Оптимізація теплообміну робочих поверхонь на основі локального контролю теплофізичних параметрів
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya2020.05.069Анотація
Прогресуюча тенденція підвищення ефективності та експлуатаційної надійності обладнання вимагають постійного вдосконалення методів контролю та управління робочими процесами Одним з найбільш перспективних методів для вивчення процесів переносу, що відбуваються в складних умовах, типових для теплоенергетичного обладнання, є фізичне моделювання.
Об'єктом цього дослідження є теплообмінні призматичні поверхні, які характерні для багатьох технічних додатків.
Мета роботи - розроблення методів оптимізації теплообміну робочих поверхонь на основі локального контролю теплофізичних параметрів у характерних зонах робочого середовища.
Дослідження проводилися в аеродинамічному стенді АДС-1 за допомогою методів тепломасоаналогіі і термоанемометрії. Компоновка включала чотири ряди призматичних елементів.
Суть локального підходу полягає у визначенні середньоповерхневого коефіцієнта тепловіддачі за локальною швидкістю, яка вимірюється над кожним призматичним елементом, що дозволяє оцінити просторову температурну неоднорідність компоновки і провести заходи щодо зміни температури в потрібному напрямку за рахунок маневрування розташуванням елементів. Пропонований підхід принципово відрізняється від іншого поширеного підходу, названого нами канальним, при якому ігнорується інформація про швидкісні і температурні поля, недостатньо враховується вплив конфігурації і розмірів елементів і їх розташування на гідродинамічну структуру потоку.
Локальний підхід дозволяє, по-перше, більш тонко діагностувати типи течії в примежовому шарі обтічного елемента, виділяючи ламінарні, турбулентні, псевдоламінарні, квазітурбулентні, перехідні і відривні режими течій. По-друге, здійснити на основі набору статистичних даних перехід до довільно заданої компоновки елементів і тим самим підвищити точність визначення температурного стану окремих призматичних елементів і всієї компоновки в цілому.
Запропоновано рівняння подібності для розрахунку локального теплообміну кожної грані призми окремо і середньоповерхневого теплообміну в залежності від геометричних і режимних параметрів. На основі отриманих рекомендацій оцінено тепловий стан елементів конкретної компоновки і розроблені заходи щодо його поліпшення за рахунок цілеспрямованих перестановок елементів.
Ключові слова: призматична теплообмінна поверхня, локальні теплофізичні параметри, оптимальна компоновка
Посилання
Suprun, Т.Т. (2017). Metody upravlinnya perekhidnymy protsesamy na obtichnykh poverkhnyakh enerhetychnoho obladnannya [Methods of control of transients on streamlined surfaces of power equipment]. Industrial heat engineering, 39(7), 125.
Suprun, T. (2018). Modelyuvannya zsuvnoho i bezzsuvnoho potoku z periodychnoyu shvydkisnoyu nestatsionarnistyu [Modelling of shear and shearless flow with periodic velocity nonstationarity]. Thermophysics and Thermal Power Engineering, 40(2), 72-77. doi.org/https://doi.org/10.31472/ihe.2.2018.10
https://doi.org/10.31472/ihe.2.2018.10
Gidalevich, V.B., Mironenko, Yu.P., Spokoyny, Yu.E., Trofimov, VE, Isaychenko, V.V. (1983). Opredeleniye lokal'nykh koeffitsiyentov teploobmena mikroskhem s prinuditel'nym vozdushnym okhlazhdeniyem [Determination of local heat transfer coefficients of microcircuits with forced air cooling]. Radio electronics issues. Series TRTO, 3, 3-9.
Dick, Erik, Kubacki, Slawomir. (2017). Transition Models for Turbomachinery Boundary Layer Flows: A Review. International Journal of Turbomachinery, Propulsion and Power, 2(2), 1-45. doi:10.3390/ ijtpp2020004
https://doi.org/10.3390/ijtpp2020004
Epik, E.Ya., Suprun,T.T. (2007). Impulse and heat transport processes at bypass transition. Eurasian Physical Technical Journal, 4/1(7), 52-57.
Epik, E.Ya., Suprun, T.T., Melnik, V.D. (2001). Termoanemometricheskiy metod diagnostiki mikrostruktury vozdushnykh potokov v sverkhchistykh pomeshcheniyakh [Hot-wire anemometric method for diagnosing the microstructure of air flows in ultra-clean rooms]. Industrial heat engineering, 23(1-2), 5-11.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
