Теплофізичне моделювання транспорту вологої пари в тонких пористих середовищах і напівпроникних мембранах

Abstract

Дисертація присвячена моделюванню та розрахунково-теоретичному розвитку перспективних екологічно-безпечних замкнутих теплових циклів, особливістю яких є зберігання маси робочого флюїду, не маючого безпосереднього контакту з навколишнім середовищем. Підвищення ефективності функціонування таких схем, до яких відносяться відомий цикл Стірлінга, працюючий між двома фіксованими термостатами може бути досягнуто в значній мірі шляхом покращення роботи пористих вузлів регенерації теплоти. Зміни, які запропоновані і детально досліджені в роботі з метою підвищення термодинамічного і нового теплофізичного ступенів досконалості можуть бути внесені до прийнятого на сьогоднішній день теплоенергетичного аналізу і мати значний практично-теоретичний ефект для подальших проектувань. Окремо, заміна рівняння стану для ідеального газу на ван дер Ваальсівське рівняння для реального флюїду безумовно буде оптимізувати опис будь-якого існуючого або проектованого циклу. В якості перспективної робочої речовини для надкритичного альтернативного циклу Стірлінга в дисертаційній роботі запропоновано надкритичний діоксид вуглецю, що обґрунтоване як з фазово-теоретичної, так і з практичної точок зору. Розроблена аналогова фізико-математична модель передбачення змін температурного поля в замкнутих циклах теплових двигунів. Коефіцієнтами одержаного аналітичного рішення моделі реальних стірлінгів є відомі і взаємозалежні теплофізичні (Прандтля) та тепломассообмінні (Нуссельта, Рейнольдса, Стантона) критерії подібності.