Анотація до роботи:

Тормосов Ю.М. Геометричне моделювання та оптимізація процесу теплової променевої обробки харчових продуктів.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.01.01 – „Прикладна геометрія, інженерна графіка”. – Київський національний університет будівництва та архітектури. – Київ, 2004.

Дисертацію присвячено питанням геометричного моделювання та оптимізації теплопередачі випромінюванням в інфрачервоних установках при тепловій обробці харчових продуктів. Запропоновано основні напрямки розв’язання науково – прикладної проблеми зменшення енергоспоживання та підвищення ефективності процесу теплової обробки за рахунок оптимізації зовнішнього і внутрішнього теплоперенесення з використанням низки конструкторських і технологічних рішень.

Виконано системне уявлення технологічного процесу теплової обробки харчових продуктів ІЧ-випромінюванням, побудовано графоаналітичну модель процесу променевої теплопередачі в ІЧ-установці та виявлено взаємозв’язки між її підсистемами й елементами, більшість з яких носять геометричний характер. Розроблено способи геометричного керування величиною прямого та відбитого теплових потоків відповідно до умов технологічного процесу. Уведено поняття керуючою розподілом відбитих променів функції, за допомогою якої розв’язується проблема формування пучка променів із наперед заданими властивостями.

Запропоновано геометричну модель процесу променевої теплопередачі, яка встановлює зв'язок між фізичною та геометричною картинами процесу. Досліджено закономірності моделювання ІЧ-випромінювання в поглинаючих газових середовищах.

Створено експериментальну установку. Запропоновано експрес-метод оцінки відбивальних властивостей рефлекторів, застосування якого на практиці дозволяє підвищити ефективність проектування відбивальних систем.

Результати досліджень впроваджено у виробництво апаратів харчової промисловості та в навчальний процес.

У роботі отримано наступні основні результати:

1. Обґрунтовано актуальність дослідження процесів харчових технологій із застосуванням геометричних моделей та системного розгляду. Системний аналіз узагальненої моделі технологічного процесу теплової обробки ІЧ-випромінюванням показав, що більшість зв’язків між її елементами носять геометричний характер.

2. Виявлено, що основною задачею удосконалення ІЧ-установки, геометричного моделювання та керування процесом теплової обробки харчових продуктів, є конструювання та розрахунок опромінюючої підсистеми, основним елементом якої є відбивач-рефлектор. Відповідно, актуальною є проблема проектування відбивальних систем, які б забезпечили формування пучка променів із наперед заданими властивостями.

3. Геометричне керування величиною сумарного теплового потоку від джерела випромінювання, обладнаного відбивачем, можна здійснювати зміною параметрів прямого випромінювання (зміною розташування випромінювача) та відбитого від рефлектора випромінювання (видом кривої, що описує форму рефлектора).

4. Розвинуто теорію фокусуючих систем шляхом введення поняття керуючої розподілом відбитих променів функції та отримано її опис на основі розв’язання основного диференціального рівняння. Виконання низки тестових прикладів доводить, що в роботі одержано метод визначення форми профілю циліндричного рефлектора, який дозволяє формувати пучки відбитих променів із заданими властивостями, у тому числі, забезпечити рівномірний розподіл променевого потоку в ІЧ- установці.

5. Розроблена геометрична модель процесу теплопередачі ІЧ-випромінюванням одержана на базі основних фізичних закономірностей і дозволяє визначати кількісні характеристики променевого теплового потоку як у діатермічному, так і у поглинаючому газовому середовищах.

6. Запропонований експрес-метод на основі фотографування та подальшої комп’ютерної обробки інформації дозволяє оперативно отримувати дані про характер енергетичної освітлюваності, і на підставі цього робити висновки про розподіл опромінення на продукті та про відбивальні властивості рефлекторів.

7. Проведені експерименти дозволили визначити характер та значення теплового потоку в камерах реальних апаратів харчових та переробних виробництв. Порівняння результатів розрахунків на основі моделі з теоретичними та експериментальними даними доводить, що створена комп’ютерна модель є прийнятною для інженерних розрахунків.

8. Результати роботи впроваджено в технологічну практику харчових виробництв та в навчальний процес.

Публікації автора:

1. Тормосов Ю.М. Метод визначення сім’ї фігур на площині рівня, що забезпечують однаковий тепловий потік.-Сучасні проблеми геометричного моделювання: Зб. праць міжнар. наук.-практ. конф. /Харк. держ. академія технол. та орг. харчування.-Харків, 2001.- С.50-54.

2. Тормосов Ю.М. Про циліндричний відбивач, який забезпечить рівномірне нагрівання смуги площини. Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 12. –Мелітополь: ТДАТА, 2001.- С.71-74.

_{3. Тормосов Ю.М. Визначення теплового потоку випромінювання від циліндричного ТЕНа до прямокутника. // Проблемы пожарной безопасности. Сб. науч. тр. АПБ Украины - Вып. 10.-Харьков: Фолио, 2001.-С.182-186.}

4. Тормосов Ю.М., Максимова М.О. Властивості синусоїди як відбивача променів тепла. Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 14.–Мелітополь: ТДАТА, 2001.- С.108-112.

5. Y.M.Tormosov, Ph.D. Determination of a family of figures in a level plane Providing ldentical Heat Flow // Прикладна геометрія та інженерна графіка: Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 70. Відповід. редактор

В.Є. Михайленко.- К.: КНУБА, 2002. –С. 258-262.

6. Тормосов Ю.М., Максимова М.О. Синусоїдальний відбивач теплових променів.-Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 15. -Мелітополь: ТДАТА, 2002.- С.52-57.

7. Михайленко В.Є., Черевко О.І., Тормосов Ю.М. Геометричне моделювання променевого теплообміну для оптимізації конструкцій ІЧ-установок харчової промисловості. // Геометричне та комп’ютерне моделювання: Збірник наукових праць. Випуск 1. Відповід. редактор Л.М. Куценко.-Харк. держ. акад. технол. та орг. харчування.-Харків, 2002. – С.6-11.

8. Тормосов Ю.М. О форме цилиндрического отражателя для равномерного нагрева полосы плоскости. // Проблемы пожарной безопасности. Сб. науч. тр. АПБ Украины - Вып. 11.-Харьков: Фолио, 2002.- С.201-205.

9. Тормосов Ю.М. Обчислення інваріантів променевого теплового випромінювання за допомогою RP-проекцій. // Прикладна геометрія та інженерна графіка: Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 71. Відповід. редактор В.Є. Михайленко.- К.: КНУБА, 2002. – С. 113-116.

10. Тормосов Ю.М. Метод визначення щільності теплового потоку від циліндричної поверхні скінчених розмірів.// Вестник Херсонского государственного технического университета. Вып. 2(15).- Херсон: ХГТУ, 2002.- С.469-473.

11. Tormosov Yuriy M. About the shape of a cylindrical reflector for uniform heating of a strip of the plane. //The Ten^th International Conference on Geometry and Graphics, Ukraine, Kyiv, 2002. July 29-Аugust 2.- P.41-43.

12. Тормосов Ю.М., Саєнко С.Ю. Властивості кривих другого порядку як відбивачів променів тепла. // Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв і торгівлі: Тези доповідей міжнародної науково-методичної конференції, присвяченої 35-річчю академії. Харк. держ. акад. технол. та орг. харчування.-Харків, 2002.- С.186-188.

13. Тормосов Ю.М. Лебединец И.В. Принципы построения жарочных шкафов с учетом эффекта “теплового резонанса“. // Проблемы пожарной безопасности. Сб. науч. тр. АПБ Украины - Вып. 12.-Харьков: Фолио, 2002.-С.170-174.

14. Тормосов Ю.М. Фокусирующие системы: формирование пучка отраженных лучей с заданными свойствами. // Геометричне та комп’ютерне моделювання: Збірник наукових праць. Випуск 2. Відповід. редактор

Л.М. Куценко.-Харк. держ. акад. технол. та орг. харчування.-Харків, 2002.- С.38-46.

15. Тормосов Ю.М. Метод опису кривої, що узагальнює фокальні властивості еліпса.-Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 17.-Мелітополь: ТДАТА, 2002.- С.96-100.

16. Тормосов Ю.М. Метод визначення форми профілю циліндричного рефлектора. // Прикладна геометрія та інженерна графіка: Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 72. Відповід. редактор В.Є. Михайленко.-К.: КНУБА, 2003. – С. 77-82.

17. Тормосов Ю.М. Нахождение линии мнимых источников для цилиндрического отражателя. // Вестник Херсонского государственного технического университета. Вып. 3(19).- Херсон: ХГТУ, 2003.- С.420-423.

18. Тормосов Ю.М. Визначення координат точок рефлектора з однаковими відбивальними властивостями. // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 21. - Мелітополь: ТДАТА, 2003.- С.76-80.

19. Тормосов Ю.М., Саєнко С.Ю. Свойства кривих второго порядка как отражателей лучай тепла. // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Енергетичні і теплотехнічні процеси і устаткування. – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2003. – №9, т.2. – С.176-179.

20. Тормосов Ю.М., Білогуб О.В., Саєнко С.Ю., Костенко С.М. Оптичний метод оцінки рівномірності теплового потоку. // Геометричне та комп’ютерне моделювання: Збірник наукових праць. Випуск 3. Відповід. редактор Л.М. Куценко. - Харк. держ. університет харчування та торгівлі.- Харків, 2003. - С.49-54.

21. Тормосов Ю.М. Геометричне моделювання процесу променевого теплообміну у поглинаючих газових середовищах. // Праці НУ “Львівська політехніка” (спецвипуск): Матеріали Міжнар. наук. - практ. конф.

/ Національний університет “Львівська політехніка”.-Львів, 2003.- С.195-199.

22. Тормосов Ю.М. Дослідження диференціального рівняння для опису форми профілю рефлектора, що забезпечує заданий закон розподілу відбитих променів. // Прикладна геометрія та інженерна графіка: Міжвідомчий науково-технічний збірник. Випуск 73. Відповід. редактор В.Є. Михайленко.-К.: КНУБА, 2003. – С. 110-115.

23. Тормосов Ю.М. Визначення площі радіальної проекції елементарної площадки координатної площини для розрахунку щільності потоку інтегрального теплового випромінювання від ТЕНа. // Геометричне та комп’ютерне моделювання: Збірник наукових праць. Випуск 5. Відповід. редактор Л.М. Куценко.-Харк. держ. університет харчування та торгівлі.-Харків, 2004.- С.42-48.

24. Тормосов Ю.М., Костенко С.М. Апаратне оформлення процесу

ІЧ-обробки харчових продуктів. // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 23.- Мелітополь: ТДАТА, 2004.- С.44-50.

25. Тормосов Ю.М. Розрахунок теплового потоку ІЧ-випромінювання у поглинаючих газових середовищах різного складу та параметрів. // Прикладна геометрія та інженерна графіка. Праці/ Таврійська державна агротехнічна академія - Вип. 4, т. 26. -Мелітополь: ТДАТА, 2004.- С.34-37.

26. Михайленко В.Є., Тормосов Ю.М. Моделювання процесу теплообміну випромінюванням при виробництві харчових продуктів на основі геометричного підходу. // Сборник научных трудов: Межведомственный научно-технический сборник. Спецвыпуск. – К.: Випол, 2004. – С.64-71.

27. MYKHAILENKO Vsevolod Ye., TORMOSOV Yuriy M. Problems and Perspectives of Geometric Modeling of Heat Exchange Process by Means of Radiation in the Production of Culinary Products. //The 11^TH International Conference on Geometry and Graphics, 1-5 August, 2004, Guangzhou, China.- P.162-167.