Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб
Разработаны физическая и математическая модели процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб при их производстве экструзией. Модели описывают процессы при одно-и двустороннем охлаждении труб....
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2010
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126914 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб / В.Т. Вознюк, А.Я. Карвацкий, И.О. Микулёнок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 76-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126914 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1269142017-12-06T03:02:58Z Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб Вознюк, В.Т. Карвацкий, А.Я. Микулёнок, И.О. Приборы и оборудование Разработаны физическая и математическая модели процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб при их производстве экструзией. Модели описывают процессы при одно-и двустороннем охлаждении труб. Розроблено фізичну та математичну моделі процесу охолодження двошарових гофрованих полімерних труб під час їх виготовлення співекструзією. Моделі описують процеси при одно-та двосторонньому охолодженні. Physical and mathematical models of double-layer corrugated polymeric pipes refrigeration process during pipes manufacture by extrusion are developed. The models simulate single- and double-sided pipes refrigeration processes. 2010 Article Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб / В.Т. Вознюк, А.Я. Карвацкий, И.О. Микулёнок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 76-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126914 678.027.3–036.5 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Приборы и оборудование Приборы и оборудование |
| spellingShingle |
Приборы и оборудование Приборы и оборудование Вознюк, В.Т. Карвацкий, А.Я. Микулёнок, И.О. Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Разработаны физическая и математическая модели процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб при их производстве экструзией. Модели описывают процессы при одно-и двустороннем охлаждении труб. |
| format |
Article |
| author |
Вознюк, В.Т. Карвацкий, А.Я. Микулёнок, И.О. |
| author_facet |
Вознюк, В.Т. Карвацкий, А.Я. Микулёнок, И.О. |
| author_sort |
Вознюк, В.Т. |
| title |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| title_short |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| title_full |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| title_fullStr |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| title_full_unstemmed |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| title_sort |
моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Приборы и оборудование |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126914 |
| citation_txt |
Моделирование процесса охлаждения двухслойных гофрированных полимерных труб / В.Т. Вознюк, А.Я. Карвацкий, И.О. Микулёнок // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 6. — С. 76-78. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT voznûkvt modelirovanieprocessaohlaždeniâdvuhslojnyhgofrirovannyhpolimernyhtrub AT karvackijaâ modelirovanieprocessaohlaždeniâdvuhslojnyhgofrirovannyhpolimernyhtrub AT mikulënokio modelirovanieprocessaohlaždeniâdvuhslojnyhgofrirovannyhpolimernyhtrub |
| first_indexed |
2025-07-09T05:56:58Z |
| last_indexed |
2025-07-09T05:56:58Z |
| _version_ |
1837147744941113344 |
| fulltext |
Ãîôðèðîâàííûå ïîëèìåðíûå òðóáû ïîëó÷è-
ëè øèðîêîå ïðèìåíåíèå äëÿ êàáåëüíûõ êîììó-
íèêàöèé è áåçíàïîðíûõ æèäêîñòíûõ ñèñòåì.
Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèÿ â ïîñëåäíåå âðå-
ìÿ ïîëó÷àþò äâóõñëîéíûå ïîëèìåðíûå òðóáû ñ
âíåøíèì ãîôðèðîâàííûì ñëîåì è ñ ãëàäêèì
âíóòðåííèì. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ ñòåíêè òðóáû
îáåñïå÷èâàåò çíà÷èòåëüíóþ êîëüöåâóþ æåñò-
êîñòü ïðè îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîé ìàòåðèàëî-
åìêîñòè, à ãëàäêàÿ âíóòðåííÿÿ ïîâåðõíîñòü —
óäîâëåòâîðèòåëüíûå ãèäðàâëè÷åñêèå óñëîâèÿ
äâèæåíèÿ æèäêîñòè [1].
Ïîñëå ôîðìîâàíèÿ äâóõñëîéíîé ãîôðèðî-
âàííîé òðóáû â åå ñòåíêå àêêóìóëèðóåòñÿ çíà-
÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî òåïëîòû, îòâåäåíèå êîòî-
ðîé óñëîæíÿåòñÿ èç-çà íèçêîé òåïëîïðîâîäíî-
ñòè ïîëèìåðà è âîçäóõà, ñîäåðæàùåãîñÿ â ãîô-
ðàõ. Îñîáóþ ïðîáëåìó ïðåäñòàâëÿåò îòâåäåíèå
òåïëîòû ñ âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ãëàäêîãî
ñëîÿ òðóáû.
Ïðîåêòèðîâàíèå ãîôðàòîðîâ è îïðåäåëåíèå
äëèíû çîíû îõëàæäåíèÿ âûïîëíÿåòñÿ ïðîèçâî-
äèòåëÿìè ñîîòâåòñòâóþùåãî îáîðóäîâàíèÿ, áà-
çèðóÿñü íà ïðàêòè÷åñêîì îïûòå. Îäíàêî ïðè
èñïîëüçîâàíèè íîâûõ ìàòåðèàëîâ è èçãîòîâëå-
íèè òðóá ñ íîâîé êîíñòðóêöèåé ñòåíêè ïðåäû-
äóùèé îïûò ìîæåò áûòü íåïðèåìëåìûì, à íà-
ðàáîòêà íîâîãî òðåáóåò çíà÷èòåëüíûõ çàòðàò
ýíåðãèè, ìàòåðèàëüíûõ è ÷åëîâå÷åñêèõ ðåñóð-
ñîâ. Â ýòîé ñâÿçè âîçíèêàåò íåîáõîäèìîñòü â
ðàçðàáîòêå ôèçè÷åñêîé è ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäå-
ëåé ïðîöåññà îõëàæäåíèÿ äâóõñëîéíûõ ãîôðè-
76 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6
� Âîçíþê Â.Ò., Êàðâàöêèé À.ß., Ìèêóë¸íîê È.Î., 2010
Water Boilers of TVG Type Modernization
Lavrentsov E.M.1, Sigal I.J.1,
Smikhula A.V.1, Berezanskiy V.V.2, Ovchar V.V.2
1 The Gas Institute of NASU, Kiev
2 Stock Company «Gilteploenergo Kyivenergo», Kiev
Water boilers of TVG type service period is limited by convective heating surface of
small diameter pipes (28
3 ìì) failing and burners exchange necessity. The projects of
the boilers modernization for efficiency increase and service period extension by convec-
tive heating surface manufacture of more then 28 mm diameters pipes and new slot burn-
ers MPIG-3 application are developed.
Key words: municipal heat power engineering, water boilers of TVG type, MPIG-3 slot
burner, modernization.
Received April 2, 2010
ÓÄÊ 678.027.3–036.5
Ìîäåëèðîâàíèå ïðîöåññà îõëàæäåíèÿ äâóõñëîéíûõ
ãîôðèðîâàííûõ ïîëèìåðíûõ òðóá
Âîçíþê Â.Ò., Êàðâàöêèé À.ß., Ìèêóë¸íîê È.Î.
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Ðàçðàáîòàíû ôèçè÷åñêàÿ è ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëè ïðîöåññà îõëàæäåíèÿ äâóõñëîéíûõ
ãîôðèðîâàííûõ ïîëèìåðíûõ òðóá ïðè èõ ïðîèçâîäñòâå ýêñòðóçèåé. Ìîäåëè îïèñûâà-
þò ïðîöåññû ïðè îäíî- è äâóñòîðîííåì îõëàæäåíèè òðóá.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: äâóõñëîéíàÿ ãîôðèðîâàííàÿ ïîëèìåðíàÿ òðóáà, ôèçè÷åñêàÿ è
ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëè, îõëàæäåíèå.
Ðîçðîáëåíî ô³çè÷íó òà ìàòåìàòè÷íó ìîäåë³ ïðîöåñó îõîëîäæåííÿ äâîøàðîâèõ ãîôðî-
âàíèõ ïîë³ìåðíèõ òðóá ï³ä ÷àñ ¿õ âèãîòîâëåííÿ ñï³âåêñòðó糺þ. Ìîäåë³ îïèñóþòü ïðî-
öåñè ïðè îäíî- òà äâîñòîðîííüîìó îõîëîäæåíí³.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: äâîøàðîâà ãîôðîâàíà ïîë³ìåðíà òðóáà, ô³çè÷íà òà ìàòåìàòè÷íà ìî-
äåë³, îõîëîäæåííÿ.
ðîâàííûõ ïîëèìåðíûõ òðóá, êîòîðûå ïîçâîëÿò
ïðîåêòèðîâàòü îáîðóäîâàíèå ñ ðàöèîíàëüíûìè
ïàðàìåòðàìè.
Äâóõñëîéíûå ãîôðèðîâàííûå òðóáû èçãî-
òîâëÿþòñÿ ñîýêñòðóçèåé (ðèñ.1). Ôîðìà âíåø-
íåé ïîâåðõíîñòè òðóáû ïðèäàåòñÿ âàêóóìîì â
ãîôðàòîðå, ãäå òàêæå ïðîèñõîäèò îõëàæäåíèå
òðóáû äî òåìïåðàòóðû, ïðè êîòîðîé îíà ãàðàí-
òèðîâàííî íå òåðÿåò ôîðìó âî âðåìÿ ïîñëåäóþ-
ùåé îáðàáîòêè è ýêñïëóàòàöèè. Ïîñëå âûõîäà
òðóáû èç ãîôðàòîðà îíà íåêîòîðîå âðåìÿ äâè-
æåòñÿ íà âîçäóõå. Äàëüíåéøåå îõëàæäåíèå òðó-
áû ïðîèñõîäèò â âàííàõ ñ âîäíûì îðîøåíèåì,
êîëè÷åñòâî êîòîðûõ çàâèñèò îò òèïîðàçìåðà
òðóáû è ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ëèíèè [2].
Ïðîöåññ îõëàæäåíèÿ â ãîôðàòîðå è âàííàõ
îõëàæäåíèÿ îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì íåñòàöèî-
íàðíîé òåïëîïðîâîäíîñòè:
�
�
��
�i i i(T)c (T)
T
(T) T],
�
�
�
�
�
! ![ (1)
ãäå �i, ci, �i — ïëîòíîñòü, ìàññîâàÿ òåïëîåì-
êîñòü è òåïëîïðîâîäíîñòü ìàòåðèàëà ³-ãî ñëîÿ
òðóáû (i = 1,N), N — êîëè÷åñòâî ñëîåâ; T —
òåìïåðàòóðà; � — âðåìÿ.
Ïîñêîëüêó âî âðåìÿ îõëàæäåíèÿ òðóáû åå
òåìïåðàòóðà èçìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ,
òî íåîáõîäèìî ó÷åñòü çàâèñèìîñòü òåïëîôèçè÷å-
ñêèõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëîâ îò òåìïåðàòóðû. Âî
âðåìÿ ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññ öåëå-
ñîîáðàçíî ðàññìàòðèâàòü â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñ-
òåìå êîîðäèíàò (ðèñ.2).
Äëÿ äàëüíåéøåãî ðàññìîòðåíèÿ ïðîöåññà
îõëàæäåíèÿ äåëàåì òàêèå äîïóùåíèÿ: 1) ïðî-
öåññ îõëàæäåíèÿ îñåñèììåòðè÷íûé, ñëåäîâà-
òåëüíî, íå çàâèñèò îò óãëîâîé êîîðäèíàòû; 2) â
ìåñòå êîíòàêòà ñîñåäíèõ äâóõ ñëîåâ ðåàëèçîâà-
íû ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ ÷åòâåðòîãî ðîäà; 3) êîí-
âåêòèâíûì ïåðåíîñîì òåïëîòû â âîçäóõå, ñîäåð-
æàùåìñÿ â ãîôðàõ òðóáû, ïðåíåáðåãàåì; 4) ïå-
ðåíîñ òåïëîòû â êàæäîì ñëîå ìàòåðèàëà òðóáû
è â âîçäóõå, ñîäåðæàùåìñÿ â ãîôðàõ òðóáû,
îñóùåñòâëÿåòñÿ òåïëîïðîâîäíîñòüþ.
Èç-çà çíà÷èòåëüíîãî èçìåíåíèÿ òåïëîôèçè-
÷åñêèõ ñâîéñòâ ïîëèìåðà ïðè åãî çàòâåðäåâàíèè
óðàâíåíèå (1) öåëåñîîáðàçíî çàïèñàòü â ýíòàëü-
ïèéíîé ôîðìå. Ñ ó÷åòîì ñäåëàííûõ äîïóùåíèé
îíî ïðèíèìàåò òàêîé âèä:
�
��
�
�
�
�"
�
�
�
�
�
�
#
$
%&
'
()
�
$
%&
'
()
1
r r
r T
r z
T
z
i 1,
i i( ) ( ) ,
"
N, � * 0,
(2)
ãäå r, z — òåêóùèé ðàäèóñ è òîëùèíà ñòåíêè
òðóáû; Í — ýíòàëüïèÿ:
H c (T) T dT, i =1,Ni
T
i
+
0
� ( ) .
Íà÷àëüíîå óñëîâèå ïðè � = 0:
T(r, z)�� = 0 = T0, (3)
ãäå Ò0 — íà÷àëüíàÿ òåìïåðàòóðà.
Ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ ïðè � > 0:
à) íà ãðàíèöå êîíòàêòà ìåæäó ñëîÿìè ñòåí-
êè òðóáû, à òàêæå ìåæäó âíåøíåé ïîâåðõíî-
ñòüþ òðóáû è ãîôðàòîðîì
{ } ;
{ ,
T
}
,
-
.
/
0
0n q
(4)
ãäå n — âíåøíÿÿ íîðìàëü ê ïîâåðõíîñòè ìàòåðèàëà;
{T} = T+ – T–; {n . q} = n+ . q+ – n– . q–; q — ïëîò-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6 77
Ðèñ.1. Ñõåìà ôîðìîâàíèÿ äâóõñëîéíûõ ãîôðèðîâàííûõ ïî-
ëèìåðíûõ òðóá: 1 — ñîýêñòðóçèîííàÿ ãîëîâêà; 2, 3 — ðàñ-
ïëàâ ïîëèìåðà äëÿ âíóòðåííåãî è âíåøíåãî ñëîåâ ñòåíêè
òðóáû; 4 — ïîëóôîðìà ãîôðàòîðà.
Ðèñ.2. Ñõåìà îõëàæäåíèÿ äâóõñëîéíûõ ãîôðèðîâàííûõ ïî-
ëèìåðíûõ òðóá â ãîôðàòîðå (à) è â âàííå îõëàæäåíèÿ (á):
1 — òðóáà; 2 — ïîëóôîðìà ãîôðàòîðà; 3 — êàíàëû îõëàæ-
äàþùåé âîäè; 4 — âàííà îõëàæäåíèÿ; 5 — ôîðñóíêà.
íîñòü òåïëîâîãî ïîòîêà, q = –�i(T)!T, i = 1,N; !
— îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà â öèëèíäðè÷åñêîé ñèñ-
òåìå êîîðäèíàò, !
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�r
1
r
,
z
;
á) íà ãðàíèöå êîíòàêòà ñòåíêè ñ îõëàæäàþ-
ùåé ñðåäîé
n , � ! �
( ( ( ),
,
� �i k kT) T) = T)(T T
i 1, N k 1, M,
(5)
ãäå �k — êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è; Tk — òåì-
ïåðàòóðà îõëàæäàþùåé ñðåäû; k — èíäåêñ íî-
ìåðà îõëàæäàþùåé ñðåäû (1 — âîäà, 2 — âîç-
äóõ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè òðóáû, 3 — âîçäóõ
íà âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè òðóáû (ñì. ðèñ.2));
M — êîëè÷åñòâî îõëàæäàþùèõ ñðåä.
Óðàâíåíèÿ (2)–(5) ÿâëÿþòñÿ ìàòåìàòè÷å-
ñêîé ìîäåëüþ ïðîöåññà îõëàæäåíèÿ äâóõñëîé-
íûõ ïîëèìåðíûõ òðóá.
Ïðåäâàðèòåëüíûé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî ïðè
ïðîåêòèðîâàíèè òåõíîëîãè÷åñêèõ ëèíèé äëÿ
ïðîèçâîäñòâà äâóõñëîéíûõ ãîôðèðîâàííûõ ïî-
ëèìåðíûõ òðóá öåëåñîîáðàçíî ïðèìåíÿòü äâóõ-
ñòîðîííåå îõëàæäåíèå, ïðåèìóùåñòâî êîòîðîãî
äîêàçàíî ïðè îõëàæäåíèè ãëàäêèõ ïîëèìåðíûõ
òðóá [3].
Âûâîäû
Ðàçðàáîòàííàÿ ôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü êà÷åñò-
âåííî îïèñûâàåò îõëàæäåíèå ãîôðèðîâàííûõ
òðóá íà ðàçíûõ ñòàäèÿõ, à ïðåäëîæåííàÿ ìàòå-
ìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïîçâîëÿåò òåîðåòè÷åñêè èñ-
ñëåäîâàòü ïðîöåññ îõëàæäåíèÿ ïðè ðàçíûõ ïà-
ðàìåòðàõ ïðîöåññà ïðîèçâîäñòâà òðóá.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Òðåòüÿêîâ À. Ïîëèìåðíûå ãîôðèðîâàííûå òðóáû
// Ïîëèìåðû — äåíüãè. — 2006. — ¹ 1. —
Ñ. 6–10.
2. Ìàñåíêî Ë.ß. Ãîôðèðîâàííûå òðóáû èç ïëàñòìàññ.
— Ì. : Õèìèÿ, 1989. — 88 ñ.
3. Âîçíþê Â.Ò., ̳êóëüîíîê ².Î. Åêñïåðèìåíòàëüíå
äîñë³äæåííÿ äâîñòîðîííüîãî îõîëîäæåííÿ ïîë³-
ìåðíî¿ òðóáè // Õ³ì. ³íæåíåð³ÿ, åêîëîã³ÿ òà ðå-
ñóðñîçáåðåæåííÿ. ³ñí. Íàö. òåõí. óí-òà Óêð.
«Êϲ». — 2010. — ¹ 1. — Ñ. 4–7.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 01.09.10
78 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 6
The Simulation of Double-Layer
Ñorrugated Polymeric Pipes Refrigeration
Vozniuk V.T., Karvatskii A.Ya., Mikulionok I.O.
National Technical University of Ukraine «KPI», Kiev
Physical and mathematical models of double-layer corrugated polymeric pipes refrigera-
tion process during pipes manufacture by extrusion are developed. The models simulate
single- and double-sided pipes refrigeration processes.
Key words: double-layer corrugated polymeric pipe, physical and mathematical models,
refrigeration.
Received September 1, 2010
|