Анотація до роботи:

Георгаліна О.Р. Моделювання та оптимізація плівкових охолоджувачів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 – Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціонування – Одеська державна академія холоду, Одеса, 2004.

В дисертації створено інженерну методику розрахунку економічно раціональних плівкових охолоджувачів з урахуванням гідродинамічних та тепломасообмінних процесів, що протікають у контактному пристрої плівкового тепломасообмінного апарату (ТМА) при взаємодії фаз. Задача оптимального проектування плівкових апаратів зводиться до екстремальної задачі мінімізації цільової функції, що являє собою зведені витрати, що враховують капіталовкладення та експлуатаційні витрати, віднесені до року окупності апарату. Такий підхід до теплового розрахунку шару насадки плівкового ТМА запропоновано вперше. Проведено математичне моделювання плівково-струменевої гравітаційної течії рідини по впадині гофрованої поверхні з регулярною шорсткістю. Вперше встановлено, що гідравлічний опір подається у вигляді трьох складових: квадратичний, в’язкий опір та тертя ковзання. Докладно розглянуто математичне моделювання процесів тепломасообміну в насадці плівкового охолоджувача при протитечійній та поперечнотечійній схемах руху фаз. Вперше було розроблено метод розв’язання системи диференціальних рівнянь у частинних похідних ,що описують тепло- та масоперенос при перехресній взаємодії потоків рідини та газу для прямого та непрямого випарного охолодження. Вперше проведено оптимальне проектування плівкових охолоджувачів для протитечійної та перехреснотечійної схем взаємодії фаз.

1. Традиційний розрахунок конструкції плівкових охолоджувачів не забезпечує необхідний енерго- та ресурсозбережувальний ефект. Створення оптимальних конструкцій таких охолоджувачів пов'язано з розв'язанням відповідних екстремальних задач, основаних на критерії економічної ефективності.

2. Розрахунок оптимальної конструкції плівкового апарату зводиться до розв'язання задачі математичного програмування при наявності диференціальних зв'язків.

3. Інтегрування диференціальних рівнянь зв'язку, що описують процеси ТМО, зводить екстремальні задачі до задач нелінійного програмування.

4. При математичному моделюванні гравітаційної струменевої течії рідини по впадині гофрованої поверхні з РШ для поля швидкостей на межі в'язкого підшару потрібно ввести дотичну напругу, яка може бути визначена експериментально, наприклад по середньому значенню товщини струменя рідини.

5. Основні гідродинамічні характеристики струменевої течії по гофрованій поверхні з РШ (середня по витратам швидкість, товщина в'язкого підшару, величини волого-сухих ділянок, тощо) добре апроксимуються степеневою залежністю від об'ємів витрат рідини.

6. При плівково-струменевій течії рідини по угнутій частині гофрованої поверхні з РШ мають місце три види гідравлічного опору: квадратичний, в'язкий та тертя ковзання.

7. При розрахунках вентиляторних градирень з глибиною охолодження до D t = 8 ⁰C застосовується аналітичний розв'язок (лінійна теорія); при великій глибині охолодження потрібно застосовувати чисельні методи (нелінійна теорія).

8. По глибині охолодження протитечійні вентиляторні градирні у порівнянні з прямо- і поперечнотечійною схемою контактування фаз є більш ефективними.

9. По ефекту охолодження найбільш перспективною схемою контактування фаз в контактному пристрої кондиціонування випарним охолодженням є - ( ), коли при гравітаційній течії рідини рух допоміжної течії повітря відбувається в протитечії , а основна течія рухається в сухих каналах перехресним чином.

10. Межі охолодження рідини та газу реалізуються шляхом рециркуляції рідини, а їх значення визначаються граничним переходом при х в аналітичних розв'язках відповідних задач.

11. Математичне моделювання процесів ТМО в контактному пристрої плівкового охолоджувача дозволяє провести розрахунок раціональної за економічними показниками конструкції апарату шляхом розв'язання задачі нелінійного програмування.

Публікації автора:

1. Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х., Ситник В.А. Исследование процессов контактной обработки жидкостей и газов в аппаратах плёночного типа при поперечном контактировании // Труды Одесского политехнического университета. Энергетика. – 2001. – вып. 2(14). – С. 81 – 85.

2. Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х. Аналитическое исследование процессов испарительного охлаждения при перекрёстном токе фаз // Холодильная техника и технология. – 2001. - №3(72) . – С. 29-32.

3. Кириллов В.Х., Георгалина Е.Р. Аналитический расчёт предела охлаждения жидкости и газа в плёночных тепломассообменных аппаратах // Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды Кременчугского государственного политехнического университета. Выпуск 1 / 2001 (10). – С. 209 – 211.

4. Георгалина Е.Р. Аналитическое исследование процессов тепломассообмена при косвенном испарительном охлаждении // Холодильная техника и технология. – 2002. - №1(75). – С. 27 – 31.

5. Георгалина Е.Р. Расчёт оптимальной конструкции противоточной вентиляторной градирни // Холодильная техника и технология. – 2002. - №2(76). – С. 72 – 75.

6. Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х. Теоретические основы процессов и контактных устройств плёночных тепломассообменных аппаратов / Современные проблемы холодильной техники и технологии // Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. – Одесса, 2001. – С.28.

7. Георгалина Е.Р. Аналитическое исследование непрямого испарительного охлаждения в регулярной насадке с гофрированными поверхностями // Материалы IХ Международной научной конференции. – Киев, 2002. С.47.

8. Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х. Исследование устойчивости метода конечных разностей для уравнений тепломассообмена при прямом и косвенном испарительном охлаждении / Современные проблемы холодильной техники и технологии // Сб. научных статей Второй Международной конференции. – Одесса, 2002. – С. 68-69.

9. Васютинский С.Ю., Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х. Реализация численного метода Рунге-Кутта при решении краевой задачи теплового расчёта противоточного испарительного охладителя / Современные проблемы холодильной техники и технологии // Сб. научных статей Второй Международной конференции. – Одесса, 2002. – С. 70-71.

10. Георгалина Е.Р., Вигуржинская С.Ю.Ю Кириллов В.Х. Оптимальное проектирование конструкции поперечноточного испарительного охладителя / Современные проблемы холодильной техники и технологии // Сб. научных статей Второй Международной конференции. – Одесса, 2002. – С. 69-70.

11. Васютинский С.Ю., Георгалина Е.Р., Кириллов В.Х. Проектирование противоточных вентиляторных градирен / Современные проблемы холодильной техники и технологии // Сб. научных статей Третьей Международной конференции. – Одесса, 2003. – С. 16-17.