Рассмотрен способ приведения исходной математической модели к обезразмеренному виду. Показана возможность уменьшения числа критериев по сравнению с количеством, прогнозируемым на основании теории размерности. На примере уравнения Навье - Стокса указаны нормирующие величины, приводящие все критерии к величине, равной 1, что равносильно достижению автомодельности по всем участвующим в решении критериям (Sh - Струхаля, Fr - Фруда, Eu - Эйлера, Re - Рейнольдса). Указана возможность получения таких нормирующих величин на основании обобщенного закона сохранения. В ряде случаев в нормирующие величины могут не входить геометрические размеры исследуемых систем, что указывает на возможность моделирования без соблюдения геометрического подобия.

На основании экспериментальных данных определены коэффициенты аппроксимационной зависимости для расчета собственной частоты колебаний жидкости со свободной поверхностью между коаксиальными цилиндрами. Определена граница и степень влияния нижнего днища (глубины заполнения) на величину частоты собственных колебаний жидкости. Проведена оценка погрешностей полученных результатов.

Установлена причина, затрудняющая использование несертифицированных видов топлив - неизвестность и переменность их состава. Предложены математическая модель и метод, позволяющие в процессе сжигания такого топлива определить его состав и обеспечить оптимальные параметры процесса горения. Определены ограничения, накладываемые моделью на используемый метод.

Рассмотрена система измерения температуры на основе хромель-алюмелевых термопар двух типоразмеров: диаметрами 0,5 и 1,2 мм. На основе известных температур плавления металлов (олова, свинца, цинка, алюминия) выявлено наличие и определена величина систематической погрешности относительно номинальной статической характеристики. Отмечена возможность проведения оценки качества изготовления термопар на основе полученных данных.

Цель работы - создание метода, позволяющего определить переменный состав, а также энергосодержание (энтальпию) газообразного горючего в процессе его сжигания. Время определения состава должно мало зависеть от количества компонентов, входящих в него. Используемые при этом приборы должны входить в штатный состав обслуживаемого оборудования. На основании известной методики определения состава продуктов сгорания и их температуры при заданном составе топлива и его энтальпии (прямая задача) построено решение по определению состава топлива и его энтальпии (обратная задача) на основе технологических параметров (температуры продуктов сгорания, расходов горючего и окислителя), которые можно измерить в процессе горения. На основании предложенного метода разработаны модель и алгоритм решения обратной задачи. С целью проверки их работоспособности решен ряд прямых задач при сжигании метана, этана, этилена и их смеси в воздухе. Полученные результаты сравнены с известными данными по составу продуктов сгорания и температуре. На их основе, для решения обратной задачи, сформированы исходные данные, имитирующие замеры технологических параметров. Выполнено решение обратной задачи. Найденный состав горючего и его энтальпия сравнены с известными величинами. Разработаны метод решения и алгоритм, позволяющие определять состав и энтальпию газообразного горючего в процессе его сжигания в воздухе. Показана устойчивость решения такой задачи. Путем решения прямой и обратной задач показана адекватность полученного результата исходным данным.

Рассмотрены вопросы организации процесса медленного пиролиза органических веществ (ОВ), в общем случае, неизвестного и переменного состава. Актуальность работы определяется рассмотрением возможности использования различных органических отходов (бытовых, сельскохозяйственных, промышленных) без их предварительной сортировки и сушки для получения вторичных энергоресурсов известного (контролируемого) состава. Новизна работы обусловлена разработкой модели метода управляемого пиролиза или газификации ОВ с минимальным количеством твердых остатков при максимальной теплотворной способности образующейся смеси горючих газов. Рассматриваемая схема процесса строится на основе организации попутного потока исходного сырья и продуктов реакции. В результате образующиеся углекислый газ и пары воды используются в качестве дополнительных окислителей, уменьшается углистый остаток с одновременным увеличением в составе смеси газообразных продуктов (ГОП) угарного газа и водорода. Предложена схема мониторинга в режиме реального времени состава исходного сырья в процессе пиролиза (газификации). Знание состава позволяет управлять процессом его переработки: организации оптимального процесса газификации с точки зрения максимизации количества и энергетической ценности смеси ГОП реакции; управлять расходом перерабатываемого исходного сырья в целях производства необходимого в каждый момент времени количества продукт-газа (ПГ). Разработана имитационная математическая модель, которая описывает динамические свойства пиролизной установки. В процессе исследования выявлен режим работы, при котором работа установки становится неустойчивой из-за положительной обратной связи. Также модель учитывает экстремальный характер зависимости состава ПГ от соотношения расходов исходного сырья и воздуха, подающегося в пиролизную установку. Синтезирована автоматизированная система регулирования, поддерживающая на заданном значении расход ПГ с постоянным его составом при нанесении возмущений составом исходного сырья и изменением расхода ПГ, подающегося потребителю.