Применяемые на практике подходы к определению параметров процессов, протекающих в среде сверхкритических флюидов, базируются на экспериментальных данных, в первую очередь, растворимости ключевых компонентов системы в сверхкритических флюидных растворителях. Применяемые на практике математические модели не всегда обеспечивают точное описание растворимости, и не способны прогнозировать её за пределами исследованного диапазона параметров состояния. При этом проведение экспериментальных исследований может быть невозможно или затруднено. Однако в области сверхкритических флюидных технологий оптимизировать процессы и предсказывать их свойства можно на основе моделей и методов машинного обучения с использованием как накопленных экспериментальных, так и рассчитанных данных. Исследованию этого подхода посвящена данная статья. В работе рассмотрены входные параметры системы, свойства растворителя, свойства растворяемого и выходной параметр – растворимость. Проведенные исследования показали эффективность подхода к прогнозированию процесса растворимости на основе машинного обучения.

Ключевые слова: сверхкритические флюиды, растворимость веществ, факторы растворимости веществ, прогнозирование растворимости, машинное обучение, анализ остатков, анализ важности признаков

2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.4.6 - Теоретическая и прикладная теплотехника

Разработана лабораторная схема установки с теплообменником-нагнетателем в контуре горячей воды котла. Проведенные исследования показали, что температура горячей воды на выходе изменяется в зависимости от частоты колебаний электромагнитного клапана при заданном расходе, а наибольшая эффективность нагрева воды наблюдается при частоте 1.75 Гц. Расчет коэффициента теплопередачи показал, что при стационарном режиме течения коэффициент теплопередачи теплообменника-нагнетателя равен 180 Вт/(м^2∙°С). Затем с ростом частоты коэффициент теплопередачи плавно уменьшается и достигает минимума 173 Вт/(м^2∙°С) при 1.0 Гц. При дальнейшем увеличении частоты коэффициент теплопередачи начинает увеличиваться и достигает максимума 188 Вт/(м^2∙°С) при 1.75 Гц. В результате эксперимента также установлено, что с ростом частоты расход в контуре горячей воды возрастает и достигает максимума на частоте 1.75 Гц Q=0.6 л/сек. Т.е. при такой частоте теплообменник-нагнетатель за счет колебаний потока жидкости в первом контуре (контуре холодной воды) наиболее эффективно передает колебания потока во второй контур (контур горячей воды), что можно использовать для уменьшения мощности насоса в контуре горячей воды на данной частоте.

Ключевые слова: теплообменник-нагнетатель, коэффициент теплопередачи, электромагнитный клапан, гидроудар

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.6 - Теоретическая и прикладная теплотехника

В работе была собрана и апробирована экспериментальная модель схемы контура с пульсирующей циркуляцией жидкого теплоносителя в обогреваемом контуре пластинчатого теплообменника. В результате гидравлического и энергетического расчета цепи были подобраны оптимальные параметры расхода, давления, температуры теплоносителя при максимальном КПД ударного узла. Установлено, что с увеличением частоты работы ударного узла коэффициент теплопередачи теплообменника сначала снижается и достигает минимума 452,47 Вт/(м2*0C) на частоте 0,5 Гц, а затем начинает увеличиваться, и достигает максимума 482,31 Вт/(м2*0C) на частоте 2 Гц, после чего происходит его постепенное снижение. Также экспериментально установлено, что температура на выходе из теплообменника обогреваемого контура увеличивается с увеличением частоты работы ударного узла и достигает максимума на частоте 2 Гц, после чего начинает постепенно снижаться. Установлено, что изменение температуры на выходе из теплообменника обогреваемого контура превышает изменение температуры на выходе из теплообменника греющего контура при частоте работы выше 1 Гц, что связано с более сильным влиянием кавитации на этих частотах.

Ключевые слова: теплообменный аппарат, коэффициент теплопередачи, ударный узел, частота, теплопередача

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.4.6 - Теоретическая и прикладная теплотехника