All rights reserved. Printed in the United States of America. No part of this publication may be reproduced, distributed, or transmitted, in any form or by any means, or stored in a data base or retrieval system, without the prior written permission of the publisher. The content and reliability of the articles are the responsibility of the authors. When using and borrowing materials reference to the publication is required. Collection of scientific articles published is the scientific and practical publication, which contains scientific articles of students, graduate students, Candidates and Doctors of Sciences, research workers and practitioners from Europe and Ukraine. The articles contain the study, reflecting the processes and changes in the structure of modern science.

No abstract

У статті представлена математична модель процесу віброкипіння, яка з єдиних позицій описує структуру й поведінку віброкиплячого шару в різних умовах, дозволяє спрогнозувати поведінку віброкиплячого шару в цілому для широкого спектру впливаючих чинників: фізичних властивостей сипкого матеріалу і газового середовища, геометрії робочого органу, параметрів вібрації, особливостей взаємодії фаз між собою і з вантажонесучими поверхнями. Одержана модель дозволяє автоматизувати обчислення з використанням мінімального набору вхідних даних. Одержані рівняння, які описують поведінку віброкиплячого шару як суцільного середовища з особливою реологією, в якій за рахунок підведеної зовнішньої вібрації розповсюджуються нелінійні хвилі деформації з періодичними змінами щільного і розпушеного стану. Створена система автоматизованого моделювання поведінки віброкиплячих шарів "Віброслой", яка дозволяє провести моделювання поведінки віброкиплячого шару сипкого матеріалу з урахуванням фізичних параметрів середовища й газової фази, параметрів вібрації, особливостей фільтрації газу і властивостей робочих органів для ефективного проектування устаткування з віброкиплячим шаром. Проведені тестові моделювання одиничного підкидання шару сипкого матеріалу, визначення швидкостей течії шару на вібруючих поверхнях із зіставленням з експериментальними даними. Показана можливість прогнозування параметрів сталих (стаціонарних течій) віброкиплячого шару на протяжних вібруючих поверхнях.

We considered the heat accumulator with a phase-transfer heat-accumulating material, which serves for pre-heating of the car’s internal combustion engine. Simulation of the heat accumulator operation allows to build calculated graphs of temperature change of the heat-accumulating material in time, and afterwards to determine the charging time of the heat accumulator depending on its design features, thus, by modelling the most optimal design solution. We performed numerical computations of the system engine – circulating fluid – heat storage material – environment in two stages. In the first stage, we calculated the parameters of thermal resistance in the engine system and pipe manifold for different coolant temperatures according to the method of finite volume in the CFD system. In the second stage the problem was solved numerically by the method of equivalent thermal circuit. We carried out phase transition simulation using the Stefan condition, based on the thermal balance for the phase separation surface. We constructed numerical algorithmic models for calculations of temperature change of heat-accumulating material in time. Such calculations allowed determining the optimal number of U-shaped tubes based on which we proposed the heat accumulator design. We manufactured the heat accumulator, tested, and proved its efficiency and positive effect on the engine warm-up time and the passenger compartment.