Представлено розробку кожухотрубного теплообмінного аппарата нової конструкції для систем підтримання мікроклімату у пташника. Проведено чисельне моделювання процесів тепломасообміну в теплообміннику використовуючи сучасний програмний продукт ANSYS Fluent. Отримано розподіл швидкостей, тисків і температур в каналах теплообмінника.Дана стаття є продовженням вдосконалення систем підтримання мікроклімату у пташниках і ціллю є розробка та чисельне моделювання кожухотрубного теплообмінника нової конструкції, як елемента системи вентиляції. При розробці нових типів конструкцій теплообмінних апаратів важливу роль відіграють такі фактори, як їх масогабаритні характеристики, ефективність теплопереносу через поверхню, що розділяє теплоносії, втрати тиску в трактах для кожного з теплоносіїв та інші параметри, які характеризують теплообмінний апарат. Розглянуто кожухотрубний теплообмінник із кожухом прямокутного перерізу при поперечному обтіканні пучків труб. Геометрія розташування труб з діаметром d = 10 мм є своєрідною, що відрізняється від традиційних шахових, коридорних та компактних пучків. Сусідні труби в таких тісних пучках зміщені одна відносно другої на відстань 1 мм. Причому розглянуто три типи конструкції пучка, в яких є зміщення труб у поперечному напрямку по всій довжині трубного пучка на 10, 12 і 15 мм. Так як застосоване зміщення цілого ряда на різну відстань, кількість рядів трубок змінюється. Кількість трубок в одному ряду, діаметром 10 мм, міститься 102 шт, що складаються із 2 колекторів. Висота труб 1 м. При чисельному розрахунку задач гідродинаміки і тепломасопереносу використовується метод кінцевих елементів. Побудова сітки проводилося в сіткогенераторі ANSYS Meshing на базі платформи Workbench. При побудові сітки для теплообмінного апарата усіх конструкцій використано локальне управління сіткою. Якість сітки Orthogonal Quality для усіх типів теплообмінників змінювалась і знаходиться в межах від 0,599 до 0,625. Проведено комп'ютерне математичне моделювання процесів тепло- і масопереносу в пучках труб різної геометрії при компактному розміщенні труб з використанням програмного комплексу ANSYS Fluent. В основі математичної моделі лежать рівняння Нав'є-Стокса, рівняння збереження енергії для конвективних течій та рівняння нерозривності. У розрахунках застосовано стандартну <$E k~-~epsilon> модель турбулентності. Одержано поля швидкостей, температур, тисків у досліджуваних каналах. Проаналізовано умови гідродинамічної течії в каналах та проведено оцінки інтенсивності теплопереносу між гарячим та холодним теплоносієм через стінку, що їх розділяє. Визначено наефективніші поверхні теплообміну та показано перспективність застосування пропонованих конструкцій пучків труб при конструюванні теплообмінників різного призначення.

  Повний текст PDF - 2.807 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"