Русская версия English version

Моделирование и расчет многопоточных теплообменных аппаратов

А.Е. Барочкин, В.П. Жуков

Вестник ИГЭУ, 2017 г. выпуск 3, сс. 70—75

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса: Из литературных источников хорошо известно, что противоточная схема движения более эффективна по сравнению с прямоточной схемой движения потоков теплоносителей. Ранее нами в рамках разработанной модели многопоточного теплообмена выполнен анализ схем движения теплоносителей в трехпоточном теплообменном аппарате. Определение эффективной структуры потоков для теплообменных аппаратов с числом теплоносителей три и более является актуальной задачей для различных промышленных технологий.

Материалы и методы: Построение модели для многопоточных теплообменных аппаратов выполнено в виде системы дифференциальных уравнений, составленных на основе уравнений теплового баланса для каждого теплоносителя. Аналитическое решение полученной системы линейных дифференциальных уравнений найдено методом пробных функций.

Результаты: Разработано математическое описание четырехпоточных теплообменных аппаратов с различной структурой потоков теплоносителей в виде системы линейных дифференциальных уравнений, найдены и проанализированы аналитические решения для восьми возможных схем движения теплоносителей, выявлена наиболее эффективная структура потоков с точки зрения минимальных тепловых потерь.

Выводы: Разработанная математическая модель служит основой для создания более эффективных методов организации процессов теплопередачи в технологических установках различного назначения с произвольным числом теплоносителей.

Ключевые слова: процесс теплопередачи, поток теплоносителей, прямоток, противоток, многопоточный теплообменник, тепловые потери, структура потока.

Список литературы на русском языке: 
  1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 416 с.
  2. Барочкин А.Е., Жуков В.П., Беляков А.Н. Исследование процесса теплопередачи в многопоточных теплообменных аппаратах // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2011. – Т. 54, Вып. 11. – С. 116–119.
  3. Жуков В.П., Барочкин Е.В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок. – Иваново, 2009. – 176 с.
  4. Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенецкий А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. – М.: Машиностроение, 1973. – 288 с.
  5. Hesselgreaves J.E. Compact Heat Exchangers. –  Elsevier, 2016. – 484 p.
  6. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС.  – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 288 с.
  7. Аронсон К.Э., Блинков С.Н., Брезгин В.И. Теплообменники энергетических установок: учеб. для вузов. – Екатеринбург: Сократ, 2003. – 968 с.
  8. Xie G.N., Sunden B., Wang Q.W. Optimization of compact heat exchangers by a genetic algorithm // Applied Thermal Engineering. – 2008. – № 28. – P. 895–906.
  9. Власов В.Г. Конспект лекций по высшей математике. – М.: Айрис, 1996. –  287 с.
Ключевые слова на русском языке: 
процесс теплопередачи, поток теплоносителей, прямоток, противоток, многопоточный теплообменник, тепловые потери, структура потока
Ключевые слова на английском языке: 
heat transfer, heat carrier flow, direct-flow, counter-flow, multi-current heat exchanger, heat loss, flow structure
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2017.3.070-075
Количество скачиваний: 
16