания примесей.
Диссертационная работа выполнена на кафедре высшей математики )ГТА в соответствии с программой работ Министерства общего и професіонального образования РФ по теме «Исследование и разработка моделей іптимизации и принятия решений», ГР № 01970002130.
Целью работы является разработка инвариантных моделей анализа по-оков отвержденных микропримесей в элементах криогенных систем в ус-ювиях образования их осадка в виде подсистемы модифицированного магматического обеспечения автоматизированных систем предметного на-начения криогенной техники.
Задачи исследования: 1 Оценка влияния неоднородности конвективного перемешивания на се-диментирующую малоконцентрированную полидисперсную взвесь для определения входных параметров моделей. і Построение на основе полученных результатов и имеющихся экспериментальных данных моделей осаждения малоконцентрированной по-
4 лидисперсной взвеси в горизонтальном цилиндрическом и сфериче ском резервуарах в условиях конвективного перемешивания с цельк определения относительной массовой концентрации частиц, кинетикі их осаждения и определения толщины осадка на смачиваемой по верхности.
Практическая реализация результатов исследования в виде пакета при
кладных программ, являющегося составной частью функционирую
щего программного обеспечения контроля и прогнозирования накоп
ления примесей в реальных криогенных системах.
Методы исследований. В диссертационной работе использованы мето
ды исследований явлений массопереноса, гидродинамики, дифференци
альных уравнений, математического моделирования, а также численны*
методы.
Научная новизна. При выполнении диссертационного исследование
получены следующие основные результаты, характеризующие его науч
ную новизну:
выполнено исследование влияния неоднородности конвективного пе ремешивания на кинетику осаждения микропримесей с целью определена входных параметров моделей осаждения, характеризующих підродинами ку процесса;
построены модели осаждения малоконцентрированной полидисперс ной взвеси в горизонтальном цилиндрическом и сферическом резервуара: в условиях конвективного перемешивания с использованием известноп обобщенного условия на границе взвесь-осадок, определены относитель ная массовая концентрация частиц, кинетика их осаждения, профиль осад ка на смачиваемой поверхности;
разработан комплекс программ для действующего математическое обеспечения автоматизированной системы предметного назначения крис
. генной.техники, позволяющий осуществлять контроль накопления микрс примесей в горизонтальном цилиндрическом и сферическом резервуарах. Практическая значимость работы состоит в разработке программног комплекса, являющегося подсистемой модифицированного математиче ского обеспечения автоматизированных систем предметного назнач єни криогенной техники. Полученные результаты исследования позволяю эффективно определять толщину осадка на стенках резервуаров и прогне
.зиррвать момент времени, в который необходима очистка их от примесей
Предложенное математическое обеспечение может быть применено в 'АПР, АСУ, АСНИ, АСУТП не только для криогенных систем, но и для ругих технологических объектов различного назначения. .
Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические практические результаты работы реализованы в виде программного ком-лекса и использовались при определении требуемых параметров техноло-яческой операции «хранение», а также при экспериментальных исследо-аниях изделий криогенной техники в «Криоцентре» Воронежского эсударственного технического университета и на Воронежской базе киженного газа, что позволило минимизировать накопление осадков икропримесей, а также существенно упростить и удешевить <сплуатацию системы.
Апробация результатов работы. Основные результаты обсуждались и окладывались на конференции математиков Беларуси (Гродно, Гроднен-кий государственый университет, 1992); III Всероссийской конференции Нелинейные колебания механических систем» (Нижний Новгород, Ниже-эродский государственный университет, 1993); отчетных научных конфе-гнциях ВГТА (Воронеж, ВГТА, 1994, 1999); Всероссийских конференци-ч «Проблемы химии и химической технологии» (Воронеж, ВГУ, 1995); аучной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ВГТА Зоронеж, ВГТА, 1995); «Современные методы теории функций и смеж-ые проблемы» (Воронеж, ВГУ, 1997); I Республиканской электронной на-чной конференции «Новые технологии в образовании» (Воронеж, ВГПУ, 399); IV Международной электронной научной конференции «Современ-ые проблемы информатизации» (Воронеж, ВГПУ, 1999); Международной іектронной научно-технической конференции «Перспективные техноло-іи автоматизации» (Вологда, ВоГТУ, 1999); III Всероссийской научно-гхнической конференции «Информационные технологии и системы» (Во-энеж.ВГТА, 1999).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 печатных збот, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти іав, выводов по работе, списка литературы из 102 наименований и 4 при-эжений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста (ос-овной текст занимает 127 страниц), содержит 17 рисунков и 3 таблицы.