Development of a mathematical model of multi-current heat exchangers taking into account phase transition in heat carriers
Year: 2018
Type: article
Abstract: Авторское резюмеСостояние вопроса.Из литературных источников известны модели многопоточных теплообменных аппаратов без учета возможного в них фазового перехода в теплоносителях.Однако в ряде случаев, например в многопоточных теплообменных аппаратах, предназначенных для утилизации влаги и тепловой энергии дымовых газов тепловых электрических станций, водяные пары при конденсации меняют фазовое состояние.Отсутствие методов расчета таких аппаратов во многом сдерживает разработку и реализацию обоснованных технологических решений.Таким образом, развитие моделирования многопоточных теплообменных аппаратов на случай описания фазового перехода в теплоносителях является актуальной задачей для энергетической и смежных отраслей промышленности.Материалы и методы.Построение модели для многопоточных теплообменных аппаратов с учетом фазового перехода в теплоносителях выполнено в виде системы дифференциальных уравнений, составленных на основе теплового баланса для каждого потока теплоносителя.Аналитическое решение системы линейных дифференциальных уравнений получено методом пробных функций, численное решение этой же системы найдено методом Рунге-Кутта.Результаты.Разработано математическое описание многопоточного теплообменного аппарата с учетом фазового перехода в теплоносителях.Найдены и проанализированы аналитические и численные решения для контактного теплообменного аппарата, используемого для утилизации влаги и тепловой энергии из дымовых газов тепловых электрических станций.Показаны возможности проведения проектных расчетов в рамках предложенной модели.Выводы.Разработанная математическая модель служит основой для создания более эффективных методов организации процессов теплопередачи в технологических установках различного назначения с произвольным числом теплоносителей с учетом фазового перехода в теплоносителях.
Source: Vestnik IGEU
Authors: K.A. Kasatkin, A.E. Barochkin, V.P. Zhukov, G.G. Orlov
Language: English
Subfield: Mechanical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W2901069934