Моделирование и разработка пористой системы тепловой защиты энергоустановок

Кожухов, Николай Николаевич

Моделирование и разработка пористой системы тепловой защиты энергоустановок тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

Кожухов, Николай Николаевич АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.14 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Моделирование и разработка пористой системы тепловой защиты энергоустановок»

Автореферат диссертации на тему "Моделирование и разработка пористой системы тепловой защиты энергоустановок"

На правах рукописи

КОЖУХОВ Николай Николаевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПОРИСТОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

Специальности: 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая

теплотехника 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2005

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Мозговой Николай Васильевич

Научный консультант кандидат технических наук, доцент

Дроздов Игорь Геннадьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Батаронов Игорь Леонидович;

кандидат технических наук, доцент Кубряков Евгений Анатольевич

Ведущая организация ОАО Конструкторское бюро

«Химавтоматика», г. Воронеж

Защита состоится «29» декабря 2005 г. в 1400 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_» ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ФХ

Бараков А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основные тенденции развития теплоэнергетики, с одной стороны, характеризуются применением высококалорийных топливных компонентов, таких как метан, водород, кислород, с другой стороны - с интенсификацией процессов в энергетических установках. Все это связано с повышением тепловых нагрузок на различные элементы энергетических систем. В связи с этим важной проблемой является обеспечение надежного охлаждения теплонапряженных узлов энергоустановок при их функционировании. Эффективным методом тепловой защиты является охлаждение на базе пористых теплообменных элементов (ПТЭ) с применением различного рода турбулизирующих перегородок. В данных элементах в общем случае имеет место трехмерное нелинейное течение охладителя, которое в настоящее время мало исследовано вблизи границ сложной формы реальных поверхностей теплообмена.

Кроме того, известные методы расчета пористого охлаждения, как правило, характеризуются стационарными условиями, тогда как системы охлаждения на основе ПТЭ функционируют в условиях нестационарных тепловых нагрузок, что требует адекватного анализа нестационарных процессов тепломассопереноса.

Таким образом, исследование нестационарных процессов тепломассопереноса в системах пористого охлаждения при нелинейном течении охладителя является одной из актуальных научно-технических задач.

Данная диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Физико-технические проблемы энергетики и экологии», раздел «Моделирование теплообмена в ПТЭ с криволинейными границами» ГБ 04.12 per. № 01.2.00 409970, и в соответствии с ведомственной научной программой «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2005 год, проект НТП 3/05 «Моделирование и разработка пористых систем тепловой защиты устройств управления тепловыми процессами» per. № 0120.0 505528.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка и исследование математических моделей нестационарных процессов тепломассопереноса в системах пористого охлаждения для повышения эффективности их работы.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- разработка математической модели нелинейной фильтрации в ПТЭ при однофазном течении охладителя;

- численное моделирование нестационарной фильтрации в ПТЭ с криволинейными границами и интенсифицирующими перегородками;

- разработка математической модели нестационарного двумерного

теплопереноса в ПТЭ при нелинейном однофазном тачешгаохладителя;

(РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ |

БИБЛИОТЕКА j

- численное моделирование нестационарного теплового состояния ПТЭ сложной формы с интенсифицирующими перегородками при локальном тепловом равновесии;

- экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена охладителя в ПТЭ с криволинейными границами, а также разработка компактного теплообменного аппарата с ПТЭ.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использованы методы математического и экспериментального моделирования.

Научная новизна.

1. Результаты численного моделирования нестационарной фильтрации в ПТЭ различных конфигураций, отличающегося учетом криволинейных границ.

2. Численное моделирование нестационарного теплообмена в условиях локального теплового равновесия в ПТЭ, отличающееся учетом криволи-нейности границ и процесса нагрева охладителя.

3. Методика расчета процессов тепломассопереноса для широкого класса ПТЭ, учитывающая нелинейность процесса фильтрации.

4. Система пористого охлаждения для тепловой защиты теплонапря-женных элементов, позволяющая на 30% повысить эффективность работы энергетических установок.

Практическая значимость работы. Разработана методика численного расчета гидравлических и тепловых характеристик ПТЭ, которая позволяет прогнозировать такие нежелательные явления, как недопустимый по техническим характеристикам разогрев теготонапряженных элементов энергетических устройств.

Разработаны прикладные программы, реализующие методики расчетов гидравлических и тепловых характеристик и параметров процессов фильтрации при движении различных охладителей в ПТЭ, позволяющие повысить эффективность и безопасность энергетических установок.

Исходя из полученных результатов и экспериментальных исследований, даны практические рекомендации для создания новых теплозащитных устройств на основе ПТЭ. Результаты диссертационного исследования внедрены в практику ООО "ВЭКС-Энерго" (г. Воронеж).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Третьей Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 2002); XXX Гагаринских чтениях (Москва, 2004); V Международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2004); V Международной теп-лофизической школе «Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством» (Тамбов, 2004); XIV и XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Ры-

(Рыбинск, 2004; Калуга, 2005), а также на открытом конкурсе на лучшую научную работу студентов и аспирантов в рамках основных научных направлений ВГТУ, по итогам которого был получен диплом победителя.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ. Шесть статей [1-6] опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, выпускаемых в Российской Федерации и рекомендованных ВАК для докторских диссертаций. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: [7] - разработка математической модели системы пористого охлаждения; [8] - обоснование выбора и построение численной схемы решения с привлечением разностной схемы Мак-Кормака «предиктор-корректор»; [9, 10] - оптимизация пористого компактного теп-лообменного аппарата при различных режимах его работы; [11, 2, 5, 12] -конфигурирование и обработка опытных данных в системе 8сас1а; [1, 6] — разработка алгоритма и численная реализация для определения поля давления в пористом элементе; [13, 14, 3] - вывод дискретизированных уравнений для определения поля температур с учетом криволинейности внешних границ; [15, 4] - экспериментальное исследование процесса фильтрации в пористом элементе.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с основными результатами и выводами, изложенными на 177 страницах, библиографического списка из 151 наименования, 3 приложений, содержит 86 рисунков и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, представлена научная новизна и практическая значимость результатов работы.

В первой главе приводится обзор литературы по теме диссертации, известных моделей тепловой защиты устройств управления тепловыми процессами. Рассмотрено применение известных моделей пористых структур и выполнен анализ опубликованных теоретических и экспериментальных исследований процесса фильтрации и теплообмена. Сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе формулируются исходные предпосылки и постановка задачи, приводится решение двумерной задачи фильтрации в областях с прямолинейными границами и криволинейными границами. Обосновывается выбор численного метода решения задачи, составляется разностная схема. Анализируются результаты вычислительных экспериментов.

Аналитическая теория нестационарной фильтрации в пористом теле базируется на следующем уравнении:

р|£ = -рш1Р-(сц1в+Эра2)|. (1)

Для определения полей давлений и скоростей течения охладителя рассмотрена система уравнений, включающая уравнение неразрывности и проекции скоростей, влияющих на течение охладителя:

Р^— §-(аЦ + Рр»)в„ (2)

Э9, ар .

р"аГ=~§~((ХЦ+Ррд)а>' (3)

9» 5ЭУ

= (4)

9х ду

Продифференцировав (2) по х, а (3) по у, затем сложив полученные уравнения и преобразовав, получим

а2Р ^Р _ (_ 39 . 39.

Уравнения (2), (3) и (5) приводятся к безразмерному виду путем введения следующих переменных: Р* = —, х* = —, у* = — , т* = —, 9* = —,

Р0 <1 <1 т„ 90

9 . &

9* = —, 9* = —. После преобразований систему уравнений (2), (3), (5) за-

»0 Эо

пишем в виде

|1 = а|1+В9>С9Х, (6)

§ = А^+В9;+С9-в;, (7)

(8)

д(х'У д(у'У Ч ах " Зу

гдеА = -^-,В = -^,С = -Рт090. ар90 р

Рассмотрим решение задачи об определении полей скоростей и давлений в области течения охладителя с криволинейной границей, описываемой уравнением второго порядка с интенсифицирующей перегородкой, представленной на рис. 1.

Рис. 1. Схема физической области течения охладителя с криволинейной границей в системе с интенсифицирующей перегородкой типа шпунта

Применим преобразование координат общего вида для отображения физической области на вычислительную область. Для получения равномерной сетки в вычислительной области выберем границу РЕ в качестве границы вычислительной поверхности. Преобразование, связывающее физическую и вычислительную области, зададим следующим образом:

£ = г\ = ц(х,у). (9)

Система уравнений (6)—(8) при переходе от физических координат х, у к координатам в вычислительной плоскости г] преобразуется при помощи правила дифференцирования сложной функции. Таким образом, система (6)-(8) для решения задачи с физической областью, имеющей криволинейную границу, примет вид

(ят>* ЯГО* Л

(Ю)

(П)

да; .л ЭР* 1 +-Г-Т1, дг\

да* У Эт* = А Г ЭР* 1<эГу ЭР* )

дк э|2 +§яг

2 Э2Р* ЭР* ег Э2Р*

ЭР* , ^Р* ЭР* „/_ , х о-Г

Э2Р

Эп

. да* п'/п' п* \Э&*

(12)

Система уравнений (10)-(12) описьшает распределение скоростей и давлений в ПТЭ в координатах и решается в вычислительной плоскости. При этом связь между координатами в физической и вычислительной плоскостях задают метрические коэффициенты преобразова-

НИЯ^х» £у> ^уу.Лх' Лу, Лхх» Луу •

Построим сетку для расчета полей скорости и давления в пористом элементе, изображенном на рис. 1. Пусть положение границы РЕ задается некоторой функцией у (х) на отрезке а < х <, Ь. Сетку легко построить, выбирая постоянным шаг по координате х и деля каждый отрезок между АО и ЕБ на одинаковое количество частей. Это описывается следующими зависимостями:

4 = х, п = -

(13)

где у^ (х) - уравнение границы РЕ. При этом значения х и у находим по заданным значениям Л ■

Граничные условия для давления на стенках определяем из выражения

пУР* = 0. (14)

Так как т](х,у) = 1 на границе РЕ, той = ('Пх>'Пу) ■ Применяя правило дифференцирования сложной функции, в результате преобразований получим

л/Пк+П

ар

=о.

(15)

Для границ АР и БЕ граничные условия определяются уравнением (14) ду'

при условии, что >Ту —г = 0 . Тогда

8Р' е дР')

= 0.

(16)

Составим дискретизированные аналоги системы уравнений (10)-(12) и граничных условий (15), (16). Для этого применим метод центральных разностей. Получим

п'п+1 _ п'п , (р'п _р«„ \ Ат^Ат* /.„ .„ V

-»«у + ,+и-е,->.,;+ 2Дт1 ..нГ

(17)

с:1=е

2АЕ,

2Ат|

(18)

, , . Ах* (£+£), . . ч Ас* + )

ргг+ (р"+.,-2Р>

Ат (лд+Ц„)/ .„ .„ ч 2АТ1 * М+1 >-3'1'

(19)

Р*п _ р'п Р*п _ р*я

Г|+1Л+1 гМ.1-1 Г|-1.К1

2Ат\

2Ац

Дт С

Для граничного условия на РЕ:

р'п _р'ь ,

ЛхДя

2 ^(л'+л,2)

Для граничных условий на АР и БЕ:

(У" -Р*п )

Р*° =

(20)

(21)

(22)

Л М+&Ч

Таким образом, используя уравнения (17)-(22), определяем поля давлений и скоростей в ПТЭ. Результаты расчета представлены на рис. 2.

■ Ь а Ь

Рис. 2. Поля давлений и скоростей в области с криволинейной границей. х = 4,93 ■ 10~5 с. Охладитель вода. Перегородка - шпунт 6=0,0025 м

В третьей главе описывается численное решение двумерной нестационарной задачи теплообмена в случае локального теплового равновесия в ПТЭ с криволинейной границей, приводится постановка задачи, анализи-

руются подходы к решению, показан алгоритм решения методом конечных разностей. На основе полученных результатов указывается режим работы пористых систем охлаждения с наибольшей эффективностью.

В случае локального теплового равновесия температуры матрицы и охладителя выравниваются. Нестационарное температурное поле в пористом элементе описывается уравнением

ЭТ= У2Т дг

-9|>га<1Т.

(23)

СзфРзф СэфРзф В случае двумерной системы координат х, у уравнение (23) запишется в

виде

ат^ Хзф Г^т | а2т

Пс^р«

"ах у эу

(24)

Сэ*Рзф

При этом теплофизические характеристики пористой матрицы, охладителя и эффективные свойства определяются по формулам

Рт=Р:(1"П),Рох=р^П; с.=с1(1-П),с.=с1П;

(25)

СзфР^ = с иря (1 - П) + сохрохП;

Для удобства решения приведем уравнение (24) к безразмерному виду путем введения следующих переменных

Т • т .»

х =т> у =т

к-*'-®:

Рс = УохСзфРз*

Получим

ЭГ

= А

а'т* а2т*

8(>Т а(у-)'

-В

. зГ . ат*

Ух + 1Г1

.ах ау

(26)

(27)

где А =

, В =

Решение рассмотрим на примере следующей области

Рис. 3. Схема физической области течения со шпунтом для решения р задачи теплообмена дТ

Для уравнения (27) граничные условия для АР и БЕ в общем виде запишутся:

"х о. * У о. *

дх. ду

■ = 0.

Преобразовав к криволинейным координатам, получим

ЗТ* Е сГГ'

= 0.

(28)

(29)

Положим, что на границе РЕ плотность теплового потока ц=сопз1, тогда граничное условие для РЕ запишется в виде

пУТ*=Ч*, (30)

где д = —— нормированная плотность теплового потока. Чо

Плотность теплового потока, вносимого охладителем на границу НО, qo, Вт/м2, определяем из условия нагревания охладителя на входе в ПТЭ:

Чо =

РэфСзфаТИ

(31)

где Тн - заданная температура охладителя у источника, "С; X

а = ——— коэффициент температуропроводности, м2/с. СэфРэф

Разложив вектор нормали и УТ* в (30) на оси х, у и преобразовав, получим 1

№+ Лу

= 4 ■

(32)

После приведения к криволинейным координатам и дискретизации уравнение (27) примет вид

Г*п+1 Т*п Гс2 , Е2 С , г.

2** /т*"

'р'П + ) _гр"

Ах

= А

/тУ» "?Т*П , т'ч Т ^УУ /т*п т'в \

«и~21 и + т-т;.,^-

Чх^Чу/т«п от*п , х»п \ . ^хх +Т1уу /^.'п \

*2Т -+т

г _ , г _ (<Т«*П _»г*» >Г*П _1**11

¡+1-Н ]

А£ 2Дт) 2Ат)

(33)

-в

* 2АЕ, ,х 2ЛТ1

1 1+1,1 1 1-1,1 1 |р+1 ~ 1 м-1

2Л£,

- + Т|

2Аг|

Дискретизированные граничные условия запишем в виде: ■ для ЕЕ

'Т'*П ___

ЧНу - _2 ,

Лх+Лу

Аля'д/Лх+Л,

Лх^Л /Т*П _ т*п \ т*п

Лх+Л^

■ для АР и БЕ

т]жД£+Дт| ' ^ ЛхД^+АЛ

;(34)

(35)

для температуры на входе в ПТЭ

т*в =т + 1

_/т'п _т*п 1, Лу „•„

а*" АР' 1" 1-1,11 Аг1

гРе»:",^

Ре»/иАл

(36)

1 +

Ре&'Д.Дт!

Решая численно уравнения (33>(36), можно определить поле температур в ПТЭ в любой момент времени. Результат одного из вариантов ПТЭ представлен на рис. 10.

Рис. 4. Поле температур ПТЭ. Охладитель воздух

т=0,57 с, ТЮ=27ДЗ°С, <3=0,01 м.

ДР=0,1 я=105

МПа, Вт/м2,

В четвертой главе приведена методика экспериментальных исследований процессов гидродинамики течения охладителя и теплообмена в ПТЭ. Приводится методика обработки опытных данных на основе Бсаск-системы. Сравниваются теоретические результаты с экспериментальными.

Экспериментальная установка, принципиальная схема которой представлена на рис. 5, состоит из жидкостных магистралей, участка испытываемого образца и измерительной аппаратуры.

Общий перепад давления при проведении эксперимента измеряется с помощью дифференциального датчика давления 3 марки Сапфир22, который имеет токовый выход 4-20 мА. Сигнал подается на измеритель-регулятор 6 фирмы Овен, марки ТРМ 138-Р, где можно наблюдать значение перепада давления. Для удобства и удаленного доступа измеряемые параметры передаются через адаптер сетевых протоколов 7 фирмы Овен, марки АС-3, который преобразует 485 интерфейс прибора ТРМ 138-Р в 232 интерфейс, на компьютер 8.

Рис 5. Схема экспериментальной установки для исследования гидродинамики течения охладителя в ПТЭ

1 - пьезометрический стенд,

2 - ПТЭ, 3 - дифференциальный датчик давления Сапфир 22 ДД,

4 - расходомер ВЗЛЕТ ЭРСВ-310,

5 - фильтр, 6 - измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ138-Р,

7 - адаптер сетевых протоколов ОВЕН АС-3,8 - компьютер, 9 - бак с водой, 10 - насос

На компьютере ведется протокол измеряемых параметров, что позволяет демонстрировать поле давлений, а также общую картину течения охладителя.

Криволинейная граница задавалась уравнением у = ах2 + Ь. Сравнение теоретических результатов и эксперимента показано на рис. 6. Расхождение экспериментальных данных и теоретических результатов не превышает 10%.

Дня экспериментальных исследований процессов теплообмена в ПТЭ был разработан пористый компактный теплообменный аппарат (ПКТОА) (рис. 7).

Рис. 7. Пористый компактный теплообменный аппарат

1 - ПТЭ, 2 - крышка, 3 - штуцер входа охладителя, 4 - штуцер для выхода охладителя, 5 - основание

Исследования показали, что при габаритах 50x50 мм, высоте ПТЭ 11=3 мм, толщине ПТЭ 5=3 мм, количестве ПТЭ 10, при расходе воды 0,001...0,01 кг/с ПКТОА обеспечивает теплосъем 84...850 Вт при перепаде давления 2,5...5 мм вод.ст.; при расходе воздуха 0,001...0,005 кг/с обеспечивает теплосъем 20... 101 Вт при перепаде давления 17,5... 60 мм вод.ст.

Изменение перепада давления от расхода показано на рис. 8. На рис. 9 приведена зависимость количества снимаемой теплоты от расхода.

Рис. 8. Рис. 9.

В пятой главе представлена система пористого охлаждения опытно-промышленной установки на базе машины плазменной резки ППлФ-2,5-6У4, а также результаты практического применения.

В качестве объекта исследования были исследованы две модели ПТЭ, изображенные на рис. 10. Модель № 1 представляла собой ПТЭ, изготовленный из латунной сетки (размер ячейки 0,03 мм, диаметр нити 0,01 мм). Модель №2 представляла собой элемент, выполненный в виде цилиндра с центральным отверстием, с распределительным коллектором охладителя в нижнем торце, связанным с боковыми входными транспирационными каналами, и с боковыми выходными транспирационными каналами.

Тепловые исследования проводились на действующей машине для плазменной резки ППлФ2,5-6У4. Машина портального типа с фотоэлектронной масштабной системой управления движением плазмотрона по контуру.

модель № 1

Рис. 10. Схема модели

При проведении испытаний измерялись температура и расход охладителя, значения тока и напряжения. Регулирование тока осуществлялось регулятором тока на АПР-402.

Испытания проводились для плазмотрона со штатной системой охлаждения, а также при использовании ПТЭ на моделях №1 и №2. Температура охладителя на входе изменялась в диапазоне от 22,5 °С до 24,1 °С. Результаты представлены на рис. 11.

Рис. 11. Зависимость температуры охладителя в плазмотроне от тока резки

1,2,3 - температура на выходе, °С (1 - плазмотрон со штатной системой охлаждения; 2 - модель № 2; 3 - модель № 1). 4 - температура на входе.--0=0,03 кг/с;

---0=0,07 кг/с

Основные условные обозначения

р - плотность, кг/м3; Р - давление, Па; а - инерционный коэффициент, м'2; р - вязкостный коэффициент, м"1; ц - динамический коэффициент вязкости, Па-с; 9 - модуль вектора скорости, м/с; х - координата, м; у - координата, м; Э* - проекция вектора скорости на ось х, м/с; 9У - проекция вектора скорости на ось у, м/с; Р0 - характерное давление, Па; с! - толщина, м; т0 - характерное время, с; 90 - характерная скорость, м/с; Р* - приведенное давление; х', у* - приведенные координаты; в*, - приведенные проекции скорости на ось х, у соответственно; 3* - приведенный модуль вектора скорости; £ - криволинейная координата, соответствующая оси х, м; т) -криволинейная координата, соответствующая оси у, м; , Е,у, , ,

т)х, ц , •п10С, т^ - метрические коэффициенты преобразования; Т - температура, К; П - пористость; Хп, - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м К); Ц, - эффективный коэффициент теплопроводности пористой среды, Вт/(м-К); Сэф - эффективная теплоемкость пористой среды, Дж/(кг К); рэф - эффективная плотность пористой среды, кг/м3; Л, - диаметр частиц, м; Т* - приведенная температура; т* - приведенное время; я - плотность теплового потока, Вт/м2; - плотность теплового потока, вносимая охладите-

лем, Вт/м2; q* - безразмерная плотность теплового потока, а - коэффициент температуропроводности, м2/с.

Критерии (числа)

<&„

Ре = —- Пекле.

Индексы: ох - охладитель; ш - материал; эф - эффективный; s - матрица; ч - частица; in - inline; и - источник.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель, позволяющая проводить численные расчеты нестационарных двумерных полей давления и скорости в ПТЭ с криволинейными границами.

2. Разработана математическая модель, позволяющая проводить численные расчеты нестационарного двумерного поля температур в ПТЭ с криволинейными границами в условиях локального теплового равновесия при граничных условиях второго рода.

3. На основе разностной схемы с центральными разностями разработан алгоритм и методика расчета полей давлений, скоростей и температур для широкого класса ПТЭ и охладителей, учитывающие изменение температуры охладителя на входе в ПТЭ. При этом расхождение полученных экспериментальных результатов с теоретическими расчетами не превышало 15 %.

4. Разработана и исследована конструкция пористого компактного теплообменного аппарата, обеспечивающего плотность отводимого теплового потока до 120 Вт/см2 с теплонапряженных поверхностей.

5. Проведены тепловые испытания моделей ПТЭ на базе промышленной установки машины плазменной резки. Сформулированы практические рекомендации ООО «ВЭКС-Энерго» (г. Воронеж) для конструкторской разработки системы охлаждения плазмотрона ПВР-402-У4 в составе опытно-промышленной установки.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Дроздов И.Г., Кожухов H.H., Коновалов Д.А. Моделирование гидродинамики пористых элементов теплообменных аппаратов // Наука - производству: Ежемесячный науч.-техн. журнал. 2003. № 12(68). С. 39-43.

2. Дроздов И.Г., Кожухов H.H., Габасова Э.Р. Экспериментальная установка для исследования автоматизированных систем теплоснабжения //

Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Энергетика: 2003. Вып. 7.3. С. 161165.

3. Дроздов И.Г., Кожухов H.H. Численное моделирование теплового состояния пористого клиновидного элемента с криволинейной границей // Системы управления и информационные технологии: Науч.-техн. журнал. 2005. № 3(20). С. 17-19.

4. Дроздов И.Г., Кожухов H.H. Экспериментальные исследования фильтрации в пористом элементе // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Энергетика. 2005. Т. 1. № 6. С. 13-17.

5. Экспериментальные исследования теплообмена в каналах энергетических установок / И.Г. Дроздов, Н.В. Мозговой, Э.Р. Габасова, H.H. Кожухов // Наука - производству: Ежемесячный научн.-техн. журнал. 2005. №3(83). С. 36-40.

6. Дроздов И.Г., Брюханов A.A., Кожухов H.H. Моделирование гидродинамики течения охладителя с «критической» вязкостью в пористых компактных теплообменниках систем управления тепловыми процессами // Системы управления и информационные технологии: Науч.-техн. журнал. 2004. №2(14). С. 62-64.

7. Численное моделирование работы системы пористого охлаждения / Д.А. Коновалов, А.Ф. Аксанов, H.H. Кожухов, И.Г. Дроздов // Современные аэрокосмические технологии: Труды научн.-техн. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. Воронеж, 2000. С. 120.

8. Дроздов И.Г., Коновалов Д.А., Кожухов H.H. // Нестационарный теплообмен в пористом теплообменном элементе с учетом двухтемпературной модели: Двухфазные течения. Дисперсные потоки и пористые среды: Труды Третьей Рос. национальной конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ, 2002. Т. 5. С. 213-216.

9. Оптимизация компактного теплообменника для систем управления тепловыми процессами / В.В. Фалеев, И.Г. Дроздов, Д.А. Коновалов, H.H. Кожухов // Интенсификация теплообмена. Радиационный и сложный теплообмен: Труды Третьей Рос. национальной конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 2002. Т. 6. С. 209-212.

10. Моделирование работы компактного теплообменника для систем управления тепловыми процессами / В.В. Фалеев, И.Г. Дроздов, Д.А. Коновалов, H.H. Кожухов // Информационные технологии моделирования и управления: Междунар. сб. науч. тр. Воронеж: Изд-во "Научная книга", 2004. Вып. 13. С. 69-76.

11. Экспериментальная установка для исследования ПКТ системы охлаждения плазмотрона ПВР-402 на переходных режимах работы / И.Г. Дроздов, ДА. Коновалов, H.H. Кожухов, Э.Р. Габасова // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV

школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. Т.1. М.: Изд-во МЭИ, 2003. С. 380-382.

12. Конфигурирование информационно-измерительной системы управления тепловыми процессами с 485 интерфейсом / И.Г. Дроздов, H.H. Кожухов, C.B. Дахин, В.Ю. Дубанин // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления: Материалы XVI науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов. М.: МГИЭМ, 2004. С. 256-257.

13. Кожухов H.H., Дроздов И.Г., Мозговой Н.В. О тепловом состоянии пористого клиновидного элемента с криволинейной границей // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XV школы-семинара молодых ученых и специалистов. М.: Изд-во МЭИ, 2005. Т. 2. С. 293-295.

14. Дроздов И.Г., Мозговой Н.В., Кожухов H.H. Температурное поле пористого элемента с криволинейными границами // Авиакосмические технологии "АКТ-2004". Труды пятой Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж, 2004. Ч. П. С. 94-97.

15. Дроздов, И .Г., Кожухов H.H., Мозговой Н.В. Экспериментальные исследования фильтрации в пористом элементе при наличии локальных зон // Теплофизические измерения при контроле и управлении качеством: Материалы пятой Междунар. теплофизической школы. Тамбов: ТГТУ, 2004.

Подписано в печать 24.11.2005 Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Зак. № JIJL Воронежский государственный технический университет 394026 Воронеж, Московский просп., 14

Ч. 2. С. 48-50.

; Í

»23607

РНБ Русский фонд

2006-4 ^

27088 áf

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Кожухов, Николай Николаевич

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ПОРИСТЫЕ ТЕПЛООБМЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ. ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Методы защиты теплонапряженных поверхностей от действия высокотемпературного теплового потока.

1.2 Особенности конструктивного решения теплозащитных систем с использованием пористых теплообменных элементов.

1.3 Обзор подходов к моделированию процессов фильтрации и теплообмена в пористых теплообменных элементах.

1.4 Выводы и задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ТЕЧЕНИЯ ОХЛАДИТЕЛЯ В ПТЭ С УЧЕТОМ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Численное решение задачи в областях с прямолинейными границами.

2.3 Численное решение задачи в области с криволинейной границей.

2.4 Методика расчета и вычислительный эксперимент.

3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ПТЭ ПРИ ДВУМЕРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ОХЛАДИТЕЛЯ.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Численное решение задачи в области с криволинейной границей.

3.3 Методика расчета и вычислительный эксперимент.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

А ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ПТЭ СО СЛОЖНОЙ ГРАНИЦЕЙ.

4.1 Описание экспериментальной установки для исследования гидродинамики течения охладителя в ПТЭ.

4.2 Методика проведения эксперимента и обработка опытных данных.

4.3 Описание экспериментальной установки для исследования процессов теплообмена в ПТЭ.

4.4 Основные результаты экспериментальных исследований тепломассопереноса в ПТЭ.

5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПЛАЗМОТРОНА.

5.1 Описание экспериментальных моделей.

5.2 Опытно-промышленная установка для исследования теплообмена в ПТЭ.

5.2.1 Описание традиционной системы охлаждения.

5.2.2 Описание опытно-промышленной установки.

5.2.3 Описание системы охлаждения с использованием систем с развитой поверхностью.

5.2.4 Проведение тепловых испытаний.

5.3 Практическое применение системы пористого охлаждения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Введение диссертация по физике, на тему "Моделирование и разработка пористой системы тепловой защиты энергоустановок"

w Актуальность темы. Основные тенденции развития теплоэнергетики, с одной стороны, характеризуются применением высококалорийных топливных компонентов, таких как метан, водород, кислород, с другой стороны — интенсификацией процессов в энергетических установках. Все это связано с повышением тепловых нагрузок на различные элементы энергетических систем. В связи с этим важной проблемой является обеспечение надежного охлаждения теплонапряженных узлов энергоустановок при их функционировании. Эффективным методом тепловой защиты является охлаждение на базе пористых теп-лообменных элементов (ПТЭ) с применением различного рода турбулизирую-щих перегородок. В данных элементах в общем случае имеет место трехмерное нелинейное течение охладителя, которое в настоящее время мало исследовано вблизи границ сложной формы реальных поверхностей теплообмена.

Таким образом, исследование нестационарных процессов тепломассопе-реноса в системах пористого охлаждения при нелинейном течении охладителя является одной из актуальных научно-технических задач.

Данная диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Физико-технические проблемы энергетики и экологии», раздел «Моделирование теплообмена в ПТЭ с криволинейными границами» ГБ 04.12 per. № 01.2.00 409970, и в соответствии с ведомственной научной программой «Развитие научного потенциала высшей школы» на 2005 год, проект НТП 3/05 «Мо* делирование и разработка пористых систем тепловой защиты устройств управления тепловыми процессами» per. № 0120.0 505528.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка и исследование математических моделей нестационарных процессов те-пломассопереноса в системах пористого охлаждения для повышения эффективности их работы.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

- разработка математической модели нелинейной фильтрации в ПТЭ при однофазном течении охладителя;

- разработка математической модели нестационарного двумерного теп-лопереноса в ПТЭ при нелинейном однофазном течении охладителя;

Научная новизна.

2. Численное моделирование нестационарного теплообмена в условиях локального теплового равновесия в ПТЭ, отличающееся учетом криволинейно-сти границ и процесса нагрева охладителя.

4. Система пористого охлаждения для тепловой защиты теплонапряжен-ных элементов, позволяющая на 30% повысить эффективность работы энергетических установок.

Практическая значимость работы. Разработана методика численного расчета гидравлических и тепловых характеристик ПТЭ, которая позволяет прогнозировать такие нежелательные явления, как недопустимый по техническим характеристикам разогрев теплонапряженных элементов энергетических устройств.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Третьей Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 2002); XXX Гагаринских чтениях (Москва, 2004); V международной научно-технической конференции «Авиакосмические технологии» (Воронеж, 2004); V международной теплофизической школе «Те-плофизические измерения при контроле и управлении качеством» (Тамбов, 2004); XIV и XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева (Рыбинск, 2004; Калуга, 2005), а также на открытом конкурсе на лучшую научную работу студентов и аспирантов в рамках основных научных направлений ВГТУ, по итогам которого был получен диплом победителя.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ. Шесть статей [121, 145-148, 150] опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, выпускаемых в Российской Федерации и рекомендованных ВАК для докторских диссертаций. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: [40] - Разработка математической модели системы пористого охлаждения; [138] — обоснование выбора и построение численной схемы решения с привлечением разностной схемы Мак-Кормака «предиктор-корректор»; [139, 142] - оптимизация пористого компактного тегоюоб-менного аппарата при различных режимах его работы; [140, 145, 146, 149] -конфигурирование и обработка опытных данных в системе Scada; [121, 147] — разработка алгоритма и численная реализация для определения поля давления в пористом элементе; [141, 143, 148] - вывод дискретизированных уравнений для определения поля температур с учетом криволинейности внешних границ; [144, 150] — экспериментальное исследование процесса фильтрации в пористом элементе.

Заключение диссертации по теме "Теплофизика и теоретическая теплотехника"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

4. Разработана и исследована конструкция пористого компактного теп-лообменного аппарата, обеспечивающего плотность отводимого теплового потока до 120 Вт/см" с теплонапряженных поверхностей.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата технических наук, Кожухов, Николай Николаевич, Воронеж

1. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 408 с.

2. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.Л. Интенсификация теплоотдачи в каналах. М.: Машиностроение, 1990. - 200 с.

3. Поляев В.М., Майоров В.А., Васильев Л.Л. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988, 168 с.

4. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. В 2 кн. Кн. 2. Учебн. Для авиац. спец. вузов/ А.П. Васильев, В.М. Кудрявцев, В.А. Кузнцов и др.; Под ред. В.М. Кудрявцева.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк., 1993- 368 е.; ил.

5. Сахаров Г.И., Андреевский В.В., Букреев В.В. Нагрев тел при движении с большими сверхзвуковыми скоростями. — М.: Оборонгиз, 1961. — 98 с.

6. Дзюбенко Б.В., Ашмантас Л.В., Сегаль М.Д. Моделирование стационарных и переходных тепло гидравлических процессов в каналах сложной формы: Монография. Вильнюс: Pradai. 1994. — 240 с.

7. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб / Ю.А Быстров, С.А. Исаев, H.A. Кудрявцев, А.И. Леонтьев. СПб: Судостроение, 2005. 400 с.

8. Зарубин B.C. Температурные поля в конструкции летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1978.- 150с.

9. Faleev V.V., Drozdov I.G., Portnov V.V. Simulation of heat and mass transfer with porous cooling throat of nozzle of jet engine //Third China-Russia-Ukraine symposium on astronatical scieence and technology. XFAN China, September 16-20, 1994, p.244.

10. F.C. Lai, F.A. Kulacki. Oscillatory mixed convection in horizontal porous layers locally heated from below // International Journal Heat and Mass Transfer. Vol. 34, №3, 1991, pp. 887-890.

11. S. Maruama, T. Aihara, R. Viskanta Transient behavior of an active thermal protection system // International Journal Heat and Mass Transfer. Vol. 34, №3, 1991, pp. 625-632.

12. G. Flamant, T. Menigault, D. Shvvander. Combined heat transfer in semitransparent multilayer packed bed // ASME J. Heat Transfer vol. 110, 1988, pp. 463467.25. Пат. 6126723 США.26. Пат. 3433299 США.27. Пат. 3323586 США.

13. Г.А. Кузьмин, О.Н. Соболева Подсеточное моделирование фильтрации в пористых автомодельных средах // Прикладная механика и техническая физика. 2002. Т.43 № 4, С. 115-126.

14. В.А. Бабкин Исследование относительных движений вязкой жидкости и пористой среды с использованием уравнения Бринкмана // Механика жидкости и газа. 2002. №4, С. 90-97.

15. И.Б. Давыдкин, В.Н. Монахов Задачи со свободными границами для нелинейных моделей фильтрации жидкости в неоднородных пористых средах // Прикладная механика и техническая физика. 2003. Т. 44, № 6, С. 76-84.

16. В.В. Кадет, A.A. Максименко Решеточное моделирование течения взвесей и эмульсий в пористых средах // Механика жидкости и газа. 2002, № 1, С. 105-112.

17. О.Ю. Кантур, В.Г. Цибулин Расчет семейств стационарных режимов фильтрационной конвекции в узком контейнере // Прикладная механика и техническая физика. 2003. Т.44 № 2, С. 92-100.

18. H.A. Барышников, Г.В. Беляков, С.Б. Турунтаев Экспериментальное исследование вытеснения вязких жидкостей из пористых сред // Механика жидкости и газа. 2005, № 1, С. 124-131.

19. Р. Йюнси, Д. Калаче, А. Харкати Численное моделирование тепловой и концентрационной естественной конвекции в пористой полости при встречном течении // Механика жидкости и газа. 2002, № 6, С. 11-21.

20. М.Н. Дмитриев, Н.М. Дмитриев, В.В. Кадет Обобщенный закон Дар-си и структура фазовых и относительных проницаемостей для двухфазнойфильтрации в анизотропных пористых средах // Механика жидкости и газа. 2003, №2, С. 136-145.

21. A.A. Зайцев, В.В. Фомченков, А.Я. Шпилевой Об определении течения поступательного потока через систему круговых или сферических слоев различной проницаемости // Механика жидкости и газа. 2002, № 6, С. 162-165.

22. С.Е. Холодовский О фильтрационных течениях в средах с экранированным шаровым включением // Механика жидкости и газа. 2002, № 4, С. 98104.

23. А.Ф. Поляков, В.К. Стратьев, С.Ю. Сухорученко, А.Ф. Третьяков, Ю.Л. Шехтер Структура и обобщенные гидравлические характеристики оболочек из пористых сетчатых материалов // Известия академии наук Энергетика, 2000. №3, С. 118-129.

24. Горин A.B., Дехтярь P.A., Мухин В.А., Саломатин E.H. Теплообмен со стенками каналов, заполненных зернистой средой // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С. 175 178.

25. Казазян В.Т., Полюхович В.М. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление засыпок шаров в кольцевых каналах // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С. 195- 198.

26. Накоряков В.Е., Мухин В.А. Тепло- и массообмен при внутреннем и внешнем фильтрационном течении // Дисперсные потоки и пористые среды: Тр. Первой Рос. Нац. Конф. По теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.7. С. 131-137.

27. Харитонов В.В., Атаманов В.В., Киселева Ю.Н. Пределы интенсификации теплоотдачи в каналах с пористыми вставками // Дисперсные потоки и пористые среды: Тр. Первой Рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.7. С. 204-213.

28. Атаманов В.В., Харитонов В.В., Якутии Н.В. Взаимосвязь теплоотдачи и диссипации энергии потока в шаровых засыпках // Теплофизика высоких температур, 1996 Т.34, №4, С.590-596.

29. Божков И.А., Зайцев В.К., Обуч С.Н. Расчетно-экспериментальное исследование сложного теплопереноса в высокопористых композиционных материалах // Инженерно-физический журнал, 1990, т. 59, № 4, С. 623-629.

30. Гортышев Ю.Н., 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.

31. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А. Исследование процессов теплообмена и гидродинамики в каналах теплообменных аппаратов на основе ВПЯМ // Дисперсные потоки и пористые среды: Тр. Первой Рос. Нац. Конф. По теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.7. С. 59-64.

32. Абрамченко А.Н., Калинченко A.C., Бурцер Й., Калинченко В.А., Танаева С.А., Василенко И.П. Определение теплопроводности пенообразного алюминия // Инженерно-физический журнал. 1999. Т. 72. №3. С. 397-401.

33. 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. 61, №2, С.252-258.

34. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А., Гулицкий К.Э. Гидродинамика и теплообмен в каналах с упорядоченным пористым материалом // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С. 179 182.

35. 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, №4, С.924-928.

36. Коваленко Ю.А., Груздев В.А., Веслогузов Ю.А. Теплопроводность и структура пористых высокодисперсных порошковых металлов, уплотненных прессованием // Теплофизика высоких температур. 1995. Т.ЗЗ №3 С. 373-377.

37. Новиков В.В. Теплофизические и механические свойства микронеоднородных материалов // Теплофизика высоких температур. 1996. Т.34 №5 С. 698-704.

38. Поляков В.В., Утемесов М.А., Егоров A.B. Влияние структуры на теплофизические характеристики пористых металлов // Инженерно-физический журнал. 1995. Т. 68. №5. С. 720-723.

39. Полежаев Ю.В., Поляков Л.Ф., Поцепкин В.М., Репин И.В. Тепловые режимы пористой стенки при проникающем охлаждении. Постановка и решение задачи // Теплофизика высоких температур. 1997, Т.35 №1 С.86-92.

40. Полежаев Ю.В., Поляков А.Ф. Параметрический анализ тепловых режимов пористой стенки при проникающем охлаждении // Теплофизика высоких температур. 1997, Т.35 №4 С.605-613.

41. Кузнецов А.В. Оптимальное управление прогревом пористого тела потоком несжимаемой жидкости (газа) // Инженерно-физический журнал. 1997. Т. 70. №3. С. 380-385.

42. Глушаков А.Н., Воронин В.И. Нестационарное температурное поле в пористом теле при фильтрации газа // Инженерно-физический журнал, 1971, т. 21, №2, С. 354-359.

43. Глушаков А.Н. Изменение температуры стенки при пористом охлаждении // Строительная механика, газоаэродинамика и производство летательных аппаратов. Воронеж: ВПИ, 1974, С. 39- 44.

44. Дружинец В.В., Левченко Н.М., Остроумов С.М. Исследование пористо-сублимационного охлаждения // ИФЖ, 1994. Т.66. - №5.- С. 747-753.

45. Поляев В.М., Пелевин Ф.В., Затонский А.В. Методика расчета и оптимизация теплообменника с межканальной фильтрацией теплоносителя // Теплоэнергетика, 1997.- № 6.- С. 49-52.

46. Фалеев В.В., Шитов В.В., Терлеев А.Я. Тепловое состояние пористой пластины в условиях фильтрации охладителя // Инженерно-физический журнал, 1986, т. 51, № 5, С. 748-752.

47. Young B.D., Williams D.F., Bryson A.W. Two-dimensional natural convection in a packed bed containing a hot spot and its relevance to the transport of air coal dump // International Journal Heat and Mass Transfer. 1986, v. 29, №2, pp. 331-336.

48. Non-darsy natural convection over slender vertical frustum of a cone in a saturated porous medium // International Journal Heat and Mass Transfer. 1986, v. 29, №1, pp. 153-157.

49. Hunt M.I., Tien C.l. Effects of thermal dispersion on forced convection in fibrous media // International Journal Heat and Mass Transfer. 1988, v. 31, №2, pp. 301-309.

50. Gillis U.S., Minkowych W.J. Boundary and inetria effects on cohajugate mixed convection heat transfer from a vertical plate fin in a high-porosity porous medium // International Journal Heat and Mass Transfer. 1988, v. 31, №2, pp. 419427.

51. Курнатенков A.B., Поляев B.M. Численное определение двумерных полей температур при пористом охлаждении. // Инженерно-физический журнал, 1984, т. 47, № 6, С. 984-989.

52. Плаксеев А.А., Харитонов В.В. Теплообмен в каналах с пористыми вставками при вынужденном течении жидкости // Инженерно-физический журнал, 1989, т. 56, № 1, С. 36-44.

53. Глушаков А.Н., Воронин В.И. Стационарное температурное поле при охлаждении выпотеванием // Инженерно-физический журнал, 1967, т. 13, №6, С. 921-925.

54. Дроздов И.Г., Портнов В.В., Фалеев С.В. О течении охладителя в пористой неограниченной пластине // Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы.- Воронеж: ВПИ, 1992, С.10-14.

55. Фалеев В.В., Дроздов И.Г., Портнов В.В. О тепловом состоянии пористой среды в условиях нелинейной фильтрации охладителя //Дисперсные потоки и пористые среды: Тр. Первой Рос. Нац. Конф. По теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.7. С. 190-193.

56. Дроздов И.Г., Портнов В.В. Двумерное стационарное температурное поле пористом канале // Теплоэнергетика. Межвуз. Сб. науч. Трудов. Воронеж: ВГТУ, 1996, С. 64-71.

57. Футько С.И., Шабуня С.И., Жданок С.Л. Приближенное аналитическое решение задачи распрстранения фильтрационной волны горения в пористой среде // Инженерно-физический журнал. 1998. Т. 71. №1. С. 41-45.

58. Мартыненко О.Г., Павлюкевич Н.В. Тепло- и массоперенос в пористых средах // Инженерно-физический журнал. 1998. Т. 71. №1. С. 5-18.

59. Харитонов В.В., Плаксеев A.A. Предельные тепловые нагрузки в лазерных зеркалах с охлаждаемой пористой подложкой // Теплофизика высоких температур, 1983, т.21, № I, С. 86-91.

60. Субботин В.И., Харитонов В.В., Плаксеев A.A. Теплообмен в пористой подложке охлаждаемых лазерных зеркал // Теплофизика высоких температур, 1983, т.21, № 1, С. 92-100.

61. Петухов Б.С., Алексеев В.А., Зайгарнин В.А. Проблема теплообмена в охлаждаемых зеркалах технологических лазеров // Теплофизика высоких температур, 1985, т.23, № 6, С. 1200-1210.

62. Быстрое Л.И., Михайлов B.C., Гарбуз И.И. Гидравлические характеристики теплообменных аппаратов на основе пористых структур // Теплофизика высоких температур, 1985, т.23, № 2, С. 383-388.

63. Зейгарнин Ю.А., Шиков В.А., Штипельман Я.И. Течение в канале с поворотами, заполненном пористой средой // Теплофизика высоких температур, 1986, т.24, № 5, С. 941-947.

64. Жакин А.И., Веревичева М.А. Континуальная модель тепломассообмена в мелкопористых средах в условиях интенсивных тепловых потоков. Исследование модели // Теплофизика высоких температур. 1999, Т.37 №1 С. 111116.

65. Поляков А.Ф., Ревизников Д.Л. Численное моделирование сопряженного тепломассобмена при конвективно завесном охлаждении // Теплофизика высоких температур. 1999, Т.37 №3 С.420-426.

66. 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.928-931.

67. Курячий А.П. Модель радиационно-испарительной тепловой защиты с фильтрацией пара сквозь теплоизоляцию // Теплофизика высоких температур. 1999, Т.37 №3 С.445-451.

68. Елисеенко В.Н., Емельянов В.Н. Гидродинамика и теплообмен в материалах ворсовой структуры // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С.191 194.

69. Резник C.B., Калинин Д.Ю., Шуляковский A.B. Моделирование теп-лофизических процессов в стеклокристаллических материалах // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С.263 266.

70. Скибин А.П., Куракин A.A., Ефремов Д.В. Численный метод расчета сопряженного теплообмена при подводе охладителя к проницаемой стенке //

71. Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.5, 1998, С.282 285.

72. Осипов М.И., Гущин A.B., Дадонова Р.Н. Сопряженный тепломассообмен в пористой стенке со вдувом охладителя // Дисперсные потоки и пористые среды. Труды второй Российской Национальной конференции по теплообмену. Т.2, 1998, С.200 203.

73. Самохвалов В.В., Фалеев В.В., Шитов В.В. Установившаяся нелинейная фильтрация жидкости и газа в пористых средах // Строительная механика, газоаэродинамика и производство летательных аппаратов. Воронеж: ВПИ, 1974, С. 39-44.

74. Кошелев С.Б., Харитонов В.В. Гидродинамика и теплообмен при струйном течении воды в пористых средах // Изв. АН СССР энерг. и трансп. -1986, №2, С. 60-67.

75. Поляев В.М., Галицейский Б.М., Можаев А.П., Ложкин А.Л. Физика внутреннего теплообмена в неоднородных пористых средах // Дисперсные потоки и пористые среды: Тр. Первой Рос. Нац. Конф. По теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.7. С. 167-172.

76. Ермаков М.К., Никитин С.А., Полежаев В.И. Система и компьютерная лаборатория для моделирования процессов конвективного тепло- и массо-обмена//Механика жидкости и газа, 1997. №3. - С. 22-37.

77. Воронков A.B., Ионкин A.A., Павлов А.Н., Чурбанов А.Г. Моделирование теплогидравлики в реакторах с интегральной компоновкой оборудования // Труды Второй Российской национальной конференции по теплообмену, 1998. Т.5. - С. 163-166.

78. Горячев В.Д., Зайчик Л.И., Рис В.В., Смирнов Е.М. Использование ГИВС "SELIGER" при моделировании энерготехнологических процессов // Труды Второй Российской национальной конференции по теплообмену, 1998. -Т. 5.-С. 183-186.

79. Андерсон Д., Танехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. T.l. -М.: Мир, 1990. 384 с.

80. Соболев С.Л. Уравнения математической физики. М.: Наука,1966.f.

81. Рябенький B.C., Филиппов A.B. Об устойчивости разностных уравнений. М.: Гостехиздат, 1956.

82. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. — М.: Лаборатория базовых знаний, 2000 г. 624 е.: ил.

83. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1982.

84. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: Пер. с англ. В 2-х т. Т. 1. М.: Мир, 1991. 504 с.

85. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1984.-288 с.

86. Фалеев В.В., Дроздов И.Г., Коновалов Д.А. Численное моделирование нестационарного теплообмена при пористом охлаждении // Теплоэнергетика: Межвуз. сб. Науч. Тр. Воронеж, ВГТУ, 1999. С. 4-10.

87. Голубева, О.В. Курс механики сплошных сред. Учебное пособие для педвузов Текст. / О.В. Голубева. М.: «Высшая школа», 1972. - 368 с.

88. Андерсон Д., Танехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. Т.2. М.: Мир, 1990. - 384 с.

89. Дроздов И.Г., Кожухов H.H., Коновалов Д.А., Моделирование гидродинамики пористых элементов теплообменных аппаратов // Наука производству. Ежемесячный научно-технический журнал 2003, № 12(68), С. 39-43.

90. Коздоба JT.А., Чухмаков В.Л. Система уравнений тепло- и массопере-носа при пористом охлаждении // Теплофизика и теплотехника, респ. Межвед. Сб., вып. 19, Киев: Наукова думка, 1971, С. 27-33.

91. Дроздов И.Г., Кожухов H.H., Мозговой Н.В., Шматов Д.П. Устройство для охлаждения электронных компонентов. Заявка на полезную модель № 2005 12 19 36 от 11.07.05.

92. Дроздов И.Г., Коновалов Д.А., Кожухов H.H., Габасова Э.Р. Устройство для охлаждения катода плазмотрона. Заявка на полезную модель № 2005 12 19 35 от 11.07.05.

93. Ширшов И.Г., Котиков В.Н. Плазменная резка. Л.: Машиностроение. Ленигр. Отд- ние. 1987. - 192 с.

94. Дроздов И.Г., Коновалов Д.А. Об одном подходе к нелинейной нестационарной фильтрации жидкости // Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика. Вып. 7.1 Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 17-21.

95. Максимов Е.А., Страдомский М.В. Некоторые особенности теплообмена в пористых средах // Инженерно-физический журнал, 1971, т. 20, № 4, С. 588-593.

96. Лабунцов Д.А. Физические основы энергетики. Избранные труды по теплообмену, гидродинамике, термодинамике. М.: МЭИ, 2000. - 388 с.

97. Разностное моделирование течений газа и жидкости. Ч. 1. Введение в основные методы вычислительной гидрогазодинамики: Интенсивный практикум на основе персонального компьютера/ В.Н. Емельянов, О.В. Мясоедова; Ленингр. Мех. Ин-т. Л., 1991. 142 с.

98. Портнов В.В., Дроздов И.Г. Численное моделирование двумерного температурного поля в пористых структурах // Тезисы докладов Воронежской зимней математической школы-1995. Воронеж: ВГУ, 1995, С.194.

99. Фалеев В.В., Дроздов И.Г., Портнов В.В., Шитов В.В. Экспериментальные исследования течения в пористых структурах. // Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы.- Воронеж: ВПИ, 1993, С.23-26.

100. Белов C.B. Пористые металлы в машиностроении. М.: Машиностроение, 1981, 248 с.

101. Фалеев В.В., Коновалов Д.А. О методах прогнозирования теплового состояния пористого компактного теплообменника. // Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика. Вып. 7.1 Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 4 - 9.

102. Быховский Д.Г. Плазменная резка. Л.: Машиностроение. 1972.168 с.

103. Дроздов И.Г., Мозговой Н.В., Габасова Э.Р., Кожухов H.H. Экспериментальные исследования теплообмена в каналах энергетических установок // Наука — производству. Ежемесячный научно-технический журнал 2005, № 3(83), С. 36-40.

104. Дроздов И.Г., Кожухов H.H. Численное моделирование теплового состояния пористого клиновидного элемента с криволинейной границей // Системы управления и информационные технологии, Изд. «Научная книга», 2005. №3(20), С. 17-19.

105. Дроздов И.Г., Кожухов H.H. Экспериментальные исследования фильтрации в пористом элементе // Вестник. Научно-технический журнал Воронежского государственного технического университета Серия "Энергетика" 2005, Т. 1, № 6, С. 13-17.

106. Ануфриев И.Е. Самоучитель МаСЬаЬ 5.3/б.х. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 736 е.: ил.