КОНВЕКТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ВОЗДУХА В МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ПОРИСТЫХ СИСТЕМАХ (заключительный)

Отчет 38 с., 1 кн., 18 библ. источ. КОНВЕКТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ВОЗДУХА, ПАССИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ, АКТИВНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ, МНОГОСЛОЙНЫЕ ПОРИСТЫЕ СИСТЕМЫ, ПРОСЛОЙКИ ВОЗДУХА, ВНУТРЕННЕЕ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ, ВЕРТИКАЛЬНОЕ СКВОЗНОЕ ТЕЧЕНИЕ, КОРРЕКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ, КОНВЕКТИВНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ РАВНОВЕСИЯ И ТЕЧЕНИЯ, ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС, РЕЖИМЫ РАЗВИТОЙ КОНВЕКЦИИ, КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ, ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЭКСПЕРИМЕНТ, ОПТИМАЛЬНЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ, ХРАНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ Объектом исследования является конвекция воздуха, вызванная внутренним тепловыделением в мультислойных пористых системах разной конфигурации при наличии осложняющих факторов, таких, как внешняя температурная коррекция, вынужденное вертикальное сквозное течение, изменение свойств пористой матрицы, добавление прослоек воздуха. Цель работы – решение вопроса эффективности конвективного тепломассопереноса и управления им в мультислойных тепловыделяющих пористых системах с учетом осложняющих факторов, таких как добавление прослоек воздуха, коррекция температуры на границах, принудительная активная вентиляция наружным воздухом, зависимость мощности тепловыделения от объемной доли твердой фазы среды. В процессе работы проводилось численное моделирование конвективных течений в гранулированных и волокнистых тепловыделяющих пористых средах с разным числом подслоев N и верификация численных данных на примере двухслойной системы «воздух – пористая среда» в эксперименте. В результате исследования получены данные о пороге возникновения конвективных течений, их структуре, режимах конвекции, полей температуры с изменением относительной толщины воздушной прослойки, количества субслоев, их пористости и проницаемости, мощности внутреннего тепловыделения, перепада температур на внешних границах, скорости и направления вертикального сквозного течения и других управляющих параметров задачи, входящих в состав критериев подобия (чисел Дарси и Пекле, внутреннего и внешнего чисел Релея-Дарси и др.). Эти сведения позволяют оценивать эффективность теплообмена и контролируемым образом устанавливать температурный режим внутри системы, выделяющей тепло, не допуская ее перегрева. Задача имеет широкий спектр приложений в различных технологических и природных процессах. Среди них можно назвать проблему поддержания оптимального температурного режима хранения растительного сырья и корнеплодов в сельском хозяйстве. Насыпи растительного сырья образуют пористую среду, выделяющую тепло за счет биологической активности. Для сохранения качества продукции необходимо не допускать перегрева отдельных участков среды. Конвективное течение усиливает теплоперенос, что позволяет уменьшить энергозатраты на принудительную вентиляцию наружным воздухом. Прослойки воздуха понижают порог возникновения конвекции, которая дает возможность естественным образом или дополнительно с наружными потоками воздуха обеспечить оптимальные температурные условия хранения растительного сырья.