Разработка критериев эффективности заряда и разряда твердотельного теплового аккумулятора
| dc.contributor.author | Белименко, Сергей Сергеевич | ru_RU |
| dc.contributor.author | Ищенко, Владимир Алексеевич | ru_RU |
| dc.date.accessioned | 2015-01-23T09:03:03Z | |
| dc.date.available | 2015-01-23T09:03:03Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description | С. Белименко: ORCID 0000-0002-9935-4778; В. Ищенко: ORCID 0000-0002-5948-9483 | ru_RU |
| dc.description.abstract | RU: Цель. В работе необходимо разработать критерии подобия для различных режимов работы твердотельного теплового аккумулятора (ТА), работающего за счет накопления тепловой энергии в объеме теплоаккумулирующего материала без фазового перехода, а также создать комплексный критерий эффективности теплового аккумулятора для определения весогабаритных показателей и режимов его работы на этапе проектирования. Методика. Для достижения целей исследования использованы теория подобия и анализ размерностей, а также методики планирования проведения физического эксперимента. Результаты. На основе теории подобия и анализа размерностей получены критерии подобия работы твердотельных тепловых аккумуляторов при заданных базисных параметрах. Это критерии эффективности заряда, разряда и полный критерий. Использованы три теоремы теории подобия в приложении к решению теплотехнической задачи. Критерий эффективности заряда теплового аккумулятора характеризует эффективность достижения заданного значения удельного количества тепла в материале теплового аккумулятора при заряде, при принятых материалах, геометрических соотношениях и теплового потока подводимого тепла. Критерий эффективности разряда характеризует эффективность разряда теплового аккумулятора при принятых материалах, массе аккумулирующего тела и общего аккумулированного количества тепла при установленном значении теплового потока и времени разряда. Полный коэффициент эффективности работы ТА характеризует эффективность работы теплового аккумулятора за полный цикл. Научная новизна. Анализ показал, что возможна реализация любой системы твердотельного теплового аккумулятора на основе структурной схемы данного типа устройств. Получены критерии подобия эффективности заряда, эффективности разряда и полный критерий эффективности работы твердотельного теплового аккумулятора на основе твердого аккумулирующего материала без фазового перехода. Практическая значимость. Критерии, приведенные в данной работе, носят сравнительный характер. В соответствии с полученными критериями можно сравнивать близкие по конструкциям проектируемые и существующие тепловые аккумуляторы. Технико-экономический анализ показывает, что предложенная методология оценки эффективности работы твердотельных тепловых аккумуляторов на разных режимах работы является эффективной, технически реализуемой и позволяет определить весогабаритные показатели и режимы работы твердотельного теплового аккумулятора на этапе проектирования. | ru_RU |
| dc.description.abstract | UK: Мета. В роботі необхідно здійснити розробку критеріїв подібності для різних режимів роботи твердотільного теплового акумулятора (ТА), що працює за рахунок накопичення теплової енергії в обсязі теплоакумулююого матеріалу без фазового переходу, а також створити комплексний критерій ефективності теплового акумулятора для визначення вагогабаритних показників і режимів його роботи на етапі проектування. Методика. Для досягнення цілей дослідження використані теорія подібності і аналіз розмірностей, а також методики планування проведення фізичного дослідження. Результати. На основі теорії подібності та аналізу розмірностей отримані критерії подібності роботи твердотільних теплових акумуляторів при заданих базисних параметрах. Це критерії ефективності заряду, розряду та повний критерій. Використані три теореми теорії подібності в питанні до вирішення теплотехнічної задачі. Критерій ефективності заряду теплового акумулятора характеризує ефективність досягнення заданого значення питомої кількості тепла в матеріалі теплового акумулятора при заряді, при прийнятих матеріалах, геометричних співвідношеннях і теплового потоку підведеного тепла. Критерій ефективності розряду характеризує ефективність розряду теплового акумулятора при прийнятих матеріалах, масі тіла, що акумулює, і загальної кількості акумульованого тепла при встановленому значенні теплового потоку і часу розряду. Повний коефіцієнт ефективності роботи теплового акумулятора характеризує ефективність роботи теплового акумулятора за повний цикл. Наукова новизна. Аналіз показав, що можлива реалізація будь-якої системи твердотільного теплового акумулятора на основі структурної схеми цього типу пристроїв. Отримані критерії подібності ефективності заряду, ефективності розряду та повний критерій ефективності роботи твердотільного теплового акумулятора на основі твердого матеріалу, що акумулює, без фазового переходу. Практична значимість. Критерії, наведені в даній роботі, носять порівняльний характер. Відповідно до отриманих критеріїв можна порівнювати близькі за конструкціями проектовані й існуючі теплові акумулятори. Техніко-економічний аналіз показує, що запропонована методологія оцінки ефективності роботи твердотільних теплових акумуляторів на різних режимах роботи є ефективною, технічно реалізується і дозволяє визначити вагогабаритні показники та режими роботи твердотільного теплового акумулятора на етапі проектування. | uk_UA |
| dc.description.abstract | EN: Purpose. Development of similarity criteria for different modes of operation of the solid-state heat accumulator working due to accumulation of heat in the volume of the heat storage material without phase transition, and the creation of systematic criteria of heat accumulator efficiency for determination the weight / size parameters and operating modes at the design stage. Methodology. To achieve the objectives of the study the theory of similarity and dimensional analysis were used as well as planning and carrying out techniques of physical experiments. Findings. Based on the theory of similarity and dimensional analysis similarity criteria operation of solid-state heat accumulators, under given basic parameters were obtained. These are performance criteria for charge, discharge and full criterion. Three theorems of similarity theory in application to the solution of engineering problems were used. The criterion of efficiency of the heat accumulator charge characterizes the effectiveness of achieving the specified value of the specific amount of heat in the material of heat accumulator under charge, under received materials, geometrical ratios, and heat flow of the heat input. The efficiency criterion characterizes the discharge efficiency of the heat accumulator, at the accepted materials; mass of heat-retainer and the total accumulated amount of heat when the value of the heat flow and the time of discharge. Full coefficient of the heat accumulator performance characterizes the efficiency of the heat accumulators for a full cycle. Originality. Accordingly to the analysis the implementation of any system of solid-state heat accumulator is possible on the basis of structural schemes of this type of device. The similarity criteria of the efficiency of the charge, the efficiency of discharge and the full criterion of solid-state heat accumulators’ efficiency based on the solid storage material without phase transition were obtained. Practical value. Criteria presented in this work are of a comparative nature. In accordance with the obtained criteria we can compare designed and existing heat accumulators that are similar to structures. Feasibility analysis indicates that the proposed assessment methodology of solidstate heat accumulators’ efficiency in different modes of operation is effective, technically feasible and allows determining the weight / size parameters and modes of operation of the solid-state heat accumulator at the design stage. | en |
| dc.description.sponsorship | ООО «Теплотехника», Днепропетровск | ru_RU |
| dc.identifier | DOI: 10.15802/stp2014/29945 | en |
| dc.identifier.citation | Белименко, С. С. Разработка критериев эффективности заряда и разряда твердотельного теплового аккумулятора / С. С. Белименко, В. А. Ищенко // Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2014. – № 5 (53). – С. 7–16. – DOI: 10.15802/stp2014/29945. | ru_RU |
| dc.identifier.issn | 2307–3489 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2307–6666 (Online) | |
| dc.identifier.uri | http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3274 | en |
| dc.identifier.uri | http://stp.diit.edu.ua/article/view/29945 | en |
| dc.identifier.uri | http://stp.diit.edu.ua/article/view/29945/28020 | en |
| dc.language.iso | ru_RU | ru_RU |
| dc.publisher | Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. лазаряна, Дніпропетровськ | uk_UA |
| dc.subject | твердотельный тепловой аккумулятор | ru_RU |
| dc.subject | твердый аккумулирующий материал | ru_RU |
| dc.subject | эффективность заряда | ru_RU |
| dc.subject | эффективность разряда | ru_RU |
| dc.subject | теория подобия | ru_RU |
| dc.subject | анализ размерностей | ru_RU |
| dc.subject | критерий подобия | ru_RU |
| dc.subject | твердотільний тепловий акумулятор | uk_UA |
| dc.subject | твердий акумулюючий матеріал | uk_UA |
| dc.subject | ефективність заряду | uk_UA |
| dc.subject | ефективність розряду | uk_UA |
| dc.subject | теорія подоби | uk_UA |
| dc.subject | аналіз розмірностей | uk_UA |
| dc.subject | критерій подоби | uk_UA |
| dc.subject | solid-state heat accumulator | en |
| dc.subject | solid storage material | en |
| dc.subject | charge efficiency | en |
| dc.subject | discharge efficiency | en |
| dc.subject | similarity theory | en |
| dc.subject | dimensional analysis | en |
| dc.subject | similarity criterion | en |
| dc.subject | КТ | uk_UA |
| dc.title | Разработка критериев эффективности заряда и разряда твердотельного теплового аккумулятора | ru_RU |
| dc.title.alternative | Розробка критеріїв ефективності заряду й розряду твердотільного теплового акумулятора | uk_UA |
| dc.title.alternative | Development of Criteria of Charge and Discharge Efficiency of Solid State of Heat Accumulator | en |
| dc.type | Article | en |