Зональные методы

В зональном методе, близком методу Монте-Карло, следует подразделить объем на М зон и поверхность на N площадок точно так же, как и в методе Монте-Карло. Однако вместо непосредственного вычисления коэффициента переноса излучения формулируется задача о радиационном переносе. В отсутствие рассеяния эта процедура сравнительно проста, однако она утомительна при наличии более одного газового объема из-за необходимости вычисления угловых коэффициентов с учетом пропускания газа. Действительно, одной из возможностей расчета таких коэффициентов является использование концепции метода Монте-Карло, так как не видно трудностей при прямом вычислении коэффициента переноса излучения посредством этого алгоритма. С учетом рассеяния угловые коэффициенты между объемами и между поверхностью и объемом рассчитывают точно так же, как в алгоритме метода Монте-Карло, однако последующее построение хода рассеянных лучей не проводят, что в некоторой степени упрощает расчет. Рассматривают только прямолинейные пути и запоминают поглощенные и рассеянные лучи. Понятие эффективного излучения расширяется путем введения функции источника 5/ для каждого из М объемов аналогично эффективному излучению д 1 поверхностей. Точно так же, как произведение углового коэффициента и отражательной способ- [c.501]

Для упрощения задачи во многих случаях можно, не нарушая точности, достаточной для технических целей, допустить постоянство температуры в пределах отдельных элементов, образующих систему (футеровка, газы, поверхность нагрева и т. д.). Методы расчета, использующие такое упрощение, получили название зональных методов. [c.24]

В отношении принципов расчета печей этого типа можно сказать то же, что в отношении печей с направленным прямым теплообменом, а именно — основным вопросом является определение излучения слоя пламени. Как было указано выше, расчет особенно усложняется нри нагреве массивных тел. В этом случае для расчета наиболее целесообразно применять зональные методы (уравнение 166). [c.348]

На основании изложенного можно сделать вывод, что применение зонального метода расчета теплопередачи в отражательных печах медной плавки позволяет получить более простые расчетные формулы, дающие хорошее совпадение с практическими данными. [c.183]

Наиболее общими эффективными методами исследования и (расчета лучистого теплообмена являются зональные методы. [c.55]

Зональные методы базируются на конечных линейных системах алгебра ических уравнений, аппроксимирующих интегральные уравнения излучения. [c.55]

Примеры использования зонального метода для решения инженерных задач моЖ Но найти также в некоторых зарубежных трудах [66]. [c.56]

МЕДНОЯ ПЛАВКИ НА ОСНОВЕ ЗОНАЛЬНОГО МЕТОДА [c.178]

Расчетные соотношения (2.215), (2.216) и (2.223) относятся к случаю, когда температура газового объема неизменна и окружающие газовый объем поверхности имеют фиксированную температуру. На практике реальные ситуации обычно более сложные излучающий объем обладает неравномерным полем температур граничные поверхности имеют разные оптические характеристики и разные температуры. Приближенные расчеты таких сложных систем достаточно эффективно можно проводить на основе зонального метода [93]. [c.204]

Зональный метод расчета [c.393]

Все описанные выше методы грубого фракционирования, широко используемые на начальных этапах выделения биополимеров из биомассы, чаще всего не приводят к желаемому конечному результату, т.е. к получению индивидуального вещества. Последнее, как правило, достигается при использовании группы методов, которые можно квалифицировать как зональные методы разделения. Общая идеология этих методов состоит в том, что создается некоторая система, в которой компоненты смеси перемещаются с различными скоростями. Если в такую систему ввести разделяемую смесь в виде некоторой зоны, то по мере ее перемещения компоненты смеси, движущиеся в разными скоростями, будут формировать отдельные зовы, которые в конце процедуры разделения можно механически разнести в различные приемники, т.е. получить целую серию фракций. [c.237]

Важнейшим зональным методом является хроматография. Как известно, хроматография бывает газовой, газожидкостной и жидкостной. По очевидным причинам при разделении биополимеров и их анализе используется только жидкостная хроматография. В жидкостной хроматографии зона разделяемых веществ в помощью тока элюирующей жидкости перемещается относительно неподвижной фазы, которая обладает разным сродством к разделяемым компонентам. При перемещении зоны с помощью тока элюента каждый из разделяемых компонентов проводит некоторую часть времени на неподвижной фазе, причем тем большую, чем выше его сродство к этой фазе. Чем больше это время, тем медленнее перемещается зона, содержащая выделяемое или анализируемое вещество, относительно неподвижной фазы. [c.237]

Вторым широко используемым в биохимии зональным методом разделения смесей является электрофорез. В этом случае зоны создаются в результате того, что разные компоненты смеси с различной скоростью перемещаются в электрическом поле. Скорость перемещения к определяется основным уравнением [c.241]

Для определения коэффициента захвата испарительных геттерных насосов требуется знать распределение молекулярных потоков по всей поверхности насоса. Одним из методов решения этой задачи может служить зональный метод [14, 33], широко используемый для расчета лучистого теплообмена. Сущность этого метода заключается в разделении всей поглощающей поверхности насоса на ряд зон, в каждой из которых коэффициент прилипания и поток молекул считают неизменными, и в последующем составлении конечных систем алгебраических уравнений для локальных разрешающих угловых коэффициентов испускания молекул. [c.57]

Основная особенность зонального метода заключается в расчете лучистой составля- [c.393]

В зональном методе часто используют не эффективные, а собственные тепловые потоки Е . Тогда нужно учитывать отраженные потоки от поверхности, если 8 и < 1. В этом случае уравнение (5.55) запишется в виде [c.395]

Основой для численного решения уравнения (5.93) являются конечно-разностные схемы, при которых теплофизический объект (рабочее пространство печей, камеры сгорания, топки котельных установок) разбивается на сравнительно крупные элементы — зоны. Поэтому метод получил название метода крупной сетки, или зонального метода. Размер зон определяется в основном количеством выделенных зон, при этом разумное (с позиции точности и быстродействия) количество зон составляет около 200-300, что приводит к появлению зон сравнительно больших размеров. Основные особенности зонального метода расчета были рассмотрены выше (см. п. 5.2.4). [c.415]

При решении зональным методом (см. гл. 5) коэффициенты поглощения объемных зон /Г/ и К" находились в соответствии с законом Бугера - Бера по степеням черноты зон е/ и е." при эффективной длине луча зоны. [c.566]

Результаты расчета распределений тепловых потоков приведены на рис. 2. Общее количество поглощенной теплоты приведено для каждой кривой, рассчитанной соответствующим методом. Видно, что топки, рассчитанные при условии, что течеиие стержневое, имеют более высокую эффективность, чем топки, рассчитанные при условии, что поток перемешан и течение газа струйное. Топки со струйным течением имеют самую низкую эффективность вследствие того, что высокотемпературная зона пламени имеет малый объем и, следовательно, представляет собой не очень эффективный излучатель, и эта зона окружена продуктами сгорания со значительно более низкой температурой. Следует отметить, что в расчетах предполагалось, что газ имеет постоянный средний коэффицие1гг поглощения, выбранный таким образом, чтобы учесть излучение газов и сажи. Обычно на практике в пламени содержится в основном сажа, и коэффициент поглощения выше, чем сред 1ий, а значение коэффициента поглощения газов, окружающих пламя, пиже среднего. Это существенно снижает эффективность печей со струйным течением газа. Конечно, локальное излучение от сажи в пламени может быть учтено в зональном методе при условии, что распределение концентрации сажи и ее радиационные свойства известны [14, 15]. [c.120]

Трубчатне печи конверсии углеводородов являются аппаратами, элементы которых работают в жестких температурных условиях при высоких механических нагрузках. Поэтому расчет печи должен проводиться с высокой точностью. Это позволяет сделать раэрайотанный в последние годы зональный метод расчета топок. Тепловой расчет печи состоит из расчетов I) процесса горения топлива 2) теплообмена в радиантной камере 3) теплообмена в конвективных зонах 4) общего теплового баланса и коэффициента полезного действия печи. В этом разделе оудут кратко рассмотрены методы и алгоритмы расчетов на ЭВМ. [c.175]

Этих недостатков лишен зональный метод расчета теплообмена в топочной камере. Сущность зонального метода заключается в том, что внутреннее пространство топки разбивается ва конечное число объемных 1 поверхностных зон, каждая из которых считается оптически и термически однородной (ячеичная модель). Зональный метод позволяет получить детальную картину распределения тепловых потоков и температурное поле в топке. [c.176]

В последние годы получил применение обобщенный зональный метод, предложенный проф. Ю. А. Сурино-вым. Этот метод в отличие от классических зональных методов позволяет определять и проводить численные ис следования не только характеристик, осредненных в пределах отдельных зон, но и, что особенно важно, локальных характеристик лучистого теплообмена как в граничных, так и во внутренних точках излучающих систем. Этот метод, использующий конечные линейные системы алгебраических уравнений для локальных разрешающих угловых коэффициентов излучения, был применен [c.55]

Существующие методы расчета теплообмена в некоторых практически важных случаях не позволяют детально проанализировать влияние тех или иных параметров теплового режима и конструкщ1Й энергоустановки на процессы теплопередачи. В большей степени это относится к объектам с ярко выраженными факельными процессами, что приводит к необходимости учета положения факела относительно тепловоспринимающей поверхности, а также сложной конфигурации рабочего пространства. В этих условиях использование зональных методов как наиболее приемлемых наталкивается на ряд трудностей, связанных с учетом неоднородности оптических характеристик среды, а также сложной геометрии поверхностей и объемов при вычислении коэффициентов обмена. [c.403]

Использавание зонального метода. расчета Ю. А. Сурикова [57— 65] позволяет, в конечном итоге, ш.олучить для интегрального. расчета теплообмена в отражательных печах более простые зависимости, обеспечивающие также хоро.шее сов/падение с практическими данными. [c.178]

Юсина К. М- Корректность постановки и метод решения одной из типовых задач теплового расчета зональным методом.—Тр. ВНИИЭТО. 1973, вып. 6 с. 40—47. [c.333]

Следует отметить, что скорость перемещения каждого компонента в опреде-лстной системе разделения и при заданных внешних условиях является его фи-зико-химической константой и может быть использована для идентификации вещества или регистрации его присутствия в некоторой системе. Поэтому зональные методы наряду с их огромным препаративным значением имеют и важное аналитическое применение. [c.237]

Описанные выше методы по своей сути динамические, разделение происходит по мере перемещения веществ вдоль системы. Наряду с ними применение нашли равновесные зональные методы, в которых систёма приводится в равновесие с некоторым приложенным внешним полем — электрическим или центробежным — и зоны, соответствующие разным веществам, останавливаются в разных участках системы. [c.243]

В практике используется зональный метод расчета, который заключается в том, что весь температурный диапазон исследования разбивается на достаточно малые участки, внутри которых теплофизические характеристики пре.пполагаются постоянными. [c.34]

Характерные модели при рассмотрении реальных процессов внешнего и внутреннего сложного теплообмена можно разделить на ряд важнейших групп, им соответствуют и соответстщтощие методы расчета 1) потоювый метод, 2) одномерная и двумерная схемы 3) зональный метод 4) узловой метод 5) динамический зонально-узловой (ДЗУ) метод. Дадим краткую характеристику этих методов. Естественно, принятая классификация не претендует на полноту отражения всего возможного разнообразия существующих методов расчета, а характеризует наиболее развитые к настоящему времени методики и модели (с определенными допущениями). Могут применяться и комбинированные методики, представляющие совокупность указанных методов расчета. [c.387]

Зональный метод расчета обычно применяется к энергетическим установкам, высоко-температурным печам и агрегатам, у юторых доля передачи тепла излучением сравнительно велика. Основой зонального метода расчета [5.4-5.6, 5.9, 5.11, 5.16] является деление системы на конечное число зон выделяется т обьемных и л поверхностных зон. Примером простейшего деления на зоны является известная система газ -кладка - металл , т.е. система, состоящая из трех зон (рис. 5.5) одной объемной (газ) и двух поверхностных (металл и кладка). [c.393]

В зональном методе расчета используется представление об обобщенных и разрешающих ушовых коэффициентах излучения. Например, обобщенные угловые коэффициенты (т.е. коэффициенты, учитывающие погаощение лучистой энергии в объемной среде) с кладки на металл V, и с газа на металл у/ соответственно равны [c.394]

Для определения обобщенных и разрешающих ушовых коэффициентов излучения в настоящее время применяются такие эффективные математические методы, как метод Монте-Карло, метод квадратур Гаусса. В работах Уральского государственного технического университета - УПИ (под руководством В. Г. Лисиенко) при анализе процессов теплообмена в пламенных печах зональным методом использовался метод Монте-Карло для определения обобщенных ушовых коэффициентов, а разрешающие угловые коэффициенты находят решением системы линейных уравнений. Для учета селективных свойств излучающих сред в комплексе с селективными свойствами поверхностей были предложены селективно-серые модели спектров излучения газов [5.9, 5.10,5.20]. [c.397]

Во всех работах, рассматривающих сложные явления взаимодействия излучения с поверхностями и со средой, указывается на возрастание преимуществ метода Монте-Карло перед другими методами при исследовании геометрически сложных систем. Отмечаемые преимущества сводятся к двум основным менее сложен математический аппарат геометрических преобразований ясная физическая интерпретащм рассматриваемых задач делает процесс программирования более наглядным и легко контролируемым в стадии отладки вычислительной программы. Здесь интересно отметить, что распространение метода Монте-Карло на задачи со сложной объемной геометрией обеспечивается на основе зонального метода, что позволяет вести исследования радиационного и сложного теплообмена применительно к реальным энергетическим объектам. [c.404]

Для развития прикладных аспектов зонального метода большое значение имела разработанная А. Э. Клеклем и С. Д. Дрейзин-Дудченко методика расчета коэффициентов радиационного обмена между зонами, основанная на методе статистических испытаний. Эта методика, реализованная в виде эффективной вычислительной профаммы для ЭВМ, позволяет проводить зональные расчеты в оптически неоднородной среде с учетом диффузного и зеркального отражений с помощью трехмерной объемной прямоугольной сетки различной конфигурации. Основная процедура профаммы Монте-Карло осуществляет вычисление разрешающих коэффициентов излучения между зонами —/.р которые определяют долю энергии, поглощенную в зоне у, от энергии, излученной в зоне /, с учетом возможных многократных отражений от фаничных поверхностей. Вычисление коэффициентов , основано на проведении т+п серий (по числу обьемных и поверхностных зон) численных экспериментов, которые заключаются в прослеживании за случайными процессами излучения, поглощения и отражения единичных пучков энергии (лучей). Эксперимент считается законченным, когда энергия луча в результате прохождения через поглощающую среду и поглощения поверхностными зонами достигнет заданной пренебрежимо малой величины. В зависимости от оптической плотности среды и поглощательной способности поверхностей длительность единичного испытания может быть различной в результате того или иного количества отражений луча от офаничивающих поверхностей. [c.404]

Излучение принимается серым. Для расчета величины можно применить зональный метод или метод МСКН [5.88]. Величина характеризует отрицательный источник тепла связанный с затратами тепла на испарение капель [c.463]

Суриков Ю. А. Обобщенный зональный метод исследования и расчеты лучистого теплообмена в поглощающей и рассеивающей среде // Изв. АН УССР. Энергетика и транспорт. 1975. №4.0. 12-137. [c.466]

Отметим, что применительно к высокотемпературным энерготехнологическим агрегатам и печам трудами н ной школы Уральского государственного технического университета - УПИ под руководством проф. В. Г. Лисиенко впервые в мировой практике удалось объединить теорию факельных процессов с развитием зональных методов расчета (см. ш. 5), что положило начало широкому применению зонально-факельных подходов в фехмерной постановке для исследования пламенных печей и афегатов во многих отраслях промышленности (металлургия, энергетика, газовая промыш- [c.473]

Однако бьшо необходимо оценить возможности использования двухполосной се-лективно-серой модели ддя расчета теплообмена в условиях высокотемпературных энерготехнологических агрегатов, определить погрешности, которые выявляются при столь существенном огрублении спектра излучения. Это было сделано путем сопоставления расчетов, проведенных зональным методом при использовании предлагаемой упрощенной селективно-серой модели и ранее разработанной и апробированной (сравнением с экспериментальными данными) девятиполосной модели. Разработка упрощенной селективно-серой модели выполнена В. Г. Лисиенко [6.1]. [c.564]

При организации процессов теплообмена в высокотемпературных афегатах, какими являются плавильные металлургические афегаты, большое значение имеет передача тепла излучением от факела или элекфических дуг к нафеваемому и расплавляемому металлу. Как известно, передача тепла излучением от факела к металлу зависит от температуры факела в четвертой степени. Однако, как это было показано в гл. 5, эта передача тепла зависит и от коэффициентов радиационного обмена В общем случае в рамках зонального метода величина определяется выражением (для зоны /) (см. кн. 1,гл. 5) [11.1,11.7, 11.33] [c.489]

Расчеты, проведенные с применением самых современных зональных методов, а также практика работы сталеплавильных печей свидетельствует о том, что светящиеся факела имеют оптимальную длину по теплоотдаче (см. кн. 1, гл. 6, рис. 6.55) [11.33]. У несветящегося факела с уменьшением его длины теплоотдача увеличивается, но и на самом коротком несветящемся факеле она оказывается существенно меньше, чем у светящегося факела оптимальной длины. Для конкретных условий среднетоннажной мартеновской печи оптимум теплоотдачи получается при длине светящегося факела, равной около 0,5 длины ванны. Таким образом, светящийся факел, оптимальный по теплоотдаче, — это очень короткий, концентрированный факел. Интересно, что при такой оптимальной длине светящийся факел характеризуется очень большой неравномерностью тепловых потоков (степень неравномерности1,8 1,9), высокой при этом является и неравномерность температурного поля свода печи (см. кн. 1, гл. 6, рис. 6.55, б и в). При удлинении светящегося факела за пределы оптимума по теплоотдаче он может иметь меньшую неравномерность нагрева, но уже теряет при этом преимущество по теплоотдаче перед несветящимся факелом. С этих позиций становится понятным хорошая приемлемость светящегося факела для плавильных печей, в которых неравномерность нафева, как правило, не только не приводит к нежелательным последствиям, но даже необходима для интенсивного плавления металла. Светящийся факел сохраняет и большой диапазон регулирования неравномерности нафева, которым можно при необходимости воспользоваться (например, удлинением факела в период доводки плавки, когда фебуется более равномерное распределение тепловых потоков по поверхности ванны). В нафевательных и термических печах такой кон-ценфированный факел с большой неравномерностью нафева по длине неприемлем по технологии нафева. При удлинении светящегося факела для смягчения нафева его преимущества перед несветящимся факелом по теплоотдаче исчезают. Этим объясняется предпочтительный выбор для нафевательных и термических печей слабосветя-щихся или даже несветящихся факелов. В случае несветящегося факела обогащение воздуха для горения природного газа (до 34 %) дает по теплоотдаче такой же эффект, как и замена несветящегося факела природного газа светящимся факелом мазута. [c.496]

Одновременно с расчетом интегральных показателей, в соответствии с возможностями зональных методов расчета, определяли температурные поля всех элементов печи ванны, свода, боковых стенок, факела и надфакельного пространства, и поля теплоусвоения ванной печи. Рассмотрим пример определения температурных полей. [c.605]