Наведено деякі результати числового дослідження процесів теплообміну, що мають місто в одиничній трубі кожухотрубного теплообмінника, де акумулюється теплота фазового переходу тверде тіло - рідина. На підставі аналізу встановлено, що збільшення величини коефіцієнта теплопровідності теплоносія значно покращує енергетичні та масові показники системи.

Наведено результати числового дослідження процесів теплообміну, які відбуваються в одиничній трубі кожухотрубного теплообмінника, в якому акумулюється теплота фазового переходу тверде тіло - рідина.

Наведено методику розрахунку та визначено балістичні характеристики космічних апаратів, що мають у своєму складі універсальну транспортно-енергетичну платформу з електроракетними двигунами. Розв'язано задачі виведення на геостаціонарну орбіту з використанням ракет-носіїв "Дніпро" та "Зеніт-2" і корекції орбіт великих орбітальних станцій типу Міжнародної космічної станції. Показано суттєву перевагу низьких колових опорних орбіт під час розв'язування першої задачі та визначено енергомасові характеристики платформи для корекції орбіти великих орбітальних станцій.

Наведено результати числового дослідження енергетичних характеристик системи прийому тепла космічної сонячної енергетичної установки з концентратором. Виявлено суттєвий вплив аберацій поверхні дзеркала на теплообмін в системі параболічний концентратор - теплоприймач. Визначено найбільш раціональний кут розкриття дзеркала. Показано неможливість відхилення апертури теплоприймача від фокальної площини концентратора без втрат теплової потужності системи.

Цель работы - определить количественные показатели эффективности комбинированного термофотоэлектрического цикла, а также температурные уровни системы, при которых такие показатели будут максимальными. В основу методики положено исследование функции суммарного кпд комбинированного цикла, а также анализа ее первых и вторых производных. Функция суммарного кпд построена на основе аппроксимации результатов экспериментальных исследований арсенид-галлиевых солнечных элементов с использованием аналитических зависимостей для термодинамического цикла Ренкина. Получены значения эффективности комбинированных термофотоэлектрических станций при использовании однопереходных и гетероструктурных солнечных элементов. В качестве теплоутилизующего цикла в таких станциях рассмотрен классический паротурбинный цикл. На основании приведенной методики впервые выявлены уровни температур системы приема солнечного излучения, способные обеспечить оптимальные показатели эффективности комбинированного преобразования, а также найдены количественные значения кпд такого преобразования.

Преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью солнечных фотоэлектрических установок является перспективным и успешно развивается во всем мире. Однако при их проектировании возникает ряд проблем, связанных с выбором наиболее рациональных конструктивных схем подобных энергосистем, а также с согласованием основных параметров, непосредственно влияющих на энергетические возможности солнечной фотоэлектрической установки и ее технико-экономические показатели, прежде всего стоимостные. Предложен алгоритм расчета фотоэлектрических установок, позволяющий объективно рассматривать как условия функционирования, так и особенности процессов преобразования солнечной энергии, при этом учитываются конструктивные и функциональные особенности элементов таких установок.

Проведено исследование низкотемпературного трубчато-ребристого теплового аккумулятора фазового перехода "твёрдое тело - жидкость". Составлена математическая модель для расчёта основных геометрических, динамических и теплофизических параметров аккумулирующего модуля. В модели использовался приближённый квазистационарный метод расчёта скорости движения границы раздела фаз. Особенностью модели является учёт конвективной составляющей в жидкой фазе теплоаккумулирующего материала. Численное решение позволило выявить постоянство скорости движения границы раздела фаз на режиме зарядке. Определено время зарядки аккумулятора при выбранном суточном потреблении тепла.

Исследован энергоперенос в теплоприёмниках комбинированных солнечных электростанций с параболоцилиндричными концентраторами. В таких станциях одновременно осуществляется прямое и термодинамическое преобразование энергии Солнца. Математическая модель строится на основе классической системы уравнений Навье - Стокса с нелинейными граничными условиями. Система решена численно на основе метода контрольного объёма. Полученные уровни температур свидетельствуют о возможности использования конструкции теплоприёмника с односторонним охлаждением солнечных элементов.

Проведено исследование теплоаккумулирующей системы на основе теплоты фазового перехода "твердое тело - жидкость" с конвективным механизмом отвода тепла. Задача решена приближенным аналитическим методом на основе квазистационарного подхода. Получена обобщенная зависимость, которая в неявной безразмерной форме связывает геометрические, динамические и теплофизические параметры теплоаккумулирующей системы. Показана принципиальная возможность проектирования теплового аккумулятора с постоянной температурой на выходе из канала, равной температуре фазового перехода.

Проанализированы результаты параметрического исследования структуры температурных полей, полученных при нагреве панели с фотоэлектрическими преобразователями тепловым потоком, идущим от параболоцилиндрического концентратора. Выявлены основные особенности протекания процесса, проведено сравнение результатов расчетов с учетом неравномерности распределения теплового потока и без такого учета.

Приведены результаты сравнительного анализа аналитического, численного и приближенного решения задачи нахождения профиля скорости при ламинарном течении вязкой несжимаемой жидкости в трубе полукруглого сечения.

Приведены результаты численного моделирования лучистого теплообмена в системах концентрации солнечного излучения "параболоцилиндрический концентратор - трубчатый теплоприёмник". На основании созданной математической модели разработан численный алгоритм, базирующийся на использовании метода Монте-Карло. В ходе численных экспериментов выявлено влияние аберраций на энергетические характеристики зеркала, определён оптимальный угол его раскрытия, проанализировано влияние расположения приёмника относительно фокуса. Сравнение численных и экспериментальных данных показало их хорошее согласование.

Приведены результаты численного моделирования лучистого теплообмена в системах концентрации солнечного излучения "параболоцилиндрический концентратор - трубчатый теплоприёмник". На основании созданной математической модели разработан численный алгоритм, базирующийся на использовании метода Монте-Карло. В ходе численных экспериментов выявлено влияние аберраций на энергетические характеристики зеркала, определён оптимальный угол его раскрытия, проанализировано влияние расположения приёмника относительно фокуса. Сравнение численных и экспериментальных данных показало их хорошее согласование.

Проведено исследование влияния тепловой инерционности элементов солнечного коллектора на его энергетические показатели. Математическая модель, построенная на основе уравнения энергии, решена численно с использованием среднестатистических данных по интенсивности солнечной радиации. Показано существенное влияние тепловой инерционности при локальном рассмотрении работы коллектора. Доказано минимальное влияние теплоёмкости системы на её интегральные энергетические показатели.

Проведено исследование влияния теплопроводности стенок абсорбера на энергетические показатели плоского солнечного коллектора. Учёт тепловой проводимости абсорбера в поперечном направлении проводился на основе стационарного уравнения теплового баланса. Показано существенное влияние теплопроводности материала стенок абсорбера и их геометрии на температурный режим системы. Численно решено нестационарное уравнение теплового баланса и теплопередачи в продольном направлении. Доказано пренебрежительно малое влияние тепловой проводимости в направлении течения теплоносителя.

Предложен алгоритм расчета геометрических, динамических и энергетических параметров системы приёма параболоцилиндрических солнечных станций. Алгоритм базируется на фрагментарном мультифизическом подходе, основанном на взаимодействии нескольких методик, различных по своей математической сути. Предлагаемый программный продукт может заменить достаточно громоздкие и дорогостоящие вычисления на основе стандартных пакетов, обеспечить максимально быстрое взаимодействие между основными расчётными блоками и проведение множества численных экспериментов по нахождению параметров системы, близких к проектным.

Предложена инженерная методика расчёта энергетических показателей ветродвигателя с вертикальной осью вращения, который предполагается использовать в системах автономного энергоснабжения. Математическая модель создана на основе двухдисковой импульсной теории. Численные исследования проводилось с уточненными значениями аэродинамических коэффициентов выбранного профиля. Составлен общий алгоритм расчёта и получены зависимости коэффициента мощности от длины хорды профиля и угла его установки.

Составлена одномерная математическая модель, разработан численный алгоритм и проведены численные эксперименты по количественной оценке тепловых потерь от трубчатого теплоприёмника системы приема тепла солнечного параболоцилиндрического модуля. Исследования проводились для теплоприёмника, который помещён в стеклянный конверт по типу "труба в трубе". Рассмотрены случаи со слоем атмосферного воздуха в межтрубном пространстве и с вакуумом различной степени. Отдельно проведен расчет для одиночной трубы без стеклянного конверта. Система нелинейных алгебраических уравнений, которая составляет основу математической модели, решена методом простой итерации. Сходимость итераций обеспечивалась заданием начальных приближений, максимально близких к искомым значениям. В модели предусмотрен учет зависимости теплофизических параметров от температуры и давления. Предложен метод расчета теплового потока через слой газа различной степени разреженности. В качестве физической модели для численных расчетов выбрана модель параболоцилиндрического модуля, который исследовался экспериментально и описан в научной литературе. Численные расчеты проведены для случая отсутствия теплового потока от концентратора и при наличие концентрированного теплового потока. Проведенное сравнение численных и экспериментальных данных показало хорошее совпадение результатов. Незначительное расхождения наблюдалось по значению температуры стекла и по значению тепловых потерь при наличии ветра. Проведенные расчеты показали, что наличие стеклянного пакета является обязательным проектным элементом системы приёма параболоцилиндрических энергетических модулей. Использование такого стеклянного конверта с атмосферным воздухом снижает тепловые потери в два раза, а с глубоким вакуумом - в три раза.