Методика моделирования теплопереноса в испарителях теплохладоэнергетических комплексов при кипении рабочего вещества в мини и макро-каналах
DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-52-59
УДК 621.56
Апицына О.С., Малышев А. А., Зайцев А. В., Малинина О. С., Игнатьев В. Е.
Ключевые слова: теплообмен, кипение в каналах, математическое моделирование тепло-гидродинамических параметров, истинное паросодержание, балансовые уравнения и уравнения теплопередачи.
УДК 621.56
Методика моделирования теплопереноса в испарителях теплохладоэнергетических комплексов при кипении рабочего вещества в мини и макро-каналах
Ссылка для цитирования: Апицына О.С., Малышев А.А., Зайцев А.В., Малинина О.С., Игнатьев В.Е. Методика моделирования теплопереноса в испарителях теплохладоэнергетических комплексов при кипении рабочего вещества в мини и макро-каналах // Вестник Международной академии холода. 2022. № 4. С.52-59. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-4-52-59
Аннотация
Актуальность работы связана с необходимостью совершенствования методологии расчета процессов теплопереноса в аппаратах теплохладэнергетических комплексов, что обусловлено внедрением высоких технологий в энергетическое аппаратостроение. В результате анализа известных расчетных методик и их сопоставления установлены расхождения результатов, превышающие 500%, что в основном объясняется использованием их авторами расходных параметров фаз. Анализ математических моделей при кипении жидкостей в каналах показал их основную ориентацию на условия энергетики, что не в полной мере учитывает специфику техники низких температур. В данной работе рассматривается тепло-гидродинамическая модель процесса кипения хладагентов в каналах различных гидравлических диаметров. В предлагаемой модели в качестве эмпирической составляющей применены уравнения для истинного объемного паросодержания. В числе балансовых уравнений рассматриваются: уравнения материального и теплового баланса и уравнение теплопередачи, связывающее теплоперенос от кипящего хладагента к окружающей среде. Система представленных уравнений на каждом временном шаге решается итеративно методом конечных приближений с помощью специально написанной программы на языке программирования Fortran. При сопоставлении результатов расчетов по разработанной программе с данными экспериментов по испытанию воздухоохладителя показана адекватность модели.
Аннотация
Актуальность работы связана с необходимостью совершенствования методологии расчета процессов теплопереноса в аппаратах теплохладэнергетических комплексов, что обусловлено внедрением высоких технологий в энергетическое аппаратостроение. В результате анализа известных расчетных методик и их сопоставления установлены расхождения результатов, превышающие 500%, что в основном объясняется использованием их авторами расходных параметров фаз. Анализ математических моделей при кипении жидкостей в каналах показал их основную ориентацию на условия энергетики, что не в полной мере учитывает специфику техники низких температур. В данной работе рассматривается тепло-гидродинамическая модель процесса кипения хладагентов в каналах различных гидравлических диаметров. В предлагаемой модели в качестве эмпирической составляющей применены уравнения для истинного объемного паросодержания. В числе балансовых уравнений рассматриваются: уравнения материального и теплового баланса и уравнение теплопередачи, связывающее теплоперенос от кипящего хладагента к окружающей среде. Система представленных уравнений на каждом временном шаге решается итеративно методом конечных приближений с помощью специально написанной программы на языке программирования Fortran. При сопоставлении результатов расчетов по разработанной программе с данными экспериментов по испытанию воздухоохладителя показана адекватность модели.
Ключевые слова: теплообмен, кипение в каналах, математическое моделирование тепло-гидродинамических параметров, истинное паросодержание, балансовые уравнения и уравнения теплопередачи.
English
Русский
