Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13770
Title: Моделирование температурных полей в твердотельных тепловых аккумуляторах
Other Titles: Modeling of Temperature Fields in a Solid Heat Accumullators
Моделювання температурних полів у твердотільних теплових акумуляторах
Authors: Белименко, Сергей Сергеевич
Ищенко, Владимир Алексеевич
Габринец, Владимир Алексеевич
Keywords: твердотельный тепловой аккумулятор
твердый аккумулирующий материал
solid heat accumulator
thermal storage material
твердотільний тепловий акумулятор
твердий акумулюючий матеріал
КТ
Issue Date: 2016
Publisher: Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Citation: Белименко С. С., Ищенко В. А., Габринец В. А., Моделирование температурных полей в твердотельных тепловых аккумуляторах. Наука та прогрес транспорту. 2016. № 5 (65). C. 114–124. URL: http://stp.diit.edu.ua/article/view/83406/81959.
Abstract: RU: Цель. В настоящее время одним из приоритетных направлений энергосбережения является экономия затрат на теплоснабжение в промышленных и жилых зданиях за счет запасенной в ночное время тепловой энергии и отдачи ее в дневные часы. Экономический эффект достигается за счет разницы тарифов на стоимость электрической энергии в дневное и ночное время. Одним из наиболее распространенных типов устройств, которые позволяют аккумулировать и отдавать полученное тепло, являются твердотельные тепловые аккумуляторы. Основная цель работы: 1) разработка математического обеспечения для расчета температурного поля плоского твердотельного теплового аккумулятора, работающего за счет накопления тепловой энергии в объеме теплоаккумулирующего материала без фазового перехода; 2) определение распределения температуры в его объемах при конвективной теплопередаче. Методика. Для достижения целей исследования использованы теория теплопередачи и интегральное преобразование Лапласа, на основе которого решены задачи определения температурных полей в каналах тепловых аккумуляторов, имеющих различные формы поперечного сечения. Результаты. Авторами разработана методика расчета и получены решения для определения температурных полей в каналах твердотельного аккумулятора в условиях конвективного теплообмена. Исследованы температурные поля по длине и по толщине каналов. Проведены экспериментальные исследования на физических моделях и промышленном оборудовании. Научная новизна. Впервые предложена методика расчета температурного поля в каналах различного поперечного сечения твердотельного теплового аккумулятора в режимах зарядки и разрядки. Результаты расчетов подтверждаются экспериментальными исследованиями. Практическая значимость. Предложенная методика используется при проектировании твердотельных тепловых аккумуляторов различной мощности; организовано серийное производство тепловых аккумуляторов различной мощности.
EN: Purpose. Currently, one of the priorities of energy conservation is a cost savings for heating in commercial and residential buildings by the stored thermal energy during the night and its return in the daytime. Economic effect is achieved due to the difference in tariffs for the cost of electricity in the daytime and at night. One of the most common types of devices that allow accumulating and giving the resulting heat are solid heat accumulators. The main purpose of the work: 1) software development for the calculation of the temperature field of a flat solid heat accumulator, working due to the heat energy accumulation in the volume of thermal storage material without phase transition; 2) determination the temperature distribution in its volumes at convective heat transfer. Methodology. To achieve the study objectives a heat transfer theory and Laplace integral transform were used. On its base the problems of determining the temperature fields in the channels of heat accumulators, having different cross-sectional shapes were solved. Findings. Authors have developed the method of calculation and obtained solutions for the determination of temperature fields in channels of the solid heat accumulator in conditions of convective heat transfer. Temperature fields over length and thickness of channels were investigated. Experimental studies on physical models and industrial equipment were conducted. Originality. For the first time the technique of calculating the temperature field in the channels of different cross-section for the solid heat accumulator in the charging and discharging modes was proposed. The calculation results are confirmed by experimental research. Practical value. The proposed technique is used in the design of solid heat accumulators of different power as well as full-scale production of them was organized.
UK: Мета. На даний час одним із пріоритетних напрямків енергозбереження є економія витрат на теплопостачання в промислових та житлових будівлях за рахунок збереженої теплової енергії в нічний час і віддачі її у денні години. Економічний ефект досягається за рахунок різниці тарифів на вартість електричної енергії в денний і нічний часи. Одним із найбільш поширених типів пристроїв, які дозволяють акумулювати і віддавати отримане тепло, є твердотільні теплові акумулятори. Основна мета роботи: 1) розробка математичного забезпечення для розрахунку температурного поля плоского твердотільного теплового акумулятора, що працює за рахунок накопичення теплової енергії в обсязі теплоакумулюючого матеріалу без фазового переходу; 2) визначення розподілу температури в його обсягах при конвективній теплопередачі. Методика. Для досягнення мети дослідження використані теорія теплопередачі та інтегральне перетворення Лапласа, на основі якого вирішені задачі визначення температурних полів у каналах теплових акумуляторів, що мають різні форми поперечного перерізу. Результати. Авторами розроблено методику розрахунку та отримано розв'язки для визначення температурних полів у каналах твердотільного акумулятора в умовах конвективного теплообміну. Досліджено температурні поля по довжині й по товщині каналів. Проведено експериментальні дослідження на фізичних моделях і промисловому обладнанні. Наукова новизна. Вперше запропоновано методику розрахунку температурного поля в каналах різного поперечного перерізу твердотільного теплового акумулятора в режимах зарядки і розрядки. Результати розрахунків підтверджуються експериментальними дослідженнями. Практична значимість. Запропонована методика використовується при проектуванні твердотільних теплових акумуляторів різної потужності; організовано серійне виробництво теплових акумуляторів різної потужності.
Description: С. Белименко: ORCID 0000-0002-9935-4778, В. Ищенко: ORCID 0000-0002-5948-9483, В. Габринец: ORCID 0000-0002-6115-7162
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13770
http://stp.diit.edu.ua/article/view/83406/81959
http://stp.diit.edu.ua/article/view/83406
ISSN: 2307-3489 (Print)
2307-6666 (Online)
Other Identifiers: DOI: 10.15802/stp2016/83406
Appears in Collections:Статті КТ
№ 5 (65)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Belimenko.pdfTranslation595,96 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.