Модель теплообменника

Модель теплообменника. Позволяет моделировать теплообменник с двумя жидкостями с использованием пористой среды. Значения параметров теплообменника можно получить из расчетного (моделирование автономного теплообменника в CADFLO) или физического эксперимента, а также можно ввести непосредственно без выполнения дополнительных расчетов вручную. Сопротивление потока задается как масса или объемный расход по отношению к кривой разности давления.

Для этой модели в Инженерной базе данных можно задать следующие свойства:

Рис. 1. CADFLO представление модели теплообменника.

Модель теплообменника представляет собой теплообменник перекрестного потока с охлаждающей жидкостью («газ»), поступающей в одном направлении, и второй, более горячей жидкостью («жидкость»), которая течет перпендикулярно первой. При применении в качестве условия пористой среды в анализе CADFLO «газ» является фактической проектной жидкостью, которая протекает через пористую среду, а «жидкость» представляет собой виртуальную жидкость, которая добавляет тепло в систему и не задается в параметрах проекта.

  • Тип проницаемости задает проницаемость пористой среды относительно направления потока:

    • Изотропная – проницаемость среды является независимой во всех направлениях внутри среды;

    • Однонаправленная – среда проницаема только в одном направлении.

  • Перепад давления относительно расхода. Задает Массовый расход или Объемный расход относительно кривой понижения давления, определяющей сопротивление теплообменника потоку первой жидкости («газ»).

  • X – размер теплообменника вдоль потока первой жидкости («газ»).

  • Y – размер теплообменника вдоль потока второй жидкости («жидкость»).

  • Z – третий размер, дополняющий X и Y и представляющий высоту теплообменника.

  • Теплоемкость газа. Удельная теплоемкость первой жидкости («газ»).

  • Входная температура газа. Температура первой жидкости («газ») перед поступлением в теплообменник.

  • Отвод тепла газом. Объем тепла, удаляемый первой жидкостью («газ»).

    Значение должно быть больше нуля.

  • Теплоемкость жидкости. Удельная теплоемкость второй жидкости («жидкость»).

  • Входная температура жидкости. Температура второй жидкости («жидкость») перед поступлением в теплообменник.

  • Массовый расход жидкости. Массовый расход второй жидкости («жидкость»).

  • Установленный флажок Использовать масштаб турбулентности позволяет задать Масштаб турбулентности, который можно использовать для расчета коэффициента диссипации турбулентности только после пористой среды.

    По умолчанию Масштаб турбулентности равен 0.00001 м.

  • Параметр Использовать вязкость калибровки позволяет скорректировать коэффициент сопротивления пористой среды (k) для первой жидкости («газа») путем указания ненулевой динамической вязкости этой калибровочной жидкости, которая здесь называется Вязкостью калибровки (μcal).

    В результате k будет определяться следующим образом:



    где ΔP,  – заданные падение давления и массовый расход соответственно, μ – динамическая вязкость жидкости в проекте, S = Y Z и L = X – площадь поперечного сечения и длина тела.

  • Параметр Использовать плотность калибровки позволяет скорректировать коэффициент сопротивления пористой среды (k) для первой жидкости («газа») путем указания ненулевой плотности этой калибровочной жидкости, которая здесь называется Плотностью калибровки (ρcal).

    В результате k будет определяться следующим образом:



    где ΔP,  – заданное падение давления и массовый расход соответственно, ρ – плотность жидкости в проекте, U – скорость жидкости, S = Y·Z и L = X – площадь поперечного сечения и длина тела.

  • Плотность пористого каркаса – это плотность материала пористого каркаса (материал теплообменника).

  • Удельная теплоемкость пористого каркаса – это удельная теплоемкость материала пористого каркаса (материала теплообменника).

  • Расчет выходных параметров. Когда этот флажок установлен (по умолчанию), CADFLO вычисляет Коэффициент теплопроводности и Объемный коэффициент теплообмена пористого каркаса (ниже), используя значения параметров, заданные выше.

    Если требуется переопределить вычисленные значения, снимите этот флажок.

  • Коэффициент теплопроводности материала пористого каркаса. Может быть вычислен CADFLO или введен вручную.

  • Объемный коэффициент теплообмена материала пористого каркаса. Может быть вычислен CADFLO или введен вручную.