Optimization of working surfaces heat transfer based on local control of thermophysical parameters (original) (raw)
Related papers
The Influence of Thermal Boundary Conditions on Heat Transfer from a Localized Heat Source
2018
Heat transfer from a localized heat source in a cylindrical fluid layer was studied experimentally. Experiments were performed for fluids with different values of the Prandtl number and for the Rayleigh number varied from 10 5 to 10 7 . Particular attention has been paid to the ways of heat control which leads to different boundary conditions (constant temperature or a constant heat flux). We investigated the influence of thermal boundary conditions on flow structure and intensity of heat transfer. The dependences of the Nusselt number on the Rayleigh number were obtained.
Developed Surfaces as a Factor for Optimizing the Design of Heat Exchangers
Collection of scholarly papers of Dniprovsk State Technical University (Technical Sciences)
Optimization of the geometric parameters of heat exchangers can be carried out according to many parameters. One of the most important are geometric dimensions. The development of an optimized heat exchanger design using experimental planning methods is an urgent task. This allows you to minimize the cost of materials for the manufacture of devices and transfer heat most efficiently. Intensification of heat exchange is always given great attention for any branch of industry and technology. High requirements are put forward to the structures of heat exchange equipment, which are related to the reduction of their mass, occupied volume, etc. A promising direction is the use of heat exchange surfaces with a large area, that is, developed, which is achieved by finning the primary surface. The optimal design of the surface development is determined by the values of the heat transfer coefficients from the hot coolant to the dividing wall of the heat exchanger tube and from the wall to the ...
Placement Optimization of Printed Circuit Boards in Thermal Design of Hermetically Sealed Unit
Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij. Priborostroenie, 2015
Рассматривается влияние принципа размещения печатных плат на тепловой режим герметичных блоков этажерочной конструкции. Описаны особенности теплоотвода в герметичных блоках. Предложен метод оптимизации размещения плат c учетом различной мощности рассеяния теплоты функциональными узлами, разработанный с использованием программных средств инженерного анализа для моделирования тепловых процессов.
Температурне поле у пластині з локальним нагріванням
Scientific Bulletin of UNFU, 2021
Розроблено математичні моделі аналізу температурних режимів у ізотропній пластині, яка нагрівається локально зосередженими джерелами тепла. Для цього теплоактивні зони пластини описано з використанням теорії узагальнених функцій. З огляду на це рівняння теплопровідності та крайові умови містять сингулярні праві частини. Для розв'язування крайових задач теплопровідності, що містять ці рівняння та крайові умови на межових поверхнях пластини, використано інтегральне перетворення Фур'є і внаслідок отримано аналітичні розв'язки задач у зображеннях. До цих розв'язків застосовано обернене інтегральне перетворення Фур'є, яке дало змогу отримати остаточні аналітичні розв'язки вихідних задач. Отримані аналітичні розв'язки подано у вигляді невласних збіжних інтегралів. За методом Ньютона (трьох восьмих) отримано числові значення цих інтегралів з певною точністю для заданих значень товщини пластини, просторових координат, питомої потужності джерел тепла, коефіцієнта ...
Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Electrotechnics, Informational Technologies, Control Systems, 2019
The changeover to the 4th generation heat supply networks, according to which residual heat or the heat that is given out as a result of other activities is used, places high requirements to control systems in heat supply networks and to the quality of decisions. The paper considers the issues of selecting temperature rates for heat supply operation by the joint use of boiler plant steam for technological process and the heating of a group of buildings. The paper is aimed at building a model that allows to make decisions about the capacity of heat production and energy feed scheme for heat supply in a group of buildings by steam heating and in the conditions of parallel use of this energy in production process. In order for the set goal to be achieved, a performance curve has been built for heat supply system and the algorithm for managerial decision making has been worked out, correspondingly, which allow to minimize heat-transfer agent temperature deviations from target temperature in the conditions of changed ambience temperature. The performance curve was obtained on the base of statistical data. The use of the suggested approach helped not only minimize the deviations of heat-transfer agent temperature value from the target one, but also after being verified on the base of retrospective data demonstrated the average saving of energy of no less than 30 Gcal/heating period. Besides, the use of ambience temperature forecast data helped obtain a smooth change in equipment performance mode that will provide additional saving and will reduce the wearing of equipment. The proposed approach does not place restrictions on the type of equipment used and the structure of heat supply system.
Mathematical model of heat exchange in the turnover of the surface grinding machine
Vìsnik Žitomirsʹkogo deržavnogo tehnologìčnogo unìversitetu, 2017
Національний технічний університет «Харківський політехнічних інститут» Математична модель теплообміну у резервуарі МОР шліфувального верстату Пропонується математична модель процесів теплообміну у резервуарі МОР круглошліфувального верстата. Приводяться послідовність і залежності для розрахунку середньої температури МОР у резервуарі і на виході із зони різання та результати тестових розрахунковоаналітичних досліджень. Ключові слова: система подачі МОР; стаціонарний режим; нестаціонарний режим; температурний градієнт; коефіцієнт теплопередачі; коефіцієнт теплопровідності. Постановка проблеми. Важливою умовою високої продуктивності обробки шліфуванням є підтримка стабільного теплового режиму у зоні різання, яка здійснюється ефективним відводом теплоти, що виділяється. Вказану функцію виконує МОР-мастильно-охолоджуюча рідина, яка знижує величину потужності і сили різання, пришвидшує теплообмін, забезпечує зменшення температури у зоні різання. Дослідниками [5, с. 17; 9, с. 7-8; 15, 29-34] встановлено, що температурні деформації верстатів порушують їх геометричну точність і викликають похибки розмірів і форми оброблюваних деталей, однак роль МОР в цьому процесі не виявлено. В роботі [12, с. 177-178 ] вирішена задача теплового балансу в зоні різання при круглому шліфуванні з урахуванням режимів різання, проте роль МОР в процесі відведення тепла із зони обробки також детально не досліджувалася. В роботі [13, с. 74] було визначено вплив режимів шліфування на витрату МОР через зону контакту, введене поняття корисної витрати МОР, яка багато в чому визначає параметри режиму різання. Однак, механізм впливу корисної витрати МОР на зміну її теплофізичних параметрів не визначено. Встановлено [5, с. 17; 9, с. 8], що подача МОР в зону різання призводить до зміщення елементів технологічної системи круглошлифовального верстата, проте функціональний зв'язок між температурою МОР і величиною цих зміщень не встановлено. С.С. Шахновський [14, с. 14-15] зробив спробу прогнозування дії теплових потоків не тільки безпосередньо в зоні різання, а й в цілому в технологічній системі шліфувального верстата, в тому числі у системі подачі МОР. З аналізу всіх складових теплового потоку зроблено висновок, що найбільша його нестабільність характерна для теплоти, що поступає у верстат із системи подачі МОР. Зі сказаного очевидно, що актуальною проблемою є зменшення впливу теплових потоків верстату на точність шліфування, яка може бути забезпечена, в тому числі, покращенням охолоджувальної здатності резервуару МОР. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Дослідженню теплового режиму процесу шліфування і його впливу на точність обробки присвячені численні наукові роботи [1…3, 7, 9…10, 12…15 та ін.]. За деякими даними МОР в круглошліфувальних верстатах за п'ять годин роботи нагрівається на 2-3 C˚. Однак практика говорить зовсім про інше. На підприємстві ВАТ «ХАРВЕРСТ» мали місце факти, коли МОР за 3 години роботи починала кипіти. Подібні явища спостерігалися особливо при силовому шліфуванні і при обробці на вальцешліфувальних верстатах. В той же час, температурні деформації шліфувального верстата призводять до відхилення від перпендикулярності осі шпинделя до площини столу. При зміні температури на 5 C˚ зміна кутового положення осі шпинделя може скласти 0,1 мм на довжині 1000 мм. В результаті цього відхилення від паралельності торців шліфованої заготовки становить 0,012 мм на довжині 300 мм [15, с. 122]. За даними С.С. Шахновського [14, с. 15], якщо остаточна температура, що повернулася сумісно із МОР у зону різання перевищує температуру навколишнього середовища на 20 C˚, то відхилення від паралельності кінців призматичної деталі може досягати 20 мкм. Якщо перевищення відсутнє, то відхилення від паралельності не перевищує 5 мкм. Причиною вказаного явища є зміна кутового положення шліфувальних кругів під дією надлишкових температур у резервуарах систем застосування МОР [2, с. 31-32]. Якщо надлишкова температура перевищує 30 C˚, то зміна кутового положення круга може досягати 0,3 мм, причому однією з головних причин відхилення положення шліфувального шпинделя від баз верстату є недостатня тепловіддавальна здатність резервуарів системи подачі МОР.