Журналов:     Статей:        

Аэрокосмический научный журнал. 2015; 1: 39-48

Приближённый метод расчёта времени плавления шугообразного криопродукта в цилиндрической горизонтальной емкости

Товарных Г. Н.

Аннотация

Предложен приближённый метод расчета времени плавления шугообразного криопродукта в горизонтальной цилиндрической емкости со сферическими днищами при дренажном хранении. Рассмотрена задача о нахождении положения границы раздела между чистой жидкостью и шугой с учетом тепловых потоков со стороны стенок и области чистой жидкости. Принято, что область шуги изотермична и имеет температуру плавления твердой фазы, граница раздела шуга - чистая жидкость плоская, свободная поверхность жидкости неподвижна и имеет температуру насыщения при заданном давлении. Температура в области чистой жидкости распределена по линейному закону. Полученные приближенные соотношения позволяют оценить время плавления шугообразного криопродукта в емкости без детального расчета температурных полей в области чистой жидкости. DOI: 10.7463/aersp.0615.0826274
Список литературы

1. Товарных Г.Н. Плавление шугообразного водорода в вертикальной цилиндрической ёмкости // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журнал. 2014. №10. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/738604.html, (дата обращения 01.10.2015).

2. Тарасова А.В., Товарных Г.Н. Приближённый метод расчёта плавления шугообразного криопродукта в сферической емкости // Инженерный журнал: наука и инновации. 2015. вып. 4. DOI:10.18698/2308-6033-2015-4-1394

3. Мейрманов А.М. Задача Стефана. Новосибирск: Наука, 1986. 239 с.

4. Гольдман Н. Л. Обратные задачи Стефана. Теория и методы решения. М.: Изд-во МГУ, 1999, 64 с.

5. Товарных Г.Н. Рост давления в плоской щели при замерзании теплоносителя // Инженерный вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журнал. 2014. №11. Режим доступа: http://engbul.bmstu.ru/doc/738625.html, (дата обращения 01.10.2015).

6. Задача Стефана для адиабатического намораживания воды холодом гранул / А.С. Ащеулова, А.А. Храпов, В.В. Рагулин, В.И. Полтавцев // Вестник КрасГАУ. 2007. №1. С.26-30

7. Кувыркин Г.Н., Ломохова А.В. Математическое моделирование процесса кристаллизации в установках для выращивания монокристаллов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2007. №4. С. 37-44.

8. Крылов Д.А., Мельникова Ю.С. Математическое моделирование распределения температурных полей в криолитозоне // Студенческий научный вестник. Сборник статей четвертой научно-технической выставки «Политехника». М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. С. 94-97.

9. Крылов Д.А., Сидняев Н.И. Метод расчета массовой кристаллизации многофазных реологических сред // Материалы Четвертой конференции геокриологов России. МГУ им. М.В. Ломоносова, 7-9 июня 2011 г. т. 1. Часть 1. Физико-химия, теплофизика и механика мерзлых пород. М.: Университетская книга, 2011. С.129-136.

10. Парфентьева Н.А., Самарин О.Д. О колебаниях фронта промерзания в ограждениях и численном моделировании задачи Стефана // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века. 2002. №11. С.46-47.

11. Ерохина О.С. Расчет времени протаивания криоботом ледяных структур // Труды IХ Всероссийской научно-технической конференции «Авиакосмические технологии АКТ-2008». Воронеж: ВГТУ, 2008. С. 70-75.

Aerospace Scientific Journal. 2015; 1: 39-48

Approximate Method to Calculate Melting Time of Sludge-Like Cryogenic Product in Cylindrical Horizontal Tank

Tovarnykh G. N.

Abstract

The paper proposes an approximate method to calculate the melting time of the sludge-like cryogenic product in horizontal cylindrical tank with spherical bottoms during drainage storage. The problem to find where there is the liquid - clean slush interface taking into account the heat flows from the walls and the area of clean liquid. It is assumed that the area of sludge is isothermal and has a melting point of solids, sludge - clean liquid interface is flat, free surface of the liquid is stationary and has a saturation temperature at a given pressure. The temperature in the clean liquid is distributed linearly. These approximate relationships allow us to estimate the melting time of the sludge-like cryogenic product in tank without detailed calculation of temperature fields in clean liquid.
References

1. Tovarnykh G.N. Plavlenie shugoobraznogo vodoroda v vertikal'noi tsilindricheskoi emkosti // Inzhenernyi vestnik. MGTU im. N.E. Baumana. Elektron. zhurnal. 2014. №10. Rezhim dostupa: http://engbul.bmstu.ru/doc/738604.html, (data obrashcheniya 01.10.2015).

2. Tarasova A.V., Tovarnykh G.N. Priblizhennyi metod rascheta plavleniya shugoobraznogo krioprodukta v sfericheskoi emkosti // Inzhenernyi zhurnal: nauka i innovatsii. 2015. vyp. 4. DOI:10.18698/2308-6033-2015-4-1394

3. Meirmanov A.M. Zadacha Stefana. Novosibirsk: Nauka, 1986. 239 s.

4. Gol'dman N. L. Obratnye zadachi Stefana. Teoriya i metody resheniya. M.: Izd-vo MGU, 1999, 64 s.

5. Tovarnykh G.N. Rost davleniya v ploskoi shcheli pri zamerzanii teplonositelya // Inzhenernyi vestnik. MGTU im. N.E. Baumana. Elektron. zhurnal. 2014. №11. Rezhim dostupa: http://engbul.bmstu.ru/doc/738625.html, (data obrashcheniya 01.10.2015).

6. Zadacha Stefana dlya adiabaticheskogo namorazhivaniya vody kholodom granul / A.S. Ashcheulova, A.A. Khrapov, V.V. Ragulin, V.I. Poltavtsev // Vestnik KrasGAU. 2007. №1. S.26-30

7. Kuvyrkin G.N., Lomokhova A.V. Matematicheskoe modelirovanie protsessa kristallizatsii v ustanovkakh dlya vyrashchivaniya monokristallov // Vestnik MGTU im. N. E. Baumana. Ser. Estestvennye nauki. 2007. №4. S. 37-44.

8. Krylov D.A., Mel'nikova Yu.S. Matematicheskoe modelirovanie raspredeleniya temperaturnykh polei v kriolitozone // Studencheskii nauchnyi vestnik. Sbornik statei chetvertoi nauchno-tekhnicheskoi vystavki «Politekhnika». M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2009. S. 94-97.

9. Krylov D.A., Sidnyaev N.I. Metod rascheta massovoi kristallizatsii mnogofaznykh reologicheskikh sred // Materialy Chetvertoi konferentsii geokriologov Rossii. MGU im. M.V. Lomonosova, 7-9 iyunya 2011 g. t. 1. Chast' 1. Fiziko-khimiya, teplofizika i mekhanika merzlykh porod. M.: Universitetskaya kniga, 2011. S.129-136.

10. Parfent'eva N.A., Samarin O.D. O kolebaniyakh fronta promerzaniya v ograzhdeniyakh i chislennom modelirovanii zadachi Stefana // Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tekhnologii KhKhI veka. 2002. №11. S.46-47.

11. Erokhina O.S. Raschet vremeni protaivaniya kriobotom ledyanykh struktur // Trudy IKh Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii «Aviakosmicheskie tekhnologii AKT-2008». Voronezh: VGTU, 2008. S. 70-75.