Теплообмін та аеродинаміка CFD-моделі композиційної плосковальної труби з неповним гофрованим оребренням
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
Баранюк О. В.
Конько Д. В.
Воробйов М. В.
Baranyuk Oleksandr V.
Konko Denys V.
Vorobiov Mykyta V.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність задач інтенсифікації процесів тепломасопереносу та розробки нових оребрених поверхонь теплообміну пов’язана зі створенням сучасного теплообмінного обладнання для енергетики та промисловості, зокрема сухих градирень АЕС та ТЕС, теплових утилізаторів котлів, ГТУ та ін. З метою створення відповідного високоефективного обладнання запропоновано нову оригінальну конструкцію теплообмінної поверхні – плоско-овальної труби з неповним гофрованим оребренням. В даній статті виконано дослідження теплообміну та аеродинаміки характеристик плоско-овальної труби з неповним гофрованим оребренням. Мета роботи полягала у попередній оцінці ефективності плоско-овальних труб неповним гофрованим оребренням та отриманні емпіричної залежності для розрахунку за допомогою CFD-моделювання.
Об’єкт дослідження – вимушена конвекція при поперечному омиванні композиційної плоско-овальної труби з неповним гофрованим оребренням.
Предмет дослідження – теплообмін та аеродинаміка при поперечному омиванні композиційної плоско-овальної труби з неповним гофрованим оребренням.
Методика дослідження полягала у проведенні CFD-моделювання за допомогою академічної ліцензії програмного комплексу ANSYS-Student.
В роботі отримані значення безрозмірного коефіцієнту тепловіддачі та втрати тиску, а також представлена розрахункова залежність для визначення коефіцієнту тепловіддачі та аеродинамічного опору згаданих типів труб. Верифікація даних проводилась з гладкою трубою та трубою зі спіральним оребренням.
Науковою новизною роботи є встановлення того факту, що плоско-овальні труби з неповним гофрованим оребренням мають вищий коефіцієнт тепловіддачі порівняно з гладкими трубами (в середньому на 45–50%) та спірально-стрічковою оребреною трубою (в середньому на 25–30%) в умовах одночасного зростання аеродинамічного опору на 25–30% при однакових витратах теплоносія. Також запропоновані плоско-овальної туби з неповним гофрованим оребренням мають нижчі значення аеродинамічного опору (в порівнянні з аналогічними за геометрією круглими, та трубами з спірально-стрічковим оребренням). При практичному використанні отриманих результатів для застосування плоско-овальних труб з неповним гофрованим оребренням конструктори зможуть збільшити площу поверхні теплообміну за рахунок зміни геометричних розмірів ребер, що робить ці труби перспективними при конструюванні теплообмінних апаратів.