Залежність характеристик термоакустичного двигуна від неоднорідності температури поверхонь теплообмінників

Вантажиться...
Ескіз

Дата

2020

Автори

Коробко, В. В.
Korobko, V.

Назва журналу

Номер ISSN

Назва тому

Видавець

Анотація

Задача утилізації низькопотенційних теплових викидів енергетичних установок (ЕУ) промисловості, транспорту, енергетики може бути вирішена з допомогою термоакустичних енергогенеруючих систем енергозбереження. Такі системи являють собою окремі функціональні модулі, які зв’язані з головною ЕУ з допомогою проміжних систем, що забезпечують енергообмін між зовнішніми джерелами енергії та термоакустичними двигунами (ТАД) цих систем. Проміжні системи являють собою циркуляційні контури, до складу яких входять теплообмінники – зовнішні, що безпосередньо контактують з джерелами енергії, та внутрішні, які є складовими елементами вузла термоакустичних перетворень ТАД. Конструктивні особливості ТАД систем енергозбереження зумовлюють використання рекуперативних теплообмінників трубчато-реберної конструкції з перехресним рухом теплоносіїв. Відомо, що на виході з таких теплообмінників теплоносії мають суттєво неоднорідний розподіл температур. В даному випадку, це призведе до формування неоднорідного розподілу температур в структурних елементах вузла термоакустичних перетворень ТАД, що є небажаним явищем. Існуючі теоретичні моделі термоакустики та методики розрахунку ТАД побудовані в рамках лінійної теорії, яка передбачає наявність однорідного розподілу теплофізичних параметрів в поперекових перетинах будь яких елементів ТАД – резонаторах, теплообмінниках, матриці, тощо. В ході досліджень було розроблено математичну модель розподілу температури в матриці ТАД в залежності від поля температур на поверхні теплообмінників вузла термоакустичних перетворень ТАД. Особливістю запропонованої моделі є урахування впливу ділянки початкової гідродинамічної стабілізації потоку на інтенсивність теплообміну в трубках теплообмінників. В ході числового моделювання розглядалися випадки використання різних типів проміжних теплоносіїв, таких, як вода або терморідини. Показано, що неоднорідність розподілу температур в поперековому перетині матриці ТАД призводить до зменшення можливої потужності ТАД в 1,1–1,4 рази, в залежності від характеристик теплообмінників та теплофізичних параметрів транспортних теплоносіїв. Зменшити неоднорідність поля температур в елементах ТАД систем утилізації теплових викидів можна за рахунок використання теплообмінників на основі фазових переходів.

Опис

Коробко, В. В. Залежність характеристик термоакустичного двигуна від неоднорідності температури поверхонь теплообмінників = Investigation influence temperature distribution in the matrix on the characteristics of the thermoacoustic apparatus / В. В. Коробко // Авиационно-космическая техника и технология. – 2020. – № 5 (165). – С. 96–102.

Ключові слова

енергозбереження, теплообмін, теплообмінники, неоднорідність, математична модель, термоакустичний двигун, энергосбережение, неоднородность, математическая модель, термоакустический двигатель, energy saving, heat exchange, heterogeneity, mathematical model, thermoacoustic engine

Бібліографічний опис