Численное исследование теплообмена в канале теплообменника с градиентом давления


DOI: 10.34759/tpt-2019-11-12-532-540

Авторы

Петрова Н. П., Цынаева А. А.

Аннотация

Работа посвящена исследованию влияния градиента давления на теплообмен в канале теплообменника. Цель работы — разработка методов повышения эффективности тепло­обменника путем использования градиента давления. Задача исследования заключалась в определении влияния на теплообмен в каналах теплообменника КМС-2 наличия градиен­та давления, в том числе при различных свойствах рабочего тела (число Прандтля Pr = 0.702-0.723, Pr = 0.65-0.66, Pr = 0.73-0.79). С помощью численного моделирования в работе исследовались локальные и средние значения коэффициента теплоотдачи при наличии продольного градиента давления в канале теплообменника со стороны газового тракта (Red = 3000-6000, коэффициент ускоренности равен K = 8.04 10-6-1.56 10-5). Ис­следование выполнялось с использованием программных комплексов с открытой лицен­зией и открытым кодом (Salome, Code_Saturne) при помощи RANS подхода с привлече­нием k-w-sst модели турбулентности. Условия моделирования задавались в соответствии с данными завода-изготовителя для теплообменника-калорифера типа КМС-2. На основе полученных результатов дана оценка влияния градиента давления на интенсивность теп­лообмена для разных рабочих тел (воздух, гелий, углекислый газ) в канале модернизиро­ванного теплообменника.

Ключевые слова:

продольный градиент давления, калорифер, теплообмен.

Библиографический список

  1. СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондици­онирование воздуха». М.: Минрегион России, 2012. 62 с.

  2. СП 51.13330 «Защита от шума». М.: Минрегион России, 2011. 46 с.

  3. Давлетшин И.А, Михеев НИ, Молочников В.М.

  4. Теплообмен в турбулентной отрывной области при наложенных пульсациях потока // Теплофизика и аэро­механика. 2008. Т. 15. № 2. С. 229-236.

  5. Code_Satume. URL: https://www.code-satume.org/cms/. Дата обращения 01.02.2018

  6. SALOME Platform. URL: http://www.salome-platform.org/. Дата обращения 01.02.2018

  7. Tanaka H., Kawamura H., Tateno A., Hatamiya S.

  8. Effect of laminarization and retransition on heat transfer for low reynolds number flow through a converging to constant area duct // Journal of Heat Transfer. 1982. V. 104. P. 363-371. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3245097.

  9. Лущик В.Г., Решмин А.И. Интенсификация теплооб­мена в плоском безотрывном диффузоре // ТВТ. 2018. Т. 56. № 4. С. 586-593.

  10. Лущик В.Г., Макарова М.С., Решмин А.И. Ламина- ризация потока при течении с теплообменом в плоском канале с конфузором // Изв. РАН. МЖГ. 2019. № 1. С. 68-77.

  11. Лущик В.Г., Макарова М.С., Медвецкая Н.В., Реш­мин А.И. Численное исследование течения и теплооб­мена в плоских каналах переменного сечения // Тепло­вые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 9. С. 3 86-394.

  12. Петрова Н.П. Численное исследование теплообмена в турбулентном пограничном слое с воздействиями // Наука в современном обществе. Сборник статей Меж­дународной научно-практической конференции 29 июля 2017 г. Самара: ЦНИК, 2017. С. 56-62.

  13. Эпик Э.Я Влияние турбулентности и продольного гра­диента давления на теплообмен в турбулентном погра­ничном слое // РНКТ-2006. М.: МЭИ. Т. 2. C. 270-273.

  14. Петрова Н.П., Цынаева А.А. Разработка и исследование калориферов с градиентными теплообмена // Градострои­тельство и архитектура. 2018. Т. 8. № 3. С. 137-144.

  15. Kalorifery KMS I KMB. http://zao-tst.ru/kalorifery-kms- kmb.html

  16. OnShape. URL: https://www.onshape.com/. Дата обраще­ния 01.02.2018.

  17. Цынаева А.А., Никитин М.Н Гидродинамика и теп­лообмен в изогнутом канале при наложенной нестацио­нарности потока // Труды Академэнерго. 2017. № 1. С. 42-49.

  18. Цынаева А.А., Никитин М.Н. Численное моделирова­ние течения в канале с неглубокими лунками с исполь­зованием Code Satume // Труды Института системного программирования РАН. 2016. Т. 28. № 1. С. 185-196. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(1)-10

  19. Цынаева А.А., Разоренов С.Е., Белая В.В. Численное исследование теплоотдачи в каналах с неглубокими подковообразными лунками // Труды Института сис­темного программирования РАН. 2017. Т. 29. № 5. С. 329-344. DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(5)-16

  20. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообмен­никах. М.: Наука, 1982. 472 с.

  21. Василев Ф.В. Расчетно-экспериментальное исследова­ние локальных и осредненных характеристик теплоот­дачи при турбулентном течении теплоносителя в пря­мых, диффузорных и конфузорных каналах. Дисс... к.т.н. 1983. Брянск: Брянский ордена «Знак Почета» институт транспортного машиностроения. 223 с.

  22. Lienhard J.H., Lienhard J.H A heat transfer textbook. Cam­bridge, Massachusetts: Phlogiston press, 2011. 755 р.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024