Дослідження нових методів розв’язання оберненої задачі променевого теплообміну, який полягає у визначенні геометричної форми тепловипромінюючої поверхні, здатної забезпечити певний закон розподілу випромінювання на множині точок координатної площини.
Аннотация к работе
Визначити поверхню геометричного тіла, що є джерелом теплового випромінювання і розташоване над координатною площиною, яке б забезпечило заданий закон (насамперед - рівномірний) розподілу значень локальних кутових коефіцієнтів випромінювання (ККВ) в точках заданої фігури цієї площини. Розробити метод і алгоритми визначення розподілу значень локальних кутових коефіцієнтів випромінювання на фігурі площини шляхом побудови радіально-паралельних проекцій (RP-проекцій) джерела випромінювання, обмеженого поверхнею обертання, та визначення форми поверхні геометричного тіла, яка б забезпечила на цій фігурі наперед заданий закон розподілу значень локальних ККВ. розробити спосіб визначення форми випромінюючої поверхні на основі формоутворення “еквілокальної” поверхні як обвідної сімї конусів, здатної забезпечити заданий закон розподілу локальних ККВ на точках площини; Наукову новизну роботи має метод розвязання оберненої задачі променевого теплообміну, складовими частинами якого є: - подальший розвиток способу визначення локальних ККВ на основі побудови RP-проекції поверхні фігури - випромінювача тепла, у тому числі і комбінованої, утвореної з поверхонь тора і еліпсоїда; Другий розділ присвячено розвязанню прямої задачі променевого теплообміну для поверхонь другого порядку, тобто оцінці теплового потоку, що випромінюється поверхнею В, яка обмежена поверхнею другого порядку; при цьому вважається, що тепловий потік який досягає на площині Oxy точки А.
Список литературы
На основі проведених у даній дисертаційній роботі досліджень розвязана важлива науково-технічна задача, повязана з розробкою метода визначення геометричної форми тепловипромінюючої поверхні, здатної забезпечити заданий закон розподілу тепла на множині точок координатної площини; метод базується на запропонованому в роботі способі визначення геометричної форми “еквілокальної” поверхні як обвідної сімї конусів.
Значення для науки роботи полягає у подальшому розвитку можливих способів розвязання оберненої задачі теплообміну випромінюванням.
Значення для практики досліджень полягає в підвищенні ефективності моделювання і побудові більш точних і адекватних моделей, які дозволяють знайти варіанти розвязків оберненої задачі променевого теплообміну.
При цьому отримані результати, що мають науково-практичну цінність.
1. Аналіз існуючих методів обчислення локальних та інтегральних ККВ показав, що існуючі методи не дозволяють створити загальний інженерний підхід до обчисленні ККВ, вони є малоефективними через свою громіздкість.
2. Розвязання поставленої науково-технічної задачі полягає в розробці нового (основаного на графічних побудовах) методу розвязання оберненої задачі теплообміну випромінюванням, який в себе включає: - опис і побудову RP-проекцій поверхонь другого порядку;
- опис і побудову RP-проекцій комбінованих поверхонь, до складу яких можуть входити поверхні другого порядку і поверхні торів;
- обчислення площі фігури, обмеженої контуром RP-проекції;
- визначення форми “еквілокальної” поверхні як обвідної сімї конусів.
3. На основі запропонованого методу розроблено наближений спосіб розвязання оберненої задачі теплообміну випромінюванням, а саме: - визначення геометричної форми випромінюючої поверхні, здатної забезпечити заданий закон (переважно рівномірний) розподілу локальних ККВ на множині точок координатної площини;
- визначення комбінованої поверхні випромінювання тепла з метою пошуку взаємного розташування її частин, в результаті чого буде забезпечено рівномірний розподіл значень локальних ККВ на координатній площині.
4. Здійснено впровадження. Методика розрахунку і її програмна реалізація прийнята до впровадження у галузі скловарного виробництва на підприємстві ВАТ “Бережанський склозавод” для модернізації лінії виробництва флоат-скла. Результати досліджень використовувалися в навчальному процесі Академії цивільного захисту України.
5. Подальший розвиток запропонованих досліджень можливо провадити в наступних напрямках: розрахунок теплообміну випромінюванням для інших ускладнених класів поверхонь, а також з урахуванням властивостей середовища. Можливі впровадження доцільно здійснювати у галузі харчової промисловості, пожежної безпеки і при проектуванні космічного обладнання.
ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У ТАКИХ РОБОТАХ
1. Кукуруза Д.В. Спростування одного парадоксу термодинаміки методом геометричного моделювання // Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2002. Вип. 2. - С. 95-99
2. Кукуруза Д.В. Обчислення локальних кутових коефіцієнтів випромінювання для факелу полумя // Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2004. Вип. 5. - С. 119-125
3. Кукуруза Д.В. Інтегральні кутові коефіцієнти випромінювання для “рельєфного” теплоприймача // Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2004. Вип. 6. - С. 117-123
4. Кукуруза Д.В. Деякі методи опису осевого перетину факелу полумя // Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2004. Вип. 7. - С. 114-121
5. Кукуруза Д.В. Визначення розподілу температури в чотиришаровому прямокутному тілі // Геометричне та компютерне моделювання. Харків: ХДУХТ, 2004. Вип. 8. - С. 89-95
6. Ситабдієва О.Л., Кукуруза Д.В. Про фокальну поверхню конгруенції променів, відбитих сферою // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2003. Вип. 4. - Т. 19. - С. 100-104
Особисто автором розроблено алгоритм та складено програму розрахунку одного з прикладів відбивальної системи.
7. Кукуруза Д.В. Обчислення локальних кутових коефіцієнтів випромінювання для поверхні обертання // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2004. Вип. 4. - Т. 23. - С. 80-85
8. Кукуруза Д.В. Методи опису та побудови RP-проекції осевих перетинів факелів полумя // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2004. Вип. 4. - Т. 25. - С. 88-93
9. Кукуруза Д.В. Алгоритм визначення розподілу температур в обємі тіла циліндричної форми // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2004. Вип. 4. - Т. 26. - С. 96-101
10. Кукуруза Д.В. Визначення у часі розподілу температури у тілі двошарового прямокутника // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. Мелітополь: ТДАТА, 2005. Вип. 4. - Т. 29. - С. 102-108
11. Давиденко Д.В. Кукуруза Д.В. Метод зведення позиційної задачі до метричної // Системні технології. Регіональний міжвузівський збірник наукових праць. - Вип. 2(43), Дніпропетровськ, 2006 - С. 68 - 72
Особисто автором розроблено алгоритм та складено програму реалізації критерію прямої видимості точок у просторі.