где
G
0
=
ρ
0
w
0
F
и
G
L
=
ρ
L
w
L
F
— массовые расходы на входе и
выходе, кг/с. Получаем второе граничное условие:
w
z
=
L
=
w
L
=
ρ
0
w
0
ρ
L
.
(5)
В результате интегрирования уравнений (3) и 4) получаем распре-
деление скорости потока вдоль трубы
w
=
w
0
z
L
ρ
0
−
ρ
L
ρ
L
+ 1
.
(6)
Уравнение энергии имеет вид
c
p
ρw
∂T
∂z
=
λ
∂
2
T
∂x
2
+
∂
2
T
∂z
2
+
q
v
.
(7)
Подобное уравнение может быть записано для каждого канала
(внутренняя труба, межтрубное пространство)
c
к
p
ρ
к
w
к
∂T
к
∂z
=
λ
к
∂
2
T
к
∂x
2
+
∂
2
T
к
∂z
2
+
q
v
;
(8)
c
в
p
ρ
в
w
в
∂T
в
∂z
=
λ
в
∂
2
T
в
∂x
2
+
∂
2
T
в
∂z
2
.
(9)
Аналитическое решение системы (6), (7) в случае зависимости
c
p
,
ρ
,
λ
от искомой температуры невозможно. Следует использовать чи-
сленные методы.
Численное решение поставленной задачи проводилось примени-
тельно к условиям экспериментальных исследований процесса синте-
за озона в генераторе с поверхностным разрядом. Расчеты выполне-
ны для пяти значений электрической мощности и четырех значений
температуры охлаждающей воды (см. рис. 5). В результате решения
выявили, что среднемассовая температура кислородно-озонной смеси
в разрядном промежутке зависит от температуры охлаждающей воды.
Расчетные исследования показали, что использование этиленгли-
коля в качестве охлаждающей жидкости с температурой 258 K при
одинаковой электрической мощности, равной 150 Вт, позволяет сни-
зить температуру в разрядном промежутке на 17
◦
С. Снижение темпе-
ратуры озоно-кислородной смеси в разрядном промежутке приводит
к уменьшению численного значения константы скорости разложения
озона [6], а следовательно, при одном и том же значении вложенной в
разряд мощности концентрация озона возрастает, а удельные энерге-
тические затраты на получение озона сокращаются.
Таким образом, разработанная конструкция генератора озона с по-
верхностным разрядом, отвечает современным требованиям по энер-
гоэффективности, простоте и низкой стоимости при изготовлении и
надежности при эксплуатации в социально значимых объектах.
15
1,2,3,4,5,6 8