{"title":"热裂解再生器反应室热场模型的建立与研究","authors":"V. A. Glushkov, V. G. Gravshin","doi":"10.22213/2413-1172-2018-4-208-216","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Рассматривается подход к моделированию динамики распространения тепла по объему гомогенного материала внутри реакционной камеры пиролизного регенератора при наличии нагревателей, размещаемых внутри камеры. Проанализированы несколько подходов для расчета температурных полей: аналитический (непосредственное решение дифференциального уравнения Фурье в частных производных), численный (метод конечных разностей и метод конечных элементов), применение эквивалентных электрических схем и компьютерное моделирование. Показано, что данная динамика описывается дифференциальными уравнениями дробного порядка. При этом форма уравнений, описывающих зависимости токов в ветвях электрической цепи и напряжения в ее узлах, аналогична форме уравнений, описывающих зависимость теплового потока в среде и значений температуры в отдельных ее точках. Таким образом, решение дифференциального уравнения заменяется на моделирование работы электрической цепи во временнóй области. Предложены схемотехнические модели теплопроводности среды для таких элементов пространства, как стержень, а на его основе - элемент плоскости, столбец и объем. С помощью данных элементов проведено моделирование нестационарного распространения температуры по объему среды при наличии от одного до трех нагревательных элементов внутри объема. Корректность схемотехнического моделирования подтверждена с помощью специализированного ПО, реализующего классический метод конечных элементов.","PeriodicalId":443403,"journal":{"name":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","volume":"14 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2019-02-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Developing and Studying a Model of Thermal Field within the Pyrolysis Regenerator Reaction Chamber\",\"authors\":\"V. A. Glushkov, V. G. Gravshin\",\"doi\":\"10.22213/2413-1172-2018-4-208-216\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Рассматривается подход к моделированию динамики распространения тепла по объему гомогенного материала внутри реакционной камеры пиролизного регенератора при наличии нагревателей, размещаемых внутри камеры. Проанализированы несколько подходов для расчета температурных полей: аналитический (непосредственное решение дифференциального уравнения Фурье в частных производных), численный (метод конечных разностей и метод конечных элементов), применение эквивалентных электрических схем и компьютерное моделирование. Показано, что данная динамика описывается дифференциальными уравнениями дробного порядка. При этом форма уравнений, описывающих зависимости токов в ветвях электрической цепи и напряжения в ее узлах, аналогична форме уравнений, описывающих зависимость теплового потока в среде и значений температуры в отдельных ее точках. Таким образом, решение дифференциального уравнения заменяется на моделирование работы электрической цепи во временнóй области. Предложены схемотехнические модели теплопроводности среды для таких элементов пространства, как стержень, а на его основе - элемент плоскости, столбец и объем. С помощью данных элементов проведено моделирование нестационарного распространения температуры по объему среды при наличии от одного до трех нагревательных элементов внутри объема. Корректность схемотехнического моделирования подтверждена с помощью специализированного ПО, реализующего классический метод конечных элементов.\",\"PeriodicalId\":443403,\"journal\":{\"name\":\"Bulletin of Kalashnikov ISTU\",\"volume\":\"14 1\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2019-02-25\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Bulletin of Kalashnikov ISTU\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-208-216\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Bulletin of Kalashnikov ISTU","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.22213/2413-1172-2018-4-208-216","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
Developing and Studying a Model of Thermal Field within the Pyrolysis Regenerator Reaction Chamber
Рассматривается подход к моделированию динамики распространения тепла по объему гомогенного материала внутри реакционной камеры пиролизного регенератора при наличии нагревателей, размещаемых внутри камеры. Проанализированы несколько подходов для расчета температурных полей: аналитический (непосредственное решение дифференциального уравнения Фурье в частных производных), численный (метод конечных разностей и метод конечных элементов), применение эквивалентных электрических схем и компьютерное моделирование. Показано, что данная динамика описывается дифференциальными уравнениями дробного порядка. При этом форма уравнений, описывающих зависимости токов в ветвях электрической цепи и напряжения в ее узлах, аналогична форме уравнений, описывающих зависимость теплового потока в среде и значений температуры в отдельных ее точках. Таким образом, решение дифференциального уравнения заменяется на моделирование работы электрической цепи во временнóй области. Предложены схемотехнические модели теплопроводности среды для таких элементов пространства, как стержень, а на его основе - элемент плоскости, столбец и объем. С помощью данных элементов проведено моделирование нестационарного распространения температуры по объему среды при наличии от одного до трех нагревательных элементов внутри объема. Корректность схемотехнического моделирования подтверждена с помощью специализированного ПО, реализующего классический метод конечных элементов.