9 research outputs found

    Виявлення особливостей гідродинаміки в роторно-дисковому плівковому випарному апараті

    Get PDF
    This paper reports the generalized results of computer simulation of physical processes at a rotor-disk film evaporating plant. Optimization of the operation mode cannot be achieved without establishing patterns in the course of physical processes. We have proposed a computer model of hydrodynamics that accounts for all the features, initial and boundary conditions. The results of computer simulations make it possible to adequately assess the effectiveness of using a rotor-disk film evaporating plant (RDFVP) for the concentration of heat-labile materials. We have established patterns in the course of physical processes within a structure of RDFVP by using computer simulation of hydrodynamics in the programming environment ANSYS and applying a k-ε turbulence model. The result of simulation is the derived velocity fields of the concentrated fluid (wmax=0.413 m/s) and the gas phase (wmax=8.176 m/s), as well as the magnitude of values for shear stress τ=0.94·10-6 Pa. It was established that the gas heat-carrier is characterized by the highly-turbulent flows with maximum values for kinetic energy TKEmax=8.985·10-1 m2/s2. The reliability of results is ensured by the correctness, completeness, and adequacy of physical assumptions when stating the problem and while solving it using the computer aided design system ANSYS. It has been established that the proposed structure is an effective alternative to equipment for the concentration of solutions. The data obtained could be used when designing heat-and-mass-exchange equipment for the highly efficient dehydration of thermolabile materialsПриведены обобщения полученных результатов компьютерного моделирования физических процессов в роторно-дисковом пленочном выпарном аппарате. Оптимизация режима работы не может быть осуществлена без установления особенности протекания физических процессов. Предложена компьютерная модель гидродинамики, с учетом всех особенностей, начальных и граничных условий. Результаты компьютерного моделирования позволяют адекватно оценивать эффективность использования роторно-дискового пленочного выпарного аппарата (РДПВА) для концентрирования термолабильных материалов. Установлены особенности протекания физических процессов в конструкции РДПВА, с помощью компьютерного моделирования гидродинамики в среде ANSYS используя k-ε модель турбулентности. В результате моделирования получены поля скоростей концентрируемой жидкости (wmax=0,413 м/с) и газовой фазы (wmax=8,176 м/с), а также величина значений напряжений сдвига τ=0,94·10-6 Па. Установили, что для газового теплоносителя характерны високотурбулентные потоки с максимальными значениями кинетической энергии TKEmax=8,985·10-1 м2/с2. Достоверность результатов обеспечивается корректностью, полнотой и адекватностью физических допущений в постановке задачи и на этапе ее решения с применением системы автоматизированного проектирования ANSYS. Установлено, что предложенная конструкция является эффективной альтернативой оборудования для концентрирования растворов. Полученные данные могут быть использованы при проектировании тепломассообменного оборудования для высокоэффективного обезвоживания термолабильных материаловНаведено узагальнення отриманих результатів комп’ютерного моделювання фізичних процесів в роторно-дисковому плівковому випарному апараті. Оптимізація режиму роботи не може бути здійснена без встановлення особливості протікання фізичних процесів. Запропоновано комп’ютерну модель гідродинаміки, з урахуванням всіх конструкційних особливостей, початкових та граничних умов. Результати комп’ютерного моделювання дають можливість адекватно оцінювати ефективність використання роторно-дискового плівкового випарного апарату (РДПВА) для концентрування термолабільних матеріалів. Встановлені особливості протікання фізичних процесів в конструкції РДПВА, за допомогою комп’ютерного моделювання гідродинаміки у середовищі ANSYS використовуючи k-ε модель турбулентності. В результаті моделювання отримано поля швидкостей рідин, що концентрується (wmax=0,413 м/с), та газової фази (wmax=8,176 м/с), а також величину значень напружень зсуву τ=0,94·10-6 Па. Встановили, що для газового теплоносія характерні високотурбулентні потоки з максимальними значеннями кінетичної енергії TKEmax=8,985·10-1 м2/с2. Достовірність результатів забезпечується коректністю, повнотою та адекватністю фізичних припущень в постановці задачі та на етапі її розв’язку із застосуванням системи автоматизованого проектування ANSYS. Встановлено, що запропонована конструкція є ефективною альтернативою обладнання для концентрування розчинів. Отримані дані можуть бути використані при проектуванні тепломасообмінного обладнання для високоефективного зневоднення термолабільних матеріалі

    Виявлення особливостей гідродинаміки в роторно-дисковому плівковому випарному апараті

    Get PDF
    This paper reports the generalized results of computer simulation of physical processes at a rotor-disk film evaporating plant. Optimization of the operation mode cannot be achieved without establishing patterns in the course of physical processes. We have proposed a computer model of hydrodynamics that accounts for all the features, initial and boundary conditions. The results of computer simulations make it possible to adequately assess the effectiveness of using a rotor-disk film evaporating plant (RDFVP) for the concentration of heat-labile materials. We have established patterns in the course of physical processes within a structure of RDFVP by using computer simulation of hydrodynamics in the programming environment ANSYS and applying a k-ε turbulence model. The result of simulation is the derived velocity fields of the concentrated fluid (wmax=0.413 m/s) and the gas phase (wmax=8.176 m/s), as well as the magnitude of values for shear stress τ=0.94·10-6 Pa. It was established that the gas heat-carrier is characterized by the highly-turbulent flows with maximum values for kinetic energy TKEmax=8.985·10-1 m2/s2. The reliability of results is ensured by the correctness, completeness, and adequacy of physical assumptions when stating the problem and while solving it using the computer aided design system ANSYS. It has been established that the proposed structure is an effective alternative to equipment for the concentration of solutions. The data obtained could be used when designing heat-and-mass-exchange equipment for the highly efficient dehydration of thermolabile materialsПриведены обобщения полученных результатов компьютерного моделирования физических процессов в роторно-дисковом пленочном выпарном аппарате. Оптимизация режима работы не может быть осуществлена без установления особенности протекания физических процессов. Предложена компьютерная модель гидродинамики, с учетом всех особенностей, начальных и граничных условий. Результаты компьютерного моделирования позволяют адекватно оценивать эффективность использования роторно-дискового пленочного выпарного аппарата (РДПВА) для концентрирования термолабильных материалов. Установлены особенности протекания физических процессов в конструкции РДПВА, с помощью компьютерного моделирования гидродинамики в среде ANSYS используя k-ε модель турбулентности. В результате моделирования получены поля скоростей концентрируемой жидкости (wmax=0,413 м/с) и газовой фазы (wmax=8,176 м/с), а также величина значений напряжений сдвига τ=0,94·10-6 Па. Установили, что для газового теплоносителя характерны високотурбулентные потоки с максимальными значениями кинетической энергии TKEmax=8,985·10-1 м2/с2. Достоверность результатов обеспечивается корректностью, полнотой и адекватностью физических допущений в постановке задачи и на этапе ее решения с применением системы автоматизированного проектирования ANSYS. Установлено, что предложенная конструкция является эффективной альтернативой оборудования для концентрирования растворов. Полученные данные могут быть использованы при проектировании тепломассообменного оборудования для высокоэффективного обезвоживания термолабильных материаловНаведено узагальнення отриманих результатів комп’ютерного моделювання фізичних процесів в роторно-дисковому плівковому випарному апараті. Оптимізація режиму роботи не може бути здійснена без встановлення особливості протікання фізичних процесів. Запропоновано комп’ютерну модель гідродинаміки, з урахуванням всіх конструкційних особливостей, початкових та граничних умов. Результати комп’ютерного моделювання дають можливість адекватно оцінювати ефективність використання роторно-дискового плівкового випарного апарату (РДПВА) для концентрування термолабільних матеріалів. Встановлені особливості протікання фізичних процесів в конструкції РДПВА, за допомогою комп’ютерного моделювання гідродинаміки у середовищі ANSYS використовуючи k-ε модель турбулентності. В результаті моделювання отримано поля швидкостей рідин, що концентрується (wmax=0,413 м/с), та газової фази (wmax=8,176 м/с), а також величину значень напружень зсуву τ=0,94·10-6 Па. Встановили, що для газового теплоносія характерні високотурбулентні потоки з максимальними значеннями кінетичної енергії TKEmax=8,985·10-1 м2/с2. Достовірність результатів забезпечується коректністю, повнотою та адекватністю фізичних припущень в постановці задачі та на етапі її розв’язку із застосуванням системи автоматизованого проектування ANSYS. Встановлено, що запропонована конструкція є ефективною альтернативою обладнання для концентрування розчинів. Отримані дані можуть бути використані при проектуванні тепломасообмінного обладнання для високоефективного зневоднення термолабільних матеріалі

    Зменшення технологічних ризиків на метрополітені і залізничному транспорті

    Get PDF
    The aim of research is ensuring the guaranteed safety of passengers traveling on subway trains. The object of the researches carried out by the authors is process of interaction of the subway arriving at high speed to the subway station with the passenger, motionlessly waiting, or, which moves to the edge of the platform as a result of the braking of a close mass of passengers. It is shown that a significant friction of the heel surface of the passenger's shoes and the friction of the upper body in the side surface of the car limits the possibility of human movement in space. Thus, in the simplest case, the upper part and extremities of the legs will form a fixed axis of rotation. But, a powerful blow deforms this axis and directs in such way that it will move over the surface, which is a collection of instantly rotational movements. And, thus, the instantaneous axis of rotation describes a conical surface with a vertex that coincides with the heels of the shoe.It is revealed that by rigidly tying the coordinate system xyz to a person it is possible to determine three Euler rotation angles relative to the instantaneous axis and to construct a table of directing cosines that allow determining the kinematic characteristics of the human forced body relative to the axes associated with it – ωxωyωz.The results of the model studies confirm the opinion about the expediency of replacing the translational motion of the side surface of the car with a complex movement, additionally equipped on the side surface of the car with a warning stripe. This stripe moves in the opposite direction to the car side, but with the same speed. Synthesis of these two movements gives the effect of the appearance of a fixed part of the warning stripe with respect to the passenger standing on the platform and, therefore, maximizes the confidence and reliability of the passengers' transportation by electric trains of the subway.The laboratory model completely confirms the predicted effect of the danger absence of injury to passengers and the degree of technological risk presence in operating conditions.В работе поставлена задача обеспечения гарантированной безопасности перевоза пассажиров в поездах метрополитена. Объектом проведенных авторами исследований избран процесс взаимодействия прибывающего с большой скоростью на станцию электропоезда метрополитена с пассажиром, который неподвижно ожидает, или, который перемещается к краю платформы в результате толкотни тесной массы пассажиров. Показано, что значительное трение поверхности каблуков обуви пассажира и трения верхней части тела о боковую поверхность вагона ограничивают возможность перемещения человека в пространстве. Таким образом, в простейшем случае, верхняя часть и конечности ног будут формировать неподвижную ось вращения. Но мощный удар эту ось деформирует и направит таким образом, что она будет двигаться по поверхности, представляющей собой совокупность мгновенно вращающихся движений. И, таким образом, мгновенная ось вращения описывает коническую поверхность с вершиной, совпадающей с каблуками обуви.Выявлено, что жестко связав с человеком систему координат xyz можно определить три угла поворота Эйлера относительно мгновенной оси и построить таблицу направляющих косинусов, которые позволяют определить кинематические характеристики принудительного тела человека относительно осей, связанных с ним – ωxωyωz.Результаты макетных исследований подтвердили мнение о целесообразности замены поступательного движения боковой поверхности вагона на сложное движение, дополнительно оборудованной на боковой поверхности вагона ограждающей ленты безопасности. Эта лента движется в противоположную направлению вагона сторону, но с той же по величине скоростью. Синтез этих двух движений дает эффект появления неподвижной части ленты безопасности в отношении пассажира, стоящего на платформе, и, следовательно, максимально поднимает уверенность и надежность перевозки пассажиров электропоездами подземки.Лабораторный макет полностью подтвердил прогнозируемый эффект отсутствия опасности травмирования пассажиров и степень присутствия технологического риска в эксплуатационных условиях.У роботі поставлена задача забезпечення гарантованої безпеки перевозу пасажирів в поїздах метрополітену. За об’єкт проведених авторами досліджень обрано процес взаємодії прибуваючого з великою швидкістю на станцію електропотягу метрополітену з пасажиром, що нерухомо очікує, або, який переміщується до краю платформи внаслідок штовханини тісної маси пасажирів. Показано, що значне тертя поверхні підборів взуття пасажира та тертя верхньої частини тіла о бічну поверхню вагона обмежують можливість переміщення людини в просторі. Таким чином, в найпростішому випадку, верхня частина і кінцівки ніг будуть формувати нерухому ось обертання. Але потужний удар цю ось здеформує і направить таким чином, що вона буде рухатися по поверхні, що є сукупністю миттєво обертальних рухів. І, таким чином, миттєва ось обертання описує конічну поверхню з вершиною, співпадаючою з підборами взуття.Виявлено, що жорстко пов’язавши з людиною систему координат xyz можна визначити три кути Ейлера повороту відносно миттєвої осі і побудувати таблицю напрямних косинусів, які дозволяють визначити кінематичні характеристики примусового тіла людини відносно осей, зв’язаних з ним – ωxωyωz.Результати макетних досліджень підтвердили думку стосовно доцільності заміни поступального руху бічної поверхні вагона на складний рух, додатково обладнаної на бічній поверхні вагона огороджувальної стрічки безпеки. Ця стрічка рухається в протилежний до напрямку вагона бік, але з тією за величиною швидкістю. Синтез цих двох рухів дає ефект появи нерухомої частини стрічки безпеки відносно пасажира, що стоїть на платформі, і, отже, максимально підносить певність і надійність перевезення пасажирів електропоїздами підземки.Лабораторний макет повністю підтвердив прогнозуємий ефект відсутності небезпеки травмування пасажирів і ступінь присутності технологічного ризику в експлуатаційних умовах

    Зменшення технологічних ризиків на метрополітені і залізничному транспорті

    Get PDF
    The aim of research is ensuring the guaranteed safety of passengers traveling on subway trains. The object of the researches carried out by the authors is process of interaction of the subway arriving at high speed to the subway station with the passenger, motionlessly waiting, or, which moves to the edge of the platform as a result of the braking of a close mass of passengers. It is shown that a significant friction of the heel surface of the passenger's shoes and the friction of the upper body in the side surface of the car limits the possibility of human movement in space. Thus, in the simplest case, the upper part and extremities of the legs will form a fixed axis of rotation. But, a powerful blow deforms this axis and directs in such way that it will move over the surface, which is a collection of instantly rotational movements. And, thus, the instantaneous axis of rotation describes a conical surface with a vertex that coincides with the heels of the shoe.It is revealed that by rigidly tying the coordinate system xyz to a person it is possible to determine three Euler rotation angles relative to the instantaneous axis and to construct a table of directing cosines that allow determining the kinematic characteristics of the human forced body relative to the axes associated with it – ωxωyωz.The results of the model studies confirm the opinion about the expediency of replacing the translational motion of the side surface of the car with a complex movement, additionally equipped on the side surface of the car with a warning stripe. This stripe moves in the opposite direction to the car side, but with the same speed. Synthesis of these two movements gives the effect of the appearance of a fixed part of the warning stripe with respect to the passenger standing on the platform and, therefore, maximizes the confidence and reliability of the passengers' transportation by electric trains of the subway.The laboratory model completely confirms the predicted effect of the danger absence of injury to passengers and the degree of technological risk presence in operating conditions.В работе поставлена задача обеспечения гарантированной безопасности перевоза пассажиров в поездах метрополитена. Объектом проведенных авторами исследований избран процесс взаимодействия прибывающего с большой скоростью на станцию электропоезда метрополитена с пассажиром, который неподвижно ожидает, или, который перемещается к краю платформы в результате толкотни тесной массы пассажиров. Показано, что значительное трение поверхности каблуков обуви пассажира и трения верхней части тела о боковую поверхность вагона ограничивают возможность перемещения человека в пространстве. Таким образом, в простейшем случае, верхняя часть и конечности ног будут формировать неподвижную ось вращения. Но мощный удар эту ось деформирует и направит таким образом, что она будет двигаться по поверхности, представляющей собой совокупность мгновенно вращающихся движений. И, таким образом, мгновенная ось вращения описывает коническую поверхность с вершиной, совпадающей с каблуками обуви.Выявлено, что жестко связав с человеком систему координат xyz можно определить три угла поворота Эйлера относительно мгновенной оси и построить таблицу направляющих косинусов, которые позволяют определить кинематические характеристики принудительного тела человека относительно осей, связанных с ним – ωxωyωz.Результаты макетных исследований подтвердили мнение о целесообразности замены поступательного движения боковой поверхности вагона на сложное движение, дополнительно оборудованной на боковой поверхности вагона ограждающей ленты безопасности. Эта лента движется в противоположную направлению вагона сторону, но с той же по величине скоростью. Синтез этих двух движений дает эффект появления неподвижной части ленты безопасности в отношении пассажира, стоящего на платформе, и, следовательно, максимально поднимает уверенность и надежность перевозки пассажиров электропоездами подземки.Лабораторный макет полностью подтвердил прогнозируемый эффект отсутствия опасности травмирования пассажиров и степень присутствия технологического риска в эксплуатационных условиях.У роботі поставлена задача забезпечення гарантованої безпеки перевозу пасажирів в поїздах метрополітену. За об’єкт проведених авторами досліджень обрано процес взаємодії прибуваючого з великою швидкістю на станцію електропотягу метрополітену з пасажиром, що нерухомо очікує, або, який переміщується до краю платформи внаслідок штовханини тісної маси пасажирів. Показано, що значне тертя поверхні підборів взуття пасажира та тертя верхньої частини тіла о бічну поверхню вагона обмежують можливість переміщення людини в просторі. Таким чином, в найпростішому випадку, верхня частина і кінцівки ніг будуть формувати нерухому ось обертання. Але потужний удар цю ось здеформує і направить таким чином, що вона буде рухатися по поверхні, що є сукупністю миттєво обертальних рухів. І, таким чином, миттєва ось обертання описує конічну поверхню з вершиною, співпадаючою з підборами взуття.Виявлено, що жорстко пов’язавши з людиною систему координат xyz можна визначити три кути Ейлера повороту відносно миттєвої осі і побудувати таблицю напрямних косинусів, які дозволяють визначити кінематичні характеристики примусового тіла людини відносно осей, зв’язаних з ним – ωxωyωz.Результати макетних досліджень підтвердили думку стосовно доцільності заміни поступального руху бічної поверхні вагона на складний рух, додатково обладнаної на бічній поверхні вагона огороджувальної стрічки безпеки. Ця стрічка рухається в протилежний до напрямку вагона бік, але з тією за величиною швидкістю. Синтез цих двох рухів дає ефект появи нерухомої частини стрічки безпеки відносно пасажира, що стоїть на платформі, і, отже, максимально підносить певність і надійність перевезення пасажирів електропоїздами підземки.Лабораторний макет повністю підтвердив прогнозуємий ефект відсутності небезпеки травмування пасажирів і ступінь присутності технологічного ризику в експлуатаційних умовах

    Reduction of Technological Risks in Subway and Rail Transport

    Full text link
    The aim of research is ensuring the guaranteed safety of passengers traveling on subway trains. The object of the researches carried out by the authors is process of interaction of the subway arriving at high speed to the subway station with the passenger, motionlessly waiting, or, which moves to the edge of the platform as a result of the braking of a close mass of passengers. It is shown that a significant friction of the heel surface of the passenger's shoes and the friction of the upper body in the side surface of the car limits the possibility of human movement in space. Thus, in the simplest case, the upper part and extremities of the legs will form a fixed axis of rotation. But, a powerful blow deforms this axis and directs in such way that it will move over the surface, which is a collection of instantly rotational movements. And, thus, the instantaneous axis of rotation describes a conical surface with a vertex that coincides with the heels of the shoe.It is revealed that by rigidly tying the coordinate system xyz to a person it is possible to determine three Euler rotation angles relative to the instantaneous axis and to construct a table of directing cosines that allow determining the kinematic characteristics of the human forced body relative to the axes associated with it – ωxωyωz.The results of the model studies confirm the opinion about the expediency of replacing the translational motion of the side surface of the car with a complex movement, additionally equipped on the side surface of the car with a warning stripe. This stripe moves in the opposite direction to the car side, but with the same speed. Synthesis of these two movements gives the effect of the appearance of a fixed part of the warning stripe with respect to the passenger standing on the platform and, therefore, maximizes the confidence and reliability of the passengers' transportation by electric trains of the subway.The laboratory model completely confirms the predicted effect of the danger absence of injury to passengers and the degree of technological risk presence in operating conditions
    corecore