Исследование локально-неравновесного процесса индукционного нагрева металла в реакторе генерации водорода
DOI:
https://doi.org/10.52575/2687-0959-2024-56-2-153-162Ключевые слова:
пиролиз метана, скин-слой, нелокальная модель теплообмена, коэффициент релаксации, идентификация источника теплоты, численное решениеАннотация
Предложен метод идентификации источника теплоты, возникающего в скин-слое реактора генерации водорода, заполненного жидким металлом, при его индукционном нагреве. Благодаря использованию предложенного метода возможно при известной толщине скин-слоя найти мощность возникающего в нем источника теплоты, при которой обеспечивается нагрев метана до заданной температуры пиролиза и время выхода на стационарное состояние. Метод основан на использовании уравнения теплового баланса и локально-неравновесной математической модели, что позволяет учесть релаксационные свойства материалов. В результате многовариантных численных расчётов определена мощность внутреннего источника теплоты, необходимая для достижения рабочей средой реактора (жидким металлом) температуры пиролиза. Разработанная программа позволяет выполнять моделирование процесса индукционного нагрева металла в реакторе генерации водорода.
Благодарности
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема No FSSE-2024-0014) в рамках государственного задания Самарского государственного технического университета.
Скачивания
Библиографические ссылки
Баранов Н.Н. Нетрадиционные источники и методы преобразования энергии. М.: Издательский дом МЭИ, 2012. 383 c.
Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. М.: Издательский дом «Интелект». 2011. 168 c.
Ячиков И.М., Миронова Г.А., Петин С.Н. Математическое моделирование теплового состояния расплава в реакторе с кипящим слоем. Приложение математики в экономических и технических исследованиях. 2007;1:170–176.
Подольцев А.Д., Кучерявая И.М. Мультифизическое моделирование процессов индукционного нагрева и плавления проводящих заготовок с концентратором магнитного потока. Электронное моделирование. 2015;37(4):97–107.
Письменный А.С., Баглай В.М., Письменный А.А., Рымар С.В. Интенсификация потоков расплавленного металла в жидкой ванне при индукционном нагреве. Вакуумно-индукционная плавка. 2010;(2):34–39.
Лыков А.В. Применение методов термодинамики необратимых процессов к исследованию тепло- и массообмена. Инженерно-физический журнал. 1965;9(3):287–304.
Соболев С.Л. Локально-неравновесные модели процессов переноса. Успехи физических наук. 1997;167(10):1096–1106.
Жоу Д., Касас–Баскес X., Лебон Дж. Расширенная необратимая термодинамика. Москва – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика» Институт компьютерных исследований, 2006.
Соболев С.Л. Процессы переноса и бегущие волны в локально-неравновесных системах. Успехи физических наук. 1991;161(3):5–29.
Лыков А.В. Теория теплопроводности.1967. М.: Высшая школа. 600 с.
Власов В.В., Раутиан Н.А. Корректная разрешимость и спектральные анализ абстрактных гиперболических интегродифференциальных уравнений. Труды семинара им. И.Г. Петровского. 2011;(28):75–113.
Rossikhin Yu.A., Shitikov V.V. The hyperbolic model with a small parameter for studying the process of impact of a thermoelastic rod against a heated rigid barrier. Applied Mathematical Sciences. 2016;10(41):2037–2050.
Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978.
Ghazanfarian J., Shomali Z., Abbassi A. Macro- to nanoscale heat and mass transfer: the lagging behavior. International Journal of Thermophysics. 2015;36:1416–1467.
Просмотров аннотации: 87
Поделиться
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Copyright (c) 2024 Прикладная математика & Физика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.