ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ШВИДКОСТІ ДЛЯ ТЕПЛООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ В АДІАБАТИЧНИХ УМОВАХ

Abstract

У статті показано модель теплообміну для циліндричної заготовки з нестаціонарним режимом в адіабатичних умовах. Визначено середню швидкість поширення тривимірного фронту теплообміну вздовж циліндра та середню поперечну температуру для цього режиму через рівняння теплопровідності та рівняння кінетики. Крім того, визначено вплив радіуса ци-ліндра на швидкість теплообміну. Використовуючи рівняння теплопровідності та граничні умови, визначено середню поперечну температуру циліндра при теплообміні. Також викорис-товуючи рівняння кінетики, отримуємо значення середньої швидкості поширення тривимірно-го фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах. Досліджено через параметр R0, який показує, наскільки радіус циліндра більший характеристичної величи-ни зони реакції, що при збільшенні радіуса швидкість теплообміну незначно зменшується. Графічно показано залежність R0 від характеристичної величини зони реакції G/Td для двох режимів ступеня віддалення від області. Використовуючи рівняння теплопровідності та рів-няння кінетики з початковими і граничними умовами, визначено середню швидкість поширен-ня фронту вздовж циліндра для нестаціонарного режиму в адіабатичних умовах та середню поперечну температуру. Розв’язано осесиметричну граничну задачу нестаціонарного теплооб-міну з рухом фронту тепла уздовж осі симетрії циліндра. Приведена математична модель теплообмінного процесу досліджувалася із застосуванням методу кінцевих різниць і програм-ного забезпечення ANSYS. Показано, що температура глибини перетворення теплообміну зна-ходиться в перерізі, перпендикулярному осі циліндра, який проходить через точку з максималь-ною температурою, причому, чим вища температура, тим світліша штриховка області.

Keywords

• теплообмін, циліндрична заготовка, математична модель, температу-ра, теплові процеси, метод кінцевих різниць, ANSYS.