Розробка методик визначення теплофізичних властивостей і характеристик гетерогенних робочих тіл в умовах існування гістерезису в ізотермічних процесах їх стиснення-розширення. Поглиблення термодинамічних і теплофізичних уявлень про ГРТ і їх синтез.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРоботу виконано на кафедрі теплотехніки та енергозбереження Інституту енергозбереження й енергоменеджменту Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України Захист дисертації відбудеться “30” вересня 2008р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.09 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, м.Київ, пр.У той час, як усі відомі енергопристрої, що застосовують як робоче тіло газ або пару, як правило, використовують залежність кінетичної енергії хаотичного (теплового) руху молекул від температури, фізична і термодинамічна сутність термомолекулярних енергопристроїв полягає у використанні, з одного боку, факту термодинамічної зворотності процесів розвитку та скорочення міжфазових поверхонь, а з іншого боку, залежності потенційної енергії міжмолекулярної взаємодії від температури. На сьогоднішній день накопичено певний досвід створення енергопристроїв нового класу, що використовують гетерогенне робоче тіло (гідрокапілярних акумуляторів, демпферів, виконавчих механізмів). Разом з тим, процес конструктивного розвитку та підвищення питомої енергоємності енергопристроїв на базі нових робочих тіл стримується недостатнім рівнем вивчення термодинамічних властивостей та характеристик гетерогенних робочих тіл, зокрема, явища гістерезису в ізотермічних процесах “стиснення-розширення” гетерогенних робочих тіл. Робота повязана з серією НДР “Дослідження властивостей та характеристик гетерогенних робочих тіл для термомолекулярних енергопристроїв”(ДР №0100U000963, 2000-2001рр.), “Глобальна модель гетерогенних термодинамічних систем” (ДР №0102U000640, 2002-2003рр.), “Дослідження термічного ефекту при стисненні гетерогенної термодинамічної системи” (ДР №0104U000644, 2004-2006рр.), що виконувались згідно тематичного плану науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України. Провести експериментальне дослідження процесів стиснення-розширення у ВЛС з метою кількісного визначення теплофізичних характеристик системи у цих процесах, зокрема, гістерезису, та перевірки запропонованих методик.Проведено огляд явища гістерезису, що супроводжує процеси розвитку та скорочення міжфазової поверхні “рідина - тверде тіло” і є складним, фундаментальним процесом, що має різні форми: гістерезис змочування (статичний, кінетичний, фізико-хімічний), гістерезис капілярний (термокапілярний). У процесі стиснення відбувається примусовий розвиток міжфазової поверхні «рідина-тверде тіло» (тобто накопичення енергії системою за рахунок утворення міжфазової поверхні). Вихідні умови та припущення щодо ВЛС, яка розглядається: рідка компонента системи є нестисливою та невязкою; тверда компонента є абсолютно жорсткою; силою тяжіння знехтувано (); процеси власне розвитку та скорочення міжфазової поверхні проходять рівноважно (); ; система є закритою та хімічно інертною (процеси на зразок адсорбції або хімічних реакцій відсутні). У результаті дослідження отримано вирази для визначення тиску екструзії, роботи, теплоти та повної енергії процесів інтрузії та екструзії, виявлено дві гістерезисні складові - змочувальну та адгезійну, отримано залежності для їх кількісного визначення. Далі проведено дослідження температурного фактора, яке розпочато з визначення залежності для температурної похідної крайового кута змочування (розгляд базується на моделі ВЛС з капілярною моделлю КПТ з додатковим припущенням , тобто незалежності від температури будь-якого геометричного параметру КПТ): , (9) а також, виразів для коефіцієнту пружності (термічного коефіцієнту тиску) системи в процесі інтрузії та екструзії: , (10)У дисертаційній роботі наведено нове рішення науково-технічної задачі, спрямованої на конструктивний розвиток та підвищення питомої енергоємності енергопристроїв на базі нових гетерогенних робочих тіл. При цьому досягнута кінцева мета роботи - розроблено методики визначення теплофізичних властивостей і характеристик ГРТ в умовах існування гістерезису в ізотермічних процесах їх стиснення-розширення; поглиблено термодинамічні і теплофізичні уявлення про ГРТ і розроблено пропозиції щодо їх синтезу для різних класів енергопристроїв: гідрокапілярних акумуляторів і дисипаторів енергії. Проведено теоретичне дослідження термодинамічних аспектів процесів стиснення-розширення ВЛС.