Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Моделирование процессов тепломассопереноса с фазовыми переходами промерзания-протаивания"

Работа на тему: Моделирование процессов тепломассопереноса с фазовыми переходами промерзания-протаивания
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ ПРОМЕРЗАНИЯ-ПРОТАИВАНИЯ

03.03.02 Физика
Профиль «Фундаментальная физика»

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 ОБЩАЯ ТЕОРИЯ О ПРОЦЕССАХ ПРОМЕРЗАНИЯ-ПРОТАИВАНИЯ ВЛАЖНЫХ ГРУНТОВ 5
1.2 ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О МЕРЗЛЫХ И ТАЛЫХ ГРУНТАХ 6
1.3 ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ 10
ГЛАВА 2. ЗАДАЧИ О ПРОЦЕССЕ ПРОМЕРЗАНИЯ-ПРОТАИВАНИЯ ВЛАЖНОГО ГРУНТА 13
2.1. ЗАДАЧА СТЕФАНА О ПРОМЕРЗАНИИ ВЛАЖНОГО ГРУНТА 13
2.2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРОТАИВАНИЯ ВЛАЖНОГО ГРУНТА ВОКРУГ ТРУБОПРОВОДА 15
2.3. АНАЛИЗ РАСЧЕТОВ 19
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ В ПРОГРАММЕ «ANSYS» 23
3.1. СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ В ПРОГРАММЕ 23
3.2. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО РАСЧЕТА В ПРОГРАММЕ 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 29


ВВЕДЕНИЕ
Процессы промерзания-протаивания влажных грунтов затрудняют работы подземных и надземных сооружений в северных регионах, где преобладает отрицательная температура. Так как происходит термическое влияние теплоснабжений на влажный грунт, соответственно фазовая структура влаги будет меняться.
Ярким примером задач с фазовыми переходами является задача Стефана. В современном мире исследуют различные виды задач Стефана. Эти задачи описывают процессы с фазовыми состояниями с заданными условиями и теплофизическими свойствами.
Такого вида задачи решают многими методами, как экспериментальными, так и численными. Существуют аналоговые методы, аналитические методы, использование численных методов, методы интегральных преобразований, вариационные методы и множество других. Но не всегда можно найти точное решение данной задачи, поэтому возникает необходимость исследования в данной области.
Для создания аналитического решения задач в этой области исследования необходимо понимать механизмы тепломассопереноса. Благодаря этим знаниям, можно устанавливать все граничные и начальные условия тепловых процессов, осуществлять модели с заданными теплофизическими свойствами и решать многие актуальные физические проблемы.
Актуальность дипломной работы заключается в том, что исследование в данном направлении играет важную роль в строительстве, производстве, нефтегазодобыче, металлургии и других разделов. Так же применяется на практике в различных задачах, таких как: промерзание-протаивание влажного грунта, промерзание трубопроводов, плавление металла, образование льда и подобные задачи в современной теплофизике.
Цель работы: провести моделирование процессов тепломассопереноса с фазовыми переходами промерзания-протаивания.
Чтобы достичь нашу цель, необходимо выполнить задачи:
1. Рассмотреть решение задачи Стефана о промерзании трубопровода.
2. Найти аналитическое решение задачи о процессе протаивания грунта вокруг трубопровода.
3. Знакомство с литературой по тематике решения задачи о процессах промерзания-протаивания грунта и сравнение с экспериментом.
4. Создание модели грунта в программе «ANSYS». Проведение теплового расчета.
Научная новизна содержится в аналитическом решении задачи протаивания влажного грунта вокруг трубопровода с горячей жидкостью. Так как задачи о промерзании-протаивании грунта менее исследованы, поэтому аналитическое решение данного изучения будет актуально в теплофизике на сегодняшний день.

1. Кислицын А.А. Основы теплофизики: Лекции и семинары. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2002. 152 с.
2. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 488
3. Лыков А.В. Теория теплопроводности М.: Высшая школа, 1967. 600 с.
4. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. М.: Высшая школа, 1973
5. Кудрявцев С.А., Сахаров И.И., Парамонов В.Н. Промерзание и оттаивание грунтов. СПб.: Геореконструкция, 2014. 248 с.
6. Бойцов А.В. Геокриология и подземные воды криолитозоны. Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. 178 с.
7. Роман Л.Т., Царапов М.Н., Котов П.И., Волохов С.С., Мотенко Р.Г., Черкасов А.М., Штейн А.И., Костоусов А.И. Пособие по определению физико- механических свойств промерзающих, мерзлых и оттаивающих дисперсных грунтов. М: «КДУ», «Университетская книга», 2018. 188 с.
8. Шабаров А.Б. Тепломассоперенос в нефтегазовых и строительных технологиях. Учебное пособие. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2014. 332 с.
9. Нагорнова Т.А. Математическое моделирование процесса промерзания насыщенного влагой грунта // Известия Томского политехнического университета, 2005. Т. 308. № 6. С. 127-129.
10. Аксенов Б.Г., Карякина С.В. Задача Стефана как предельный случай задачи о фазовом переходе в спектре температур // Вестник Тюменского государственного университета, 2013. № 7. С. 133-140.
11. Аксенов Б.Г., Абросимова С.А., Богунова А.А., Стефурак Л.А., Фомина В.В. Температурное поле вокруг нефтепровода в мерзлом грунте // Инновации и инвестиции. № 4. 2019. С. 234-238.
12. Фомина В.В., Аксенов Б.Г., Степанов О.А., Миронов В.В., Абросимова С.А. Решение задач промерзания-оттаивания грунта для систем теплогазоснабжения // Вестник Евразийской науки, 2020. № 5. 11 с.
13. Талые грунты / Горная энциклопедия: [сайт].
14. Ground Freezing / Geoengineer.org: [website].
15. Ickiewicz I. Soil freezing and the depth of spread foundations // Proceedings of VII Conference SOLINA Sustainable Development: Architecture. 2018. Vol. 49. 7
p.
16. ANSYS. Справочник пользователя: [Электронный ресурс]. URL: https://static.my-shop.ru/product/pdf/70/696940.pdf (дата обращения 29.05.2022).