ВВЕДЕНИЕ 15
ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ И
ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В КРИОГЕННОЙ ЛИНИИ 17
1.1. Исследование режима теплообмена 17
1.2. Физика жидкости в криогенных условиях 21
1.3. Критический тепловой поток при кипении в потоке (CHF) 26
1.4. Исследование критического теплового потока в криогенных жидкостях .... 30
ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА 33
2.1. Теория метода конечных элементов 35
2.2. Метод моделирования 40
ГЛАВА III. СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ ... 43
3.1. Экспериментальное исследование теплопередачи струйного охлаждения
LN2 47
3.2. Анализ эксперимента 50
3.3. Конечно-элементное моделирование и анализ 51
3.4. Расчет поверхностного коэффициента теплопередачи (КТК) 53
3.5. Анализ механизма охлаждения струи LN2 55
3.6. Влияние азотной фазы 57
3.7. Свойства криогенных жидкостей 58
3.8. Результаты моделирования крио поверхности 65
3.9. Разработка рабочего чертежа 67
3.10. Материалы, используемые в численном анализе 68
ГЛАВА IV. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ, РЕСУРСОСБЕРЕЖЕРНИЕ 74
4.1. Предпроектный анализ 74
4.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования 74
4.1.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффктивности и ресурсосбережения 75
4.1.3. SWOT-анализ 77
4.1.4. Оценка готовности проекта к коммерциализации 80
4.1.5. Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 82
4.2. Инициация проекта 82
4.3. Планирование управления научно-техническим проектом 84
4.3.1. План проект 85
4.4. Бюджет научного проекта 87
4.5. Операционные затраты 94
4.5.1. Организационная структура проекта 94
4.5.2. План управления коммуникациями проекта 95
4.5.3. Реестр рисков проекта 95
4.6. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности 96
4.6.1. Оценка абсолютной эффективности исследования 96
4.6.2. Оценка сравнительной эффективности исследования 96
ГЛАВА V. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 105
Введение 105
5.1. Производственная безопасность 105
5.1.1. Отклонение показателей микроклимата 105
5.1.2. Превышение уровня шума 107
5.1.3. Повышенный уровень электромагнитных излучений 107
5.1.4. Поражение электрическим током 111
5.1.5. Освещенность 114
5.1.6. Пожарная опасность 11
5.2. Экологическая безопасность 116
5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 118
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
Приложение А PROPERTIES OF CRYOGENIC LIQUIDS 120
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127
Разработка крио поверхности для охлаждения и дальнейшей работы с образцами, в том числе активными различного состава в диапазоне температур поверхности 80 К - 300 К. Для достижения конечной цели сложнейшей и актуальной попутной задачей является создание насоса с регулируемым расходом для жидкого азота и других крио жидкостей.
В тех практических задачах, где возникает потребность в создании низких температур, обычно используется один из принципов получения низких температур: охлаждение за счет фазовых превращений (сублимация, испарение, кипение); дросселирование (эффект Джоуля — Томпсона); расширение с совершением внешней работы; вихревой эффект (эффект Ранка — Хильша); термоэлектрический эффект (эффект Пельтье). Но использование крио жидкости как жидкий азот помогает не использовать эти методы. В настоящее время у жидкого азота немало сфер применения, он не взрывоопасен и не ядовит. А при разделении газов из воздуха он является побочным продуктом, что значительно привлекает для использования как энергоноситель по относительно низкой цене.
Метод компьютерного моделирования протекания быстротечных процессов в экспериментальной установке для определения термодинамических и физических характеристики теплообмена;
Методы измерения расхода криожидкости;
Методы измерения низких температур;
Метод равномерного нагрева металлических материалов;
Используемые методы и формы научного исследования имеют целью проведение взаимосогласованного комплекса расчетно-теоретических исследований с использованием современных компьютерных программ и экспериментальных исследований на специализированных установках и сопоставление результатов расчетов и экспериментов. Системы измерения полей температуры и скоростей, потерь тепла обеспечат сведение материального и теплового балансов процесса, на основании которых будут определены интегральные показатели для производства крио поверхности.
Результатом выполнения работы является получение новых данных прикладного характера о свойствах материалов при низких температурах
Применение научных результатов:
Формирование физико-технологических основ для производства криогенного оборудования;
Результаты окажут определенное воздействие на развитие физики низких температур и криогенных технологий.
Будут проведены производственные с согласованием конечных чертежей с заводом и выполнены сборочные работы. После сборки будет выполнено испытание опытно промышленных образцов. Будут проведены испытательные и диагностические работы для синхронизации компьютерной модели. Будет создана и проверена компьютерная модель по разработанным чертежам.
Были получены рабочие чертежи крио поверхности. Была разработана конструкция и создана конструкторско-технологическая документация для изготовления опытно промышленного образца крио поверхности. Были получены рабочие чертежи криогенного насоса. Будет разработана конструкция и создана конструкторско-технологическая документация для изготовления опытно-промышленного образца криогенного насоса способного удобно работать с распространенными видами сосудов Дьюара.
Будут проведены маркетинговые исследования, изучение требований для различных областей использования разработки в науке (при измерении теплопроводности относительным методом, определение вязкости нефтепродуктов, космические исследования и низкотемпературные измерения), в медицине (производство лекарств, изучение биологических образцов и кристаллизации белковых соединений), в промышленности (производство мороженного и карамели) и для ремонта дисплеев. Это необходимо для предпочтений спроса и подбора комплектации изобретения без изменения общей конструкции, и значительной экономии средств для потребителя.
