ОБЪЯВЛЕНИЯ О ЗАЩИТЕ ДИССЕРТАЦИЙ


Гринчук Павел Семенович

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Ключевые слова: гетерогенная среда, стохастическая структура, волна горения, теория перколяции, высокотемпературный теплоперенос.
Цель исследования: установление и объяснение влияния стохастично- сти микроструктуры гетерогенных сред на процессы тепло- и массопереноса и процессы распространения волн горения в таких средах.
Методы исследования: Монте-Карло моделирование, компьютерное моделирование, кинетические уравнения, теория перколяции, методы фрак­тальной геометрии, методы экспериментальной теплофизики.
Полученные результаты и их новизна. В работе получен ряд новых результатов: впервые установлена взаимосвязь между фрактальными свой­ствами перколяционного кластера и распределением конечных кластеров по размерам вблизи порога перколяции; установлено и описано влияние флуктуаций пространственного распределения реагентов при горении гетероген- ной смеси на пределы распространения волн горения; теоретически предска­зано и подтверждено экспериментальными данными существование единого энергетического предела погасания в гетерогенных системах; впервые экс­периментально обнаружено и теоретически объяснено существование двух режимов распространении волны горения, быстрого и медленного, по гете­рогенной смеси реагентов, разбавленных инертным наполнителем; впервые установлена взаимосвязь между неустранимым в реальных системах неиде- альным перемешиванием порошков в бинарных смесях и наблюдаемым в экспериментах смещением максимальной скорости фронта горения от сте- хиометрического соотношения компонентов; разработана статистическая мо­дель горения газовзвеси твердых частиц топлива в газообразном окислителе, учитывающая стохастическое пространственное распределение твердых ча­стиц, впервые позволившая объяснить и описать наблюдаемые на экспери­менте смещения максимальной скорости фронта горения в область газовзве­сей, богатых топливом; экспериментально обнаружено существование мини­мума эффективного коэффициента теплопроводности волокнистых материа­лов при определенной плотности материала при высоких температурах.
Область применения: разработка энергоэффективного высокотемпера­турного печного оборудования, синтез новых материалов в волне горения, повышение эффективности сжигания твердых топлив.

Пицуха Евгений Александрович

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04


Ключевые слова: твердое биотопливо, циклонно-слоевая топочная камера, коэффициент избытка воздуха, концентрация, монооксид углерода, монооксид азота, донное дутье, тангенциальное дутье, слой топлива.
Цель диссертационной работы: установление основных закономернос- тей топочного процесса при сжигании твердого биотоплива в циклонно- слоевой топочной камере.
Методы исследования: при проведении опытов использовались: пневматический метод измерения давления и скорости, контактные методы измерения температуры, электрохимический метод газового анализа. Обобщение основных параметров закрученного потока выполнялось на основе теории подобия гидродинамических процессов. При разработке методик расчета скорости движения частиц и активной теплоизоляции использовались методы теории тепло- и массопереноса.
Полученные результаты и их новизна: впервые исследованы особенности гидродинамики циклонной (циклонно-слоевой) камеры при вводе тангенциального и донного дутья, в том числе при наличии на газораспределительной решетке зернистого слоя. Описаны режимы одно- и двухфазного течений. Получены уравнения для расчета основных характеристик вихревого течения. Впервые изучены особенности сжигания твердого биотоплива (древесное топливо, торф и их смеси) в циклонно-слоевой топочной камере. Выявлены предельные значения рабочей влажности древесной щепы и массового содержания фрезерного торфа в смеси «щепа- фрезерный торф» (рабочая влажность смеси - 45%, доля донного дутья - 50%) при которых наблюдается неустойчивый режим горения. Установлено распределение температуры в циклонно-слоевой топке в зависимости от вида и влажности топлива. Экспериментально исследованы зависимости выбросов монооксидов углерода (СО) и азота (N0) в отходящих газах от коэффициента избытка воздуха, диаметра пережима, доли донного дутья и мощности топки при сжигании кусковой древесины и дробленого торфобрикета. Выявлено, что организация закрутки потока в камере сгорания позволяет уменьшить коэффициент избытка воздуха по сравнению с прямоточными слоевыми топками. Предложена эффективная схема активной теплоизоляции топки и разработана методика ее расчета. Разработана методика расчета скоростей мелких частиц в вихревой камере на основе величин скоростей газа.
Степень использования: на основании результатов исследования разработана техническая документация на опытные образцы водогрейного котла мощностью 0.5 МВт, оснащенного циклонно-слоевой топкой и циклонно-слоевого топочного устройства с псевдоожиженным слоем мощностью 9 МВт.
Область применения: энергомашиностроение, конструирование топочных устройств для сжигания твердых топлив биологического происхождения.
Ходыко Юлия Андреевна

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника.

Ключевые слова: испарительное охлаждение, коллоидные прекурсоры, пересыщение, коалесценция, броуновская диффузия, термофорез.
Объект исследования - микронные капли и наночастицы, образующиеся при испарительном охлаждении капель.
Предмет исследования - процессы тепло- и массопереноса при испарительном охлаждении микронной капли.
Цель диссертационной работы - теоретическое исследование процессов тепло- и массообмена при получении наночастиц методом распылительного пиролиза микронных капель при пониженном давлении.
Метод исследования - математическое моделирование.
Полученные результаты и их новизна. Впервые разработан комплекс моделей, позволивших объяснить физическую картину образования наночастиц из микронных капель растворов в условиях пониженного давления. Выявлено, что вследствие испарительного охлаждения микронной капли внутри нее образуется пересыщенный раствор и происходит рост наночастиц за счет осаждения растворенного вещества на коллоидных прекурсорах, изначально находящихся в капле. Показано, что конечную морфологию ансамбля наночастиц определяют три процесса - коалесценция, броуновская диффузия и скорость испарения капли/Количественно исследовано влияние коалесценции на эволюцию функции распределения наночастиц по размерам. Показано, что броуновская диффузия и медленное испарение капли определяют морфологию из одинаковых сферических наночастиц, а морфологии типа «дупло» формируются в случае быстрого испарения капли, когда броуновская диффузия не успевает равномерно распределить наночастицы по объему капли и они концентрируются вблизи ее поверхности. Обнаружено, что в высокотемпе­ратурном проточном реакторе движущиеся микронные капли нагреваются не более чем на 20 К вследствие процесса испарительного охлаждения.
Степень использования. Разработанные модели позволили упростить конструкцию установки для получения наночастиц из капель растворов и повысить ее энергоэффективность по сравнению с зарубежными аналогами.
Область применения результатов: расчет оптимальных параметров и устройств по производству наночастиц.

Савчин Василий Васильевич

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14

Цель работы: определение зависимости параметров процесса теплопереноса от теплотехнических характеристик плазменного потока электродугового плазмотрона, разработка методики теплового расчета плазменной печи и ее применение для реконструкции комплекса по переработке отходов, образуемых при эксплуатации АЭС.
Методы исследования: экспериментально-статистическое исследование теплофизических процессов в плазменных печах для переработки отходов и электродуговых плазмотронах. Для измерения тепловых характеристик процесса применялся специально разработанный автоматизированный комплекс. Разработка методик и проведение тепловых расчетов процессов теплопереноса в плазменных печах.
Полученные результаты и их новизна. Получены параметры работы плазменной шахтной печи электрической мощностью до 100 кВт (производительностью до 100 кг/ч). Установлена зависимость числа Нуссельта от функции удельного потока импульса, вносимого в камеру печи плазмой. Разработана методика теплового расчета плазменной печи. Выданы рекомендации по модернизации двухкамерной печи сжигания РАО низкого и среднего уровня активности комплекса по переработке твердых радиоактивных отходов (ТРО) на Смоленской АЭС для улучшения степени дожигания отходящих дымовых газов и снижения нагрузки на систему газоочистки. Модернизирован электродуговой плазмотрон постоянного тока ПДС50-03 (номинальной мощностью 50 кВт).
Степень использования. Плазмотрон ПДС50-03 эксплуатируется в составе плазменного горелочного устройства на печи сжигания РАО комплекса по переработке ТРО в хранилище жидких и твердых отходов (ХЖТО) Смоленской АЭС. Результаты расчетов и рекомендации по модернизации плазменной двухкамерной печи использованы при разработке проекта реконструкции комплекса по переработке ТРО в ХЖТО САЭС.
Область применения: разработка и проектирование процессов и аппаратов для плазмотермической переработки различных видов отходов, в том числе и радиоактивных низкого и среднего уровня активности.
Здитовецкая Светлана Валентиновна

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14

Ключевые слова: тепловой насос, холодильная установка, хладагент, методы оптимизации, теплообмен
Цель диссертационной работы: повышение эффективности проектирования и эксплуатации в нерасчетных режимах парокомпрессионных трансформаторов тепла на основе совместного расчета параметров цикла и теплообмен- ных аппаратов контура с учетом потерь давления в элементах.
Методы исследования: математическое моделирование с проведением вычислительного эксперимента на основе разработанного пакета прикладных программ.
Полученные результаты и их новизна: разработан комплексный метод совместного численного анализа парокомпрессионных трансформаторов тепла, работающих в стационарном и нестационарном режимах. Метод реализован в виде пакета прикладных программ и позволяет проводить сопряженный расчет параметров цикла и теплообменного оборудования, с учетом потерь давления, в том числе и в трубопроводах контура. На основании вычислительного эксперимента получены уточненные данные влияния потерь давления на энергетическую эффективность рассмотренных тепловых насосов, а также влияния вспомогательных теплообменных аппаратов на энергетические характеристики хо- лодильно-нагревательной установки с учетом работы основных теплообменников контура. Получены данные об эффективности циклов трансформаторов тепла с альтернативными хладагентами. Выявлена область оптимальных режимных и конструктивных параметров трансформаторов тепла с учетом оптимизации воздушных свободноконвективных теплообменных аппаратов контура.
Степень использования: результаты работы использовались в лаборатории свойств и технологий энергоносителей (рабочих тел) и обращения с радиоактивными отходами ОИЭЯИ - Сосны НАН Беларуси при выборе энергоэффективных хладагентов, внедрены в учебный процесс УО «Белорусский государственный техно­логический университет». Результаты использованы на ЗАО «Октябрьскхиммаш» для подготовки конструкторской документации на изготовление испарителя с биметаллическими ребристыми трубами и на ООО "ЛЕННИИХИММАШ" при разработке испарителя теплового насоса, работающего в режиме свободной конвекции.
Область применения результатов: разработка и проектирование энергоэффективных холодильных установок, тепловых насосов, комбинированных установок.
Шмелёв Евгений Станиславович

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Ключевые слова: очистка, органические загрязнители, пористая среда, летучие органические вещества, висбрекинг нефти, фильтрационное горение.
Объектом исследования работы являются процессы утилизации органических компонентов жидких, твердых и газообразных веществ методом фильтрационного горения с рекуперацией тепла, системы и аппараты (реакторы) очистки сред с использованием ФГ, системы поддержания термодинамических и газодинамических граничных условий, обеспечения газового дутья, а также термической инициации процесса горения.
Предмет исследования - теплофизические и физико-химические закономерности протекания фазовых и химических превращений в процессах очистки газообразных, жидких и твердых веществ от органических загрязнений с использованием методов фильтрационного горения.
Цель диссертационной работы - создание новых и оптимизация существующих методов окисления органических загрязнителей инертных веществ с использованием фильтрационного горения, экспериментальное моделирование процессов сжигания органических компонентов жидких, твердых и газообразных веществ методом фильтрационного горения в инертных пористых средах.
Методы исследования - эксперимент.
Полученные результаты и их новизна: Созданы новые методы и схемы устройств очистки твердых дисперсных, жидких и газообразных веществ от органических загрязнителей, позволяющие снизить содержание загрязнителей до значений в 20-50 раз ниже ПДК, с использованием самих загрязнителей в качестве топлива для осуществления процесса очистки.
Впервые создан способ и аппарат висбрекинга нефти с использованием метода фильтрационного горения, позволяющий снизить вязкость высоковязких нефтей в 10 раз, маловязких в 2 раза, с использованием в качестве топлива для осуществления процесса висбрекинга исходной нефти.
Практическая значимость. Разработанные и запатентованные методы и аппараты позволяют с помощью фильтрационного горения решать задачи очистки воды, сорбентов, газов от органических загрязнителей, а также осуществить процесс висбрекинга нефти с использованием самого сырья в качестве топлива. Имеются два акта о практическом использовании результатов диссертации в промышленности.

Хеммасиан Кашани Мохаммад Мехди

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

Ключевые слова: численное моделирование, градирни, тепло- и массообмен, тепловая эффективность.

Объект исследования - башенные испарительные градирни с естественной конвекцией, системы управления аэродинамикой таких градирен, теплообменные системы градирни.
Предмет исследования - тепловая эффективность градирни, процессы тепло- и массообмена в градирне, включая межфазный тепло- и массообмен, аэродинамику взаимодействия потоков внутри градирни и ветра в условиях использования конструктивных элементов управления потоками.
Цель работы - разработка и оптимизация методов повышения тепловой эффективности градирен, гидродинамическая оптимизация.
Методы исследования - численное моделирование.
Полученные результаты и их новизна: Впервые изучено влияние завихрения паровоздушного потока в надоросительном пространстве градирни на особенности тепломассообмена и поле скоростей. Исследование показало, что завихрение потока внутри градирни повышает однородность потока по сечению и интенсифицирует тепломассобмен.
Влияние применения различных видов конструктивных аэродинамических устройств на эффективность работы и массовый расход паровоздушной смеси в башенных градирнях в условиях ветровой нагрузки изучено методом численного моделирования. Моделировались три типа конструктивных элементов (дефлекторы в надоросительном пространстве, направляющие щиты во входных окнах и ветропреградительные стенки в зоне дождя). Получены соответствующие кривые зависимостей тепловой эффективности от конструктивных параметров указанных элементов.
Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для конструирования и улучшения работы градирни при условии ветровых нагрузок. Разработанная модель позволяет моделировать работу градирни при различных условиях окружающей среды. С ее помощью могут оптимизироваться конструктивные параметры градирни.