Разработка методов определения границ неустойчивых режимов эксплуатации теплоэнергетического оборудования.

Объектом исследования являются каналы, образованные наиболее часто встречающиеся на практике рабочими поверхностями теплоэнергетических и химико-технологических установок – круглая труба и коаксиальный канал.
Цель работы – создание технологии управления тепловыми, гидродинамическими и химическими процессами на основе систем фундаментальных уравнений переноса импульса и тепломассобмена при движении вязких сред до границ неустойчивых режимов работы (критических режимов) теплоэнергетических и химико-технологических установок с целью повышения надежности и ресурса их работы.
Цель первого этапа НИР: разработка и аналитическое исследование математической модели тепловых, гидродинамических и химических процессов с целью определения границ неустойчивых режимов ламинарного течения вязких и реологически сложных сред при условии прогрессивного нарастания температуры.
В ходе выполнения работы проведены анализ и оценка работ, посвященных исследованию неустойчивых режимов течения вязкой жидкости. Разработана математическая модель тепловых, гидродинамических и внутренних химических процессов при движении вязких и реологически сложных сред при условии прогрессивного нарастания температуры. Проведено аналитическое исследование математической модели ламинарного движения вязких сред для определения границ устойчивых течений. Проведены патентные исследования по тематике выполняемых работ.
Область применения предприятия энергетической, нефтехимической и химической отраслей промышленности. Результаты НИР будут использованы при разработке технологии управления тепловыми, гидродинамическими и химическими процессами в теплоэнергетических и химико-технологических установках.

Проведен анализ и оценка работ, посвященных исследованию неустойчивых режимов течения вязкой жидкости и разработка подхода для определения точек и областей бифуркации при течении вязкой жидкости. Разработаны математические модели тепловых, гидродинамических и внутренних химических процессов движения вязких и реологически сложных сред на базе фундаментальных уравнений переносов импульса и энергии при условии прогрессивного нарастания температуры в круглой трубе и коаксиальном канале. Разработаны методы решения и программный комплекс, обеспечивающий численную реализацию полученной модели для круглой трубы и коаксиального канала. Проведено численные исследования, и анализ полученных результатов с целью поиска критических и предвзрывных режимов работы элементов теплоэнергетического и химико-технологического оборудования. Выполнена проверка адекватности разработанной математической модели сравнением численных и аналитических исследований. Проведены патентные исследования по тематике выполняемых работ.

Цель работы: создание технологии управления тепловыми, гидродинамическими и химическими процессами на основе систем фундаментальных уравнений переноса импульса и тепломассобмена при движении вязких сред до границ неустойчивых режимов работы (критических режимов) теплоэнергетических и химико-технологических установок с целью повышения надежности и ресурса их работы.
Полученные результаты:
- проведен анализ и оценка работ, посвященных исследованию неустойчивых режимов течения вязкой жидкости и разработка подхода для определения точек и областей бифуркации при течении вязкой жидкости;
- разработана математическая модель тепловых, гидродинамических и внутренних химических процессов при движении вязких и реологически сложных сред при условии прогрессивного нарастания температуры;
- проведено аналитическое исследование математической модели ламинарного движения вязких сред для определения границ устойчивых течений;
- разработан метод решения и проведена численная реализация полученной модели для различных форм каналов;
- проведен анализ полученных результатов с целью поиска критических и предвзрывных режимов работы элементов теплоэнергетического и химико-технологического оборудования и проверка адекватности разработанной математической модели сравнением результатов численных и аналитических исследований;
- разработана технология управления тепломассообменными и химическими процессами, гидродинамическими и химическими процессами вблизи критических областей;
- проведена апробация разработанной технологии в условиях существенного изменения параметров рабочих сред, проведена оценка и выбор оптимальных режимов работы оборудования на предприятиях нефтехимической отрасли;
- разработаны технические мероприятия по усовершенствованию конструкций и режимов эксплуатации теплоэнергетического и химико-технологического оборудования;
- проведены патентные исследования по тематике выполняемых работ;
- по приоритетным направлениям научно-технологического развития проведено 4 проблемно-ориентированных поисковых исследования фундаментального характера, выполненных на мировом уровне;
- опубликовано 18 работ, содержащих информацию о результатах интеллектуальной деятельности, полученных в рамках выполнения проекта;
- направлены заявки на получение 1 патента и 1 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ на результаты интеллектуальной деятельности, полученные в рамках выполнения проекта;
- в ходу выполнения проекта защищена 1 диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук и приняты к защите 2 диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, защита которых состоится в 2006 году.