Анотація до роботи:

Умеренкова К.Р. Математичне моделювання фазових рівноваг у вуглеводневих та металогідридних робочих тілах теплотехнічних пристроїв. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. – Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – Харків, 2003.

Дисертація присвячена розробці методик визначення параметрів фазових рівноваг робочих тіл вуглеводневого та металогідридного типів, які використовуються в теплотехнічних пристроях. Подано опис розроблених математичних моделей рівноваг рідина–пара в багатокомпонентних молекулярних сумішах та фазових діаграм металогідридів невпорядкованих фаз. Математичні моделі фазових рівноваг та їх числові реалізації грунтуються на єдиному статистико–механічному підході в рамках термодинамічної теорії збурень без використання емпіричних параметрів. Запропонованi процедури редукції загальної системи розрахунку ФР у вуглеводневих робочих тілах, попереднього визначення фазового стану та оцінки початкових значень параметрів, що значно скорочує обсяг обчислення. Адекватнiсть запропонованих математичних моделей ФР та достовірність одержаних в дисертації результатів підтверждується задовiльним погодженням розрахункових та експериментальних фазових діаграм вуглеводневих систем та металогідридів.

1. На основі аналізу існуючих в літературі методик розрахунку ФР у вуглеводневих та металогідридних робочих тілах теплотехнічних пристроїв зроблено висновок про те, що різноманітні модельні схеми та емпіричні рівняння дають в основному або якісний опис ФР, або кількісні результати, що не задовольняють потреби сучасних практичних завдань.

2. В дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення задачі математичного моделювання ФР в робочих тiлах теплотехнічних пристроїв, що належать до широкого класу вуглеводневого та металогідридного типів і застосовуються у різних галузях техніки. Побудова математичної моделі ФР та її числова реалізація грунтуються на єдиному статистико-механічному підході у межах методу термодинамічної теорії збурень за відсутності емпіричних параметрів.

3. Розроблені процедури редукції загальної системи рівнянь розрахунку ФР у вуглеводневих багатокомпонентних сумішах, попереднього визначення фазового стану та оцінки початкових значень параметрів ФР значно скорочують обсяг обчислення у межах запропонованої математичної моделі.

4. Аналітичні вирази для параметрів різнорідних міжмолекулярних взаємодій, отримані в роботі, забезпечують можливість застосування математичної моделі ФР для широкого спектра робочих тіл вуглеводневого типу в будь-яких практично значущих діапазонах станів (тиску – до 1000 МПа, температури – до 5000 K або до температур піролізу).

5. Фізична обгрунтованість і адекватність запропонованих розрахункових схем у поєднанні із застосуванням сучасних числових математичних методів та засобів, підтверджена добрим узгодженням розрахункових і експериментальних даних, також свідчить про вірогідність одержаних результатів та висновків.

6. Успішне моделювання фазових переходів між невпорядкованими a, b(a)-фазами металогідридів досягнуто в роботі шляхом використання єдиного методу МТЗ для опису термодинамічної поведінки неідеального решіткового газу атомарного водню та молекулярної фази Н₂.

7. Урахування для водневої підсистеми прямої взаємодії Н-атомів та дилатації металевої матриці під час поглинання водню дозволяє отримати аналітичні РСТ–залежності як для двофазних, так і гомогенних фазових полів, в тому числі у закритичній області. Ці залежності добре відтворюють особливості фазових діаграм МГ в діапазоні тисків Н₂ , що складає не менше 6 порядків.

8. Розроблені математичні моделі ФР у вуглеводневих та металогідридних робочих тілах теплотехнічних пристроїв мають практичну цінність при проведенні різноманітних науково-дослідних робіт в галузях енергетики, машинобудування, кріогенної техніки та ін. Комп’ютерні модулі, створені на базі математичних моделей, забезпечують отримання оперативної інформації про процеси, що відбуваються у реальному часі. Математичне моделювання дало змогу обмежити чи виключити дорогі та довготривалі експериментальні дослідження.

Публікації автора:

1. Умеренкова К.Р., Маринин В.С. Теплофизические свойства альтернативных энергоносителей для экологически безопасных двигателей // Вiсник ХIСП, Сер.: Екологiя, техногенна безпека i соцiальний прогрес. –2002. – Вып. 1(2). – С. 249-254.

2. Умеренкова К.Р., Маринин В.С. Термодинамические свойства и фазовые равновесия предельных углеводородов и их смесей. 1. Физическая модель и метод расчета // Вiсник НТУ “ХПI”, Сер. Хiмiя, хiмiчна технологiя та екологiя. – 2002. – Т. 2, вып.2. – С. 3-9.

3. Умеренкова К.Р., Маринин В.С. Термодинамические свойства и фазовые равновесия предельных углеводородов и их смесей. 2. Свойства индивидуальных компонентов // Вiсник НТУ “ХПI”, Сер. Хiмiя, хiмiчна технологiя та екологiя. – 2002. – № 17. – С. 92-96.

4. Умеренкова К.Р. Термодинамические свойства и фазовые равновесия предельных углеводородов и их смесей. 3. Свойства смесей и моделирование фазовых диаграмм // Вiсник НТУ “ХПI”, Сер. Хiмiя, хiмiчна технологiя та екологiя. – 2003. – № 3. – С. 97–103.

5. Универсальный метод расчета теплофизических свойств альтернативных топлив для двигателей / Кудряш А.П., Умеренкова К.Р., Маринин В.С., Кайдалов А.А. // Двигатели внутреннего сгорания. – 2002. – № 1. – С. 28–32.

6. Interacting lattice gas model for hydrogen subsystem of metal hydrides / Marinin V.S., Umerenkova K.R., Shmalko Yu.F., Lobko M.P., Lototsky M.V // Functional Materials. – 2002. – Vol.9, No.3. – Р. 395 – 401.

7. Critical separation point of disordered metal hydride phases in the model of interacting lattice gas / Marinin V.S., Shmalko Yu.F., Umerenkova K.R., Lototsky M.V., Lobko M.P. // Functional Materials. – 2002. – Vol.9, No.4. – P. 609 – 616.

8. Маринин В.С., Умеренкова К.Р., Шмалько Ю.Ф. Моделирование РСТ-диаграмм металлогидридов в области неупорядоченных фаз // Вопросы атомной науки и техники, Сер. Физика радиац. повреждений и радиац. материаловед. – 2003. – № 6. – С. 40–46 .

9. Мodelling of phase equilibria in the metal-hydrogen systems / Lototsky M.V., Yartys V.A., Marinin V.S., Umerenkova K.R., Lototsky N.M. // Proc. Int. Symp. on Metal-Hydrogen Systems, Annecy, France, Sept. 2-6, 2002. – Р. 152.

10. Маринин В.С., Умеренкова К.Р., Шмалько Ю.Ф. Применение термодинамической теории возмущений для моделирования РСТ-диаграмм металлогидридов в области неупорядоченных фаз // Proc. VIII International Conference on Hydrogen Materials Science (ICHMS'2003), Sudak, Ukraine, Sept.14 -20, 2003. – P. 218–221.

11. Marinin V.S., Lototsky M.V., Umerenkova K.R. Аpplication of the thermodynamic perturbation theory for simulation of PCT diagrams of metal hydrides in the region of disordered a, b( a) phases // Proc. 1st European Hydrogen Energy Conference (EHEC'2003), Grenoble, France, Sept. 2-5, 2003. – СP2/68.