<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2073-1574</issn>
   <issn publication-format="online">2225-0352</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">31283</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>SHIP POWER PLANTS AND PROPULSION SYSTEMS</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">SPEED OF CHANGE OF A PHASE ON THE MASS OF THE SYSTEM AT THE ESTABLISHED DYNAMIC MODE</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>СКОРОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗЫ ПО МАССЕ СИСТЕМЫ ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДИНАМИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Руднев</surname>
       <given-names>Виталий Петрович </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rudnev</surname>
       <given-names>Vitaliy Petrovich </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>vp.rudnev@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Руднева</surname>
       <given-names>Полина Витальевна </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rudneva</surname>
       <given-names>Polina Vitalievna </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>polina_rudneva@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Иванова</surname>
       <given-names>Мария Витальевна </given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Ivanova</surname>
       <given-names>Maria Vitalievna </given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>polina_rudneva@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Астраханский государственный технический университет</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Astrakhan State Technical University</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Астраханский государственный технический университет</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Astrakhan State Technical University</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Астраханский государственный технический университет</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Astrakhan State Technical University</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2013</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>138</fpage>
   <lpage>142</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://vestnik.astu.ru/en/nauka/article/31283/view">https://vestnik.astu.ru/en/nauka/article/31283/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Управление, регулирование и контроль технологического процесса требуют исследования и проектных разработок физической модели процесса. Рассматривается способ расчета скорости изменения фазы по массе системы. В физико-математическом описании принимается установившийся динамический режим и условие равновесия трехфазной многокомпонентной неоднородной рабочей среды. Предлагаемая разработка повышает качество, точность расчета технологии процесса и режима эксплуатации, повышает экономический эффект установки.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Management, regulation and control of the technological process demand the research and design developments of physical model of the process. The way of calculation of the speed of change of a phase on the mass of the system is considered. In the physical and mathematical description the established dynamic mode and condition of balance of three-phase multicomponent non-uniform working environment is accepted. The proposed development increases quality, accuracy of calculation of technology of the process and the operation mode, raises economic effect of the installation.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>давление</kwd>
    <kwd>система</kwd>
    <kwd>фаза</kwd>
    <kwd>компонента</kwd>
    <kwd>равновесие</kwd>
    <kwd>аддитивность</kwd>
    <kwd>неоднородная среда</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>pressure</kwd>
    <kwd>system</kwd>
    <kwd>phase</kwd>
    <kwd>component</kwd>
    <kwd>balance</kwd>
    <kwd>additivity</kwd>
    <kwd>non-uniform environment</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Технологические емкости, колонны, резервуары различных типов (надземные, подземные – железобетонные, в шахтах и соляных пластах) эксплуатируются с режимами процессов хранения, хранения с «подключением» к магистрали, наполнения и опорожнения. Процессы можно характеризовать следующим образом: статические и динамические – установившийся и установившийся равномерно переменный процессы. Материальные балансы термодинамической системы по массе и объему позволяют для установившегося массообмена при изотермическом режиме записать следующие выражения: т. е. сумма скоростей изменения масс фаз равна нулю; т. е. сумма скоростей изменения объемов фаз также равна нулю, где – скорость изменения доли фазы φ = α, γ, β по независимой переменной (выбранной независимой переменной может быть любая величина); – удельный объем фазы, в данных условиях – постоянная величина. Если независимой переменной принята доля жидкой фазы, то имеем: (1) В то же время для динамического процесса, при постоянной температуре, на основании [2], справедливо следующее: , (2) где φ – число фаз; n – число компонент. Исключив из (1) и (2) величины получаем три равенства для установившегося динамического режима. Принимаем, что и, кроме того, для динамического режима [3] при деформации пара экстремальная величина . Отсюда имеем: (3а) (3б) (3в) Решение уравнений дает возможность сделать вывод, что удельные объемы жидкой и твердой смесей фаз равны в следующем соотношении: где величины φ – число фаз, n – число компонент; – отношение удельного объема жидкой компоненты в фазе α к удельному объему твердой компоненты в фазе β. Для разных компонент значения неодинаковы, однако, представляется, что является функцией температуры и давления. Складывая левые и правые стороны равенств (3а), (3б), (3в), получаем Отсюда получаем алгебраическое уравнение 1,5 – 4 + 2 = 0, корни которого равны 1,5 и 0,5. Сопоставление корней позволяет записать два варианта отношений удельных объемов компоненты i: при = 1,5 ; при = 0,5 . Для установившегося динамического режима сохраняются условия материальных балансов по массе и объему. Предположим, предпочли вариант, когда , – скорость изменения жидкой фазы – известна. В этом случае , . Разделив последние равенства, соответственно правые и левые стороны друг на друга, получаем отношения скоростей как отношение удельных объемов фаз. Отношения скоростей фаз представим равенствами (2) как отношение удельных объемов компонент и учтем, что для компонент справедливо , Получим: (4а) , , , (4б) , , , (4в) Если считать, что, согласно наблюдениям агрегатных состояний различных веществ [1], известно отношение удельных объемов компонент для жидкого и твердого состояний, то равенства (4а), (4б), (4в) позволяют вычислить удельные объемы смесей в жидком , газообразном и твердом состояниях при известных значениях температуры и давления смеси. Со скоростью изменяется масса жидкости (испарение или конденсация). Для закрытой системы или установившегося динамического процесса две другие фазы, если сосуществуют, полагаем, увеличивают массу (газообразование и кристаллизация). В случае процесса конденсации уменьшается масса газа и твердой фазы (сублимация и ожижение). Далее вычисляется скорость изменения фаз в зависимости от массы системы при установившемся динамическом режиме. Для установившегося динамического режима сумма скоростей изменения фаз по массе системы равна . Для установившегося режима сумма скоростей изменения масс компонент по массе системы также равна . Появляется возможность представить для анализа процесса трехкомпонентной системы (воздух, углеводороды, вода) три варианта соотношений: , считаем, что скорость – известная величина, , , (5а) где , , – удельные объемы компоненты в системе, равные отношениям парциальных объемов и масс компонент; считаем, что скорость – известная величина, ; ; (5б); , считаем, что скорость – известная величина, , (5в). Сумма скоростей изменения масс компонент в фазах равна скорости изменения массы компоненты . Ранее в [3] получено выражение или предел (6) Учитывая, что φ = 3, n = 3 (воздух, вода, углеводороды), , , и выражение (6), дополним равенства (5а), (5б), (5в) слева. Получим: ; ; ; В первой строке исключаем величину в равенствах второго и третьего столбцов. Такие же преобразования проводим во второй и третьей строках равенств по отношению к величинам и . Получаем три зависимости для удельных объемов , , в виде функций от коэффициентов , , . Величины коэффициентов , , для определенного уровня температуры, давления и общего удельного объема вещества (система закрытая или установившийся динамический процесс) характеризуют агрегатные превращения веществ (воздух, вода, углеводороды) в состояниях между жидкой и твердой фазами (для означенных условий величины можно считать постоянными). Таким образом, образуются условия для расчета величины удельных парциальных объемов компонент. Выбирая независимую переменную, а следовательно, и величину или , , тем самым предопределяем процесс. Для любого варианта равенств, характеризующих процессы, имеем возможность вычислить удельные парциальные объемы компонент , , . Далее вычисляем равенствами (5a), (5b), (5c) скорость изменения компонент в вариантах процессов для закрытой системы или для открытой с установившимся динамическим процессом. В проектах химической технологии применяются новые экспериментальные исследования и расчеты на основании физико-математических моделей. Современные технологические установки эксплуатируются с применением систем контроля и автоматического управления. Предлагаемая разработка повышает качество, точность расчета технологии процесса; соблюдение и оптимальность режима и эксплуатации, а следовательно, повышает экономический эффект установки.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. - Новосибирск: Наука, 1966. - 511 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Prigozhin I., Defey R. Himicheskaya termodinamika. - Novosibirsk: Nauka, 1966. - 511 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Руднев В. П., Руднева П. В. Термодинамическое равновесие динамических процессов химической технологии // Проблемы и основные факторы развития топливно-энергетического комплекса юга России: материалы Рос. конф. - Ростов н/Д: ВертолЭкспо, 2007. - С. 50-52.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rudnev V. P., Rudneva P. V. Termodinamicheskoe ravnovesie dinamicheskih processov himicheskoy tehnologii // Problemy i osnovnye faktory razvitiya toplivno-energeticheskogo kompleksa yuga Rossii: materialy Ros. konf. - Rostov n/D: VertolEkspo, 2007. - S. 50-52.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Руднева П. В., Руднев В. П., Иванова М. В. Расчет скорости изменения доли компоненты в установившемся термодинамическом процессе массообмена фаз рабочей среды // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. - 2011. - № 3. - С. 144-146.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rudneva P. V., Rudnev V. P., Ivanova M. V. Raschet skorosti izmeneniya doli komponenty v ustanovivshemsya termodinamicheskom processe massoobmena faz rabochey sredy // Vestn. Astrahan. gos. tehn. un-ta. Ser.: Morskaya tehnika i tehnologiya. - 2011. - № 3. - S. 144-146.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
