Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

1.4. Цель и задачи исследования

Проведенный литературный обзор в 1 главе позволяет сформулировать цель работы: создание эффективных устройств холодоаккумуляции на основе процесса замораживания воды в различных формах с использованием низкого потенциала отрицательных температур окружающей среды.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
1. Разработка расчетно-аналитического описания процесса замораживания воды в различных ее формах.
2. Получение экспериментальных данных в условиях эксплуатационных режимов на опытном стенде холодоаккумуляционной установки.
3. Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчета по составленной математической модели.
4. Создание конструктивной схемы холодоаккумуляционной установки способной вести накопление льда при слабоотрицательных температурах окружающего воздуха.
5. Создание методики расчетного проектирования холодоаккумуляционной установки.

Глава 2. Моделирование процесса образования водного льда в различных геометрических формах с использованием низкотемпературного воздуха

Процесс замерзания воды относится к сложной задачи Стефана с перемещением границы фазового превращения. Точное решение которого получено при принятие упрощающих предположений, которое не всегда соответствует практике эксплуатации холодильного и криогенного оборудования. Как показал анализ работ, представленных в первой главе, приближенное решение в одинаковых условиях сильно отличаются в своих результатах, поэтому возникла потребность создания новых моделей отвечающих практически важным случаям эксплуатации холодильного оборудования и особенно условиям использования низкого потенциала отрицательных температур (природного холода).
В данной работе используется информационный подход решения уравнений [48], который позволяет получить результат в виде приближенного аналитического решения дифференциального уравнения Фурье в компактной форме и доступной для инженерного расчета с приемлемой точностью.