![Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики](/images/mag-ntv.png)
Брызгунов П.А., Рогалев А.Н., Киндра В.О. и др.
Компьютерное моделирование тепломассообменных процессов при конденсации водяных паров из продуктов сгорания природного газа на поверхности гладких цилиндрических труб
Компьютерное моделирование тепломассообменных процессов при конденсации водяных паров из продуктов сгорания природного газа на поверхности гладких цилиндрических труб
![Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики](/images/mag-ntv.png)
Аннотация:
Введение. Представлены результаты численного моделирования тепломассообменных процессов при конденсации водяных паров из продуктов сгорания на пучках гладких горизонтальных цилиндрических труб. Разработана инженерная математическая модель конденсации водяных паров из газопаровой смеси с высоким содержанием неконденсирующихся газов на основе экспериментальных данных. Метод. Предложенная математическая модель включает в себя совместно решаемые уравнения сохранения тепловой энергии, импульса и массы, при этом уравнение сохранения массы учитывает транспорт примесей за счет конвекции, молекулярной и турбулентной диффузии. Смена фаз учитывается в источниковых членах уравнения сохранения массы, предусматривается конденсация в объеме при прохождении смеси через точку росы и локальная поверхностная конденсация на охлаждающих трубках. Для описания конденсации в объеме используется модель «возврата к температуре насыщения», а для поверхностной конденсации разработана алгебраическая эмпирическая модель на основе анализа экспериментальных данных. Преимуществом выбранного подхода является отсутствие необходимости расчета гидродинамики капель и пленок конденсата как отдельной сплошной среды ввиду учета влияния данных факторов на тепломассообмен в экспериментальных коэффициентах, что значительно снижает вычислительную трудоемкость задачи и позволяет проводить инженерные расчеты в сопряженной постановке. Структура разработанной математической модели обеспечивает простую интеграцию с распространенными коммерческими и свободно распространяемыми CFD-кодами. Основные результаты. По экспериментальным данным определен коэффициент разработанной эмпирической модели конденсации. Показано, что при настройке коэффициента по одной базовой точке модель обеспечивает совпадение с экспериментальными данными по другим режимам с отклонением, не превышающим неопределенность эксперимента. С использованием верифицированной модели проведено моделирование участка конденсационного теплоутилизатора для выхлопных газов газотурбинной установки с шахматным пучком гладких труб в сопряженной постановке. Определено численное значение повышения воспринимаемого охлаждающей жидкостью теплового потока за счет утилизации скрытой теплоты конденсации. Обсуждение. Полученные данные моделирования и разработанная модель конденсации водяных паров из продуктов сгорания природного газа могут быть использованы при расчетах и проектировании конденсационных теплоутилизаторов, а также конденсационных водогрейных котлов.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Евстропьев С.К., Волынкин В.М., Булыга Д.В., Островский В.А., Макаров К.Н. и др.
Органо-неорганические светопоглощающие композиты для ближней инфракрасной области спектра - Шулепова А.В., Шулепов В.А., Стригалев В.Е.
Исследование пироэлектрического эффекта и создание модифицированной конструкции фазового модулятора на основе ниобата лития - Опарин Е.Н., Лаппо-Данилевская А.К., Черных А.В., Цыпкин А.Н.Изменение контраста изображения объекта наблюдения при однопиксельной и матричной визуализации через рассеивающую среду
- Нгуен Х.Т., Власов С.М., Пыркин А.А., Калинин К.Ю., Нгуен М.Х., Нгуен В.В., Буй В.Х.
Синтез адаптивного наблюдателя для нелинейных нестационарных систем - Антипина Е.В., Мустафина С.А., Антипин А.Ф.
Автоматизация поиска оптимальных значений параметров процесса олигомеризации этилена - Осадченко А.В., Амброзевич С.А., Захарчук И.А., Ващенко А.А., Дайбаге Д.С., Рыжов А.В. и др.
Электролюминесценция новых координационных соединений ионов европия с β-дикетонами, уксусной и масляной кислотами - Казиева Н.М., Кухарев Г.А., Мауленов К.С.
Метод формирования мультимедийных файлов для задач лицевой биометрии и ее приложений - Кулин Н.И., Муравьев С.Б.
Продвинутые методы внедрения знаний в больших языковых моделях - Сидоренко Д.А., Шалыто А.А.
Предсказание связей «ген-болезнь» с помощью гетерогенной графовой нейронной сети - Садин Д.В.
Компьютерное моделирование взаимодействия ударной волны со стенкой, экранированной неоднородным слоем газовзвеси - Деева И.Ю., Шахкян К.А., Каминский Ю.К.
Моделирование многомерных данных с помощью композитных байесовских сетей - Заричняк Ю.П., Ходунков В.П.
Метод получения двухкомпонентных композиционных материалов с заданной теплопроводностью - Сухотерин М.В., Сосновская А.А.
Потеря устойчивости защемленной по контуру прямоугольной нанопластины - Мифтахов Э.Н., Кашникова А.П., Иванов Д.В.
Использование генетических алгоритмов для решения задачи поиска оптимального состава реакционной смеси - Булат П.В., Вокин Л.О., Волков К.Н. и др.
Конфигурируемые модели горения в камере сгорания микротурбинного двигателя с возможностью подключения различных физико-химических процессов - Сухов В.Д., Короткевич Г.В., Сергушичев А.А.
Многоуровневое расщепление в методе Монте-Карло для оценки вероятностей редких событий в пермутационных тестах - Теплякова А.Р., Шершнев Р.В., Старков С.О.
Метод сегментации мышечной ткани на снимках компьютерной томографии на базе предобработанных трехканальных изображений - Давыдов С.Ю., Лебедев А.А.
Модель адсорбции на эпитаксиальном графене: аналитические результаты