Математическое моделирование процессов теплообмена

Целью дисциплины является ознакомление студентов с принципами моделирования и путями решения вышеперечисленных и других актуальных задач тепломассообмена в однофазных потоках.

Задачами дисциплины являются

• ознакомление с основными проблемами в области моделирования течения и теплообмена жидкостных и газовых теплоносителей с поверхностями;

• изучение общих закономерностей этого взаимодействия;

• определение условий перехода от одного режима течения к другому;

• умение определить эффективность отвод теплоты от теплоотдающей поверхности в условиях интенсификации теплообмена;

• обучение работе с программным комплексом Phoenics

1.	Основы передачи тепла
2.	Основы моделирования. Теория подобия. Три теоремы подобия. Определение математической модели.
3.	Перенос тепла в ребрах. Метод контрольного объема.
4.	Численное решение задачи стационарного охлаждения ребра методом контрольных объемов.
5.	Нестационарное охлаждение ребра.
6.	Ламинарный пограничный слой на плоской пластине.
7​.	Пошаговая инструкция построения прямоугольного канала, создание математической модели процесса и задания исходных данных в программном комплексе Phoenics.
8.	Переходный пограничный слой на плоской пластине
9.	Турбулентный пограничный слой на плоской пластине
10.	Течение и теплообмен в плоском канале при ламинарном и турбулентном режимах течения.
11.	Численные модели для прямоточных и противоточных теплообменников. Модель с использованием логарифмического напора.
12.	Решение одномерной задачи расчета теплообменника методом контрольного объема.
13.	Метод вычисления поля давлений.
14.	Расчет двухканального пластинчатого теплообменника в среде Phoenics.
15.	Методы оптимизации теплообменных аппаратов.
16.	Выбор критериев оптимизации теплообменных аппаратов.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

• способы расчета параметров ребра при изменении условий на границах (ОК-1, ОК-4);

• методики расчета теплообмена в плоском канале и трубе (ОК-1, ПК-9);

• основные параметры, влияющие на возникновение пограничных слоев в различных каналах (ОК-1, ОК-4, ПК-9).

Уметь:

• Работать с численным комплексом Phoenics (ПК-2, ПК-9);

• использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

• самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые

• знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

• использовать представление о методологических основах научного познания и творчества, роли научной информации в развитии науки (ОК-8);

• представлять результаты исследования в виде отчетов, рефератов, научных публикаций и на публичных обсуждениях (ПК-24).

Владеть:

• навыками анализа литературы по рассматриваемой тематике (ОК-1);

• терминологией в области тепломассообмена (ОК-1);

• методиками расчета тепломассообменных характеристик теплообменных установок (ПК-2);

• современными компьютерными и информационными технологиями (ПК-9);

• способностью анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);

• способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);

• способностью к выполнению расчетов с необходимыми обоснованиями мероприятий по экономии энергоресурсов, потребности подразделений предприятия в электрической, тепловой и других видах энергии, участию в разработке норм их расхода, режима работы подразделений предприятия, исходя из их потребностей в энергии (ПК-31).

Литература:

 основная литература:

1. Жубрин С.В., Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В.. Методы расчета теплогидравлических характеристик в теплообменных установках. – М.: МЭИ, 2006.

2. Сергиевский Э.Д., Овчинников Е.В., Крылов А.Н. Применение комплекса численного моделирования Fluent для задач промышленной теплоэнергетики. – М.: МЭИ, 2006.

3. Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В., Овчинников Е.В. Расчет локальных параметров течения и теплообмена в каналах. – М.: МЭИ, 2001.

4. Сергиевский Э.Д., Хомченко Н.В., Яковлев И.В. Расчет нестационарных параметров одиночного ребра численными методами. – М.: МЭИ, 2002.

дополнительная литература:

5. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.:

Энергоатомиздат, 1984.

6. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина – 2-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1991.

7. Варгафтик Н.Б. Теплофизические свойства веществ (справочник). М.: Наука, 1973.

8. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. –М.: «Энергия», 1977.

9. Введение в теорию оптимизации:Учебное пособие – М.:Издательство МЭИ, 2001.– 88 с.

---

Контактная информация для записи на курс:

​Гужов Сергей Вадимович

+7 965 294-91-11

GuzhovSV@mpei.ru​

​