Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих основы теории теплообмена, а также аспирантам, преподавателям и широкому кругу лиц, интересующихся данным процессом. В пособии в начале каждого раздела приведены краткие теоретические сведения об основных процессах теплопередачи и расчетные формулы по раз-делам: «Теплопроводность», «Конвективный теплообмен», «Теплообмен излучением», а также задачи с подробным решением по указанным разделам. Решение задач способствует глубокому усвоению студентами теоретического мате-риала, развивает умение по его применению в конкретных научно-практических приложениях.
Монография посвящена проблемам повышения эффективности современного теплообменных теплообменных аппаратов и теплообменных элементов за счёт применения естественной циркуляции. В пособии дан анализ современного состояния проблемы теплообмена при естественной конвекции и естественной циркуляции. Рассмотрен теплообмен от плоских поверхностей, от цилиндрических поверхностей, а также в трубах и каналах. Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих основы теории теплообмена, а так-же аспирантам, преподавателям и широкому кругу лиц, интересующихся данным процессом.
Физико-математическое моделирование нестационарных обменных процессов в зоне взаимодействия разнородных вод в устьях рек пока остается проблематичным. Поэтому в работе предложена и апробирована методика оценки разнонаправленных расходов воды, тепла и солей в этой зоне по натурным данным. Для этого была разработана программа, рассчитанная на многолетние экспедиционные исследования, выполнены натурные измерения в 2017-2021 гг., разработаны алгоритм и программа расчета, выполнено апробирование методики количественной оценки составляющих обменных процессов по данным натурных исследований в 2019 г. в устье р. Черной, в зоне взаимодействия речной и распресненной воды Севастопольской бухты. В статье представлена методика и приводится пример оценки водо-, соле- и теплообмена для репрезентативной экспедиции, выполненной при средних гидрометеорологических условиях в период межени. Расчеты сделаны аналитическим методом, с помощью стандартных программ, и графическим методом, путем графической интерполяции и планиметрирования площадей. Расхождения между результатами, полученными разными методами, составляли 2-7 %, что свидетельствует о возможности применения данной методики для обработки многолетнего массива данных с достаточной точностью. Предлагаемый метод количественной оценки составляющих обменных процессов по натурным данным может быть использован в любом створе разнотипных устьев рек для балансовых расчетов, прогнозирования возможных изменений их состояния и прилегающих частей моря под влиянием природных и антропогенных факторов, а также для калибровки и верификации моделей.
Сельское хозяйство относится к энергоемким отраслям, в которых электрическая энергия расходуется в больших количествах (работа различного оборудования, освещение, вентиляция, подогрев воды и др.), в связи с чем возникает потребность в более экономном ее использовании. Одним из аспектов проделанной работы является анализ энергосберегающих средств для подогрева воды для нужд животноводческих объектов, которые бы обеспечили снижение энергозатрат и, как следствие, энергоемкости и себестоимости сельскохозяйственной продукции. Представлены результаты проведенной аналитической работы по выбору устройства для нагрева воды, работающего за счет тепловой энергии, выделяемой животными в атмосферный воздух животноводческого помещения, и определению рационального места его размещения. Предложено использовать устройство, которое не предусматривает использование электрической энергии для нагрева воды, а работает за счет тепловой энергии КРС. В коровниках нагревается достаточно большой объем воздуха, поэтому требуется описать картину движения нагретой воздушной массы в распределенных слоях помещения. Чтобы упростить расчет, была представлена визуализация распространения нагретого воздуха в помещении на основе полученных опытных данных и данных тепловизионной съемки. Для определения характера движения воздуха были составлены проекции вектора скорости течения воздуха, введено поле значений показателей для описания отклонения температур. Рассчитаны параметры воздуха в коровнике на разных уровнях, а также критерии Рэлея и Нуссельта. Выполненный теоретический анализ условий теплообмена в животноводческом помещении позволяет сделать вывод, что предпочтителен вариант размещения устройства для нагрева воды, работающего за счет тепловой энергии, выделяемой крупным рогатым скотом, на высоте от 4,2 до 5,5 м от пола в верхнем слое, так как температура воздуха на этой высоте достаточна для нагрева питьевой воды до необходимого значения температуры - +10 °С.
Представлены результаты исследований процессов гидродинамики и теплообмена в реакторах на быстрых нейтронах. Анализируются данные по турбулентному переносу импульса в пучках стержней. Показано, что интенсификация турбулентного переноса импульса в каналах пучков стержней обусловлена крупномасштабным турбулентным переносом импульса (вторичными токами). Объясняется интенсификация межканального турбулентного обмена в тесных решетках стержней. Получена зависимость для коэффициентов неподобия вынужденного проволочной навивкой межканального конвективного обмена массой, импульсом и энергией в пучках стержней. Изложены методики и результаты численного моделирования статистических характеристик теплогидравлики в тепловыделяющих сборках твэлов с использованием метода Монте-Карло, а также термомеханического анализа сборок твэлов в процессе кампании. Изложены результаты моделирования на водяной модели полей температуры и структуры движения теплоносителя в первом контуре реактора в различных режимах. Выявлена устойчивая температурная стратификация теплоносителя в периферийной зоне верхней камеры реактора над боковыми экранами. Показано, что процесс кипения щелочных жидких металлов в тепловыделяющих сборках твэлов характеризуется устойчивыми и пульсационными режимами, кризисом теплообмена. Показано согласие результатов экспериментального и численного моделирований. Построена картограмма режимов течения двухфазного потока щелочных жидких металлов в сборках твэлов. Анализируются влияние шероховатости поверхности твэлов на процесс кипения и теплоотдача при кипении жидких металлов. Показано длительное охлаждение тепловыделяющей сборки с «натриевой полостью» над активной зоной реактора в аварийных режимах с кипением жидких металлов. Сформулированы задачи дальнейших исследований.