Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: urządzenia do prac podwodnych

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Problematyka cieplno-przepływowa obiektów do nurkowania głębinowego

Stachel A.A.

Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Katedra Techniki Cieplnej

2006

Nr 584 (8)

3-205

Monografia zawiera autorskie wyniki prac związanych z problematyką cieplno-przepływową obiektów do nurkowania głębinowego. W kolejnych rozdziałach przedstawione zostały rozważania związane między innymi z obliczeniami i modelowaniem procesów cieplnych, awaryjną dekompresją hiperbarycznych obiektów nurkowych, badaniami eksperymentalnymi konwekcyjnej wymiany ciepła, analizą komfortu cieplnego w warunkach normo- i hiperbarycznych. Pracę podzielono na 8 rozdziałów i uzupełniono bibliografią, przy czym każdy z rozdziałów poświęcony jest określonej tematyce. Rozdział 1 (wstęp) stanowi wprowadzenie w tematykę pracy, podaje przyczyny jej podjęcia oraz określa cel i zakres ujętych w niej problemów. W rozdziale 2 przedstawione są ogólne informacje na temat nurkowania głębinowego, zasad jego prowadzenia, zagrożeń, jakie niesie dla człowieka oraz kierunków rozwoju. W zakresie wynikającym z tematyki monografii, w rozdziale tym omówiono urządzenia wspomagające proces nurkowania, a mianowicie komory dekompresyjne i dzwony nurkowe. Rozdział 3 poświęcony jest ogólnym zasadom prowadzenia obliczeń cieplnych komory symulacyjnej, zapewniającej osiąganie warunków termicznych i ciśnieniowych właściwych dla dużych głębokości i umożliwiającej w warunkach lądowych prowadzenie szkoleń nurków oraz wykonywanie stosownych eksperymentów. Szczególną uwagę poświęcono tutaj zagadnieniom obliczeń bilansowych umożliwiających określenie potrzeb energetycznych komory symulacyjnej, w tym obliczeniom instalacji zapewniających odpowiednie warunki pobytu nurków. Rozdział 4 poświęcony jest modelowaniu matematycznemu zmian pól temperatury w wybranych obiektach hiperbarycznych, wywołanych wstrzymaniem dopływu energii elektrycznej (ciepła), co w efekcie prowadzi do stopniowego obniżenia temperatury wnętrza i stanowi zagrożenie zdrowia i życia znajdujących się wewnątrz nurków. W pracy przedstawiono model obliczeniowy do określania zmian temperatury w przedziale dekompresyjnym i leczniczym dwuprzedziałowej komory dekompresyjnej, bazujący na matematycznym opisie procesu nieustalonej wymiany ciepła w odniesieniu do dwóch przestrzeni o skończonych pojemnościach cieplnych. Ponadto przedstawiono uniwersalne modele obliczeniowe umożliwiające określanie temperatury w dzwonie nurkowym w funkcji czasu, w tym model dotyczący oddziaływania na dzwon dwóch ośrodków o różnych temperaturach. Uzyskane zależności pozwalają określić temperaturę wewnątrz obiektu z uwzględnieniem wpływu różnych czynników oraz umożliwiają określenie czasu trwania procesu wychładzania wnętrza dla dowolnie wybranych temperatur obu ośrodków. W rozdziale 5 omówiono możliwości oceny bezpieczeństwa nurków przy awaryjnym powstaniu nieszczelności, powodującym niekontrolowaną dekompresję obiektu. Analizę zagadnienia przeprowadzono na przykładzie dwuprzedziałowej komory hiperbarycznej. Przedstawiony model obliczeniowy umożliwia określenie maksymalnego czasu niezbędnego do podjęcia i zrealizowania przedsięwzięć umożliwiających, w przypadku wystąpienia awarii, stworzenie warunków do jej usunięcia lub do przeprowadzenia ewakuacji ludzi do odpowiednio przygotowanego obiektu ratunkowego. Związane jest to między innymi z określeniem bezpiecznego czasu dekompresji oraz ustaleniem wielkości gwarantowanego czasu pokrycia ubytków z posiadanych odpowiednich zapasów mieszanki oddechowej. Rozdział 6 poświęcony jest problematyce konwekcyjnej wymiany ciepła w wybranych modelach wymienników i stanowi podsumowanie doświadczalnych badań zjawiska, przebiegającego w warunkach hiperbarycznych. Wcześniejsze analizy niektórych procesów wymiany ciepła, realizowanych w warunkach wysokich ciśnień, wykazywały wzrost intensywności ich przebiegu, towarzyszący wzrostowi ciśnienia, czego powodem jest nakładanie się konwekcji swobodnej na wymuszoną. Zasadniczym celem prac autora było zbadanie procesu konwekcyjnej wymiany ciepła w wymienniku o określonej konfiguracji geometrycznej i podjęcie próby wyjaśnienia jej przebiegu w warunkach wysokich ciśnień, zwłaszcza pod kątem występowania konwekcji mieszanej. W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat wymiany ciepła przy przepływie wokół walca. Na tym tle wyeksponowano wyniki badań własnych autora, zrealizowanych na unikatowym stanowisku badawczym, a dotyczących konwekcji mieszanej w warunkach ustalonego przepływu płynu przy opływie walca w różnych układach geometrycznych. Podane propozycje opisu wymiany ciepła oraz uzyskane korelacje obliczeniowe stanowią autorski wkład o charakterze poznawczym i aplikacyjnym. W rozdziale 7 przedstawiono uniwersalny model obliczeniowy określania komfortu cieplnego w warunkach hiper- i normobarycznych wraz z analizą wpływu parametrów termodynamicznych na warunki komfortu. Wykorzystano tutaj interesujący sposób podejścia przy ustalaniu równania komfortu cieplnego, polegający na rozwiązaniu równania przewodnictwa w układach współrzędnych: walcowym i prostokątnym dla ustalonego jednokierunkowego przewodzenia ciepła, przy odpowiednich warunkach brzegowych i z uwzględnieniem promieniowania. Zastosowane rozwiązanie pozwala na nieco inny sposób podejścia przy obliczaniu i analizie wpływu parametrów fizycznych na warunki komfortu cieplnego w warunkach normo i hiperbarycznych, z zastosowaniem innych niż dotychczas wykresów. Dostępna literatura tematu nie podaje tego typu zależności i uwarunkowań. W rozdziale 8 zawarto podsumowanie końcowe prowadzonych prac wraz z podaniem wypływających z nich wniosków. W stanowiącym rozdział 9 wykazie bibliograficznym wymieniono 286 pozycji literatury, wykorzystanej i cytowanej w monografii. Reasumując, monografia obejmuje wyniki badań własnych, zarówno teoretycznych jak i eksperymentalnych, uzyskane w zakresie nieustalonej wymiany ciepła w obiektach do nurkowania głębinowego, awaryjnego wypływu mieszanek przez nieszczelności, zapewnienia komfortu cieplnego w warunkach wysokich ciśnień oraz wymiany ciepła w warunkach hiperbarycznych na drodze konwekcji. Zawarte w niej informacje, opinie oraz poglądy autora mogą stanowić przyczynek do podjęcia szerokiego programu dalszych badań. Natomiast opracowane modele obliczeniowe, przedstawione korelacje oraz interpretacja uzyskanych wyników stanowią wkład autorski o charakterze poznawczym i aplikacyjnym.

In the paper presented have been the results of author's own investigations into heat transfer and modeling of thermal-hydraulic processes in the devices for deep diving. In following chapters presented have been the results of theoretical considerations and experimental investigations supplemented by the state-of-the-art summary of heat transfer during flows past cylinder which considere also high pressures and the thermal comfort relations for normal and hyperbaric conditions. The content of the work has been topically divided into 8 chapters supplemented by the bibliography. In chapter 1 presented is the introduction into problems considered in the monograph. Presented are the underlying reasons for commencement of the work and presented are the objectives and scope of work required to reach the targets. In chapter 2 presented have been general information on the topic of deep diving, principles of its realisation, hazards faced by the divers and the prospective directions for its development. In the scope of work resulting from the encompassed activities presented also have been the devices accompanying the diving process, namely diving bells and decompression chambers. Chapter 3 is devoted to general principles of conducting thermal calculations in the case of simulation chamber, securing reaching thermal and pressure conditions adequate for large depths and enabling conducting of educational courses for divers as well as performing relevant experiments on the shore. A particular attention has been devoted to the problems of balance calculations enabling determination of energetical requirements of the training chamber, including calculations of installations reassuring safety and adequate conditions of underwater residing of divers. Chapter 4 is devoted to mathematical modelling of temperature field changes in selected hyperbaric objects. The excess pressure is sustained in these devices by ceasing the supply of electricity (heat), which in effect leads to a gradual reduction of inner temperature and forms the health and life threat to divers present inside. In the work presented has been a calculation model for determination of temperature changes both in the decompression and medical treatment compartments of a two-compartment decompression chamber based on the mathematical model describing non-stationary heat transfer in two spaces with finite thermal capacities. Additionally presented have been universal calculation models enabling determination of temperature inside the diving bell in function of time, where the mathematical model of the diving bell refers to interaction of both media having different temperatures. Obtained relations enable determination of temperature inside the object with account of the influence of different factors and enable determination of the time of cooling down of the inside for arbitrarily selected temperatures of both media. In chapter 5 discussed have been possibilities of the assessment of the divers safety during emergency appearance of leaks, which may lead to uncontrolled decompression of the object. Analysis of the problem has been conducted on the basis ot a two-compartment hyperbaric chamber. Presented calculation model enables determination of maximum time indispensable for reaction to the problem and realization of procedures enabling, in the case of emergency, removal of the problem or evacuation of people to a safe rescue object. That is related primarily to determination of a safe time for decompression and determination of the extent of safe time for reconstitution of the deficiencies from the stored resources of a breathing mixture. Chapter 6 is devoted to a problematics of convective heat transfer and forms an attempt to experimental analysis of the phenomenon in selected models of heat exchangers under conditions of elevated pressures. Earlier analysis of selected processes of heat transfer under conditions of high pressures indicated the increase of their intensity with increasing pressure. The reason for that phenomenon is superposition of free convection on forced convection, i.e. presence of so called mixed convection. The principal objective of author's activities were investigations into the process of convective heat transfer and an attempt to explain its course under conditions of high pressure, mainly as a result of mixed convection. In the work presented has been an extensive analysis of the actual state of the art. regarding the heat transfer during the flow past a cylinder. In this light exposed have been the results of author's own investigations realized on a unique research rig regarding mixed convection under conditions of a steady state flow of fluid past the cylinder under different geometries. Presented suggestion of description of heat transfer together with obtained correlations form author's original contribution of fundamental and practical character. In chapter 7 presented has been a universal calculation model for determination of a thermal comfort under elevated and normal pressures together with the analysis of the influence of thermodynamical parameters on the comfort conditions. In such approach utilized have been new ideas in determination of thermal comfort relation based on solution of a steady state one-dimensional heat conduction equation utilizing the boundary conditions and incorporating radiation. Applied solutions enabled somewhat different glance on calculation and analysis of the influence of physical parameters on the conditions of comfort under conditions of normal and elevated pressures with application of different than up to date charts. Available literature of the topic does not present such type of relations and reasoning. In chapter 8 presented has been a summary of conducted works together with resulting conclusions. In the bibliography, forming chapter 9, presented have been 286 items of surveyed literature in the course of preparation of the monograph. Summarising, the monograph encompasses the results of author's own investigations both theoretical and experimental in the area of non-stationary heat transfer in devices for deep diving, emergency outflow of mixtures through leaks, assurance of thermal comfort under conditions of high pressures and heat transfer under hyperbaric conditions and presence of mixed convection. Information contained in the work and author's opinions can contribute to undertaking a further wider range of research activity. On the other hand, developed calculation models, presented correlation and interpretation of obtained results form an individual contribution of fundamental and practical character.