3777

2.ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООТДАЧИ

ВПОВЕРХНОСТНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ

АППАРАТАХ

Здесь рассматривается интенсификация теплопередачи при использовании оребрения с лунками. Приведѐн подробный пример численного моделирования в программном комплексе ANSYS CFX методом конечных элементов [5, 6].

2.1.Описание модели

Вкачестве исследуемых образцов были выбраны 3 типа медных пластин, с нанесенными различным образом лунками, габаритными размерами 90 х 70 х 1 мм. В пластинах проделаны отверстия для 3-х трубок, расположенных в шахматном порядке. В каждом эксперименте, рассматривался "канал", состоящий из трех пластин одного типа, расположенных вертикально друг под другом на расстоянии 4 мм, обдуваемый с одной стороны потоком воздуха постоянной скорости. Моделирование воздушного пространства вокруг пластин производилось параллелепипедом, размерами 130 х 70 х 14 мм. Для возможности сравнения и последующей оценки эффективности лунок использовались "эталонные" пластины без лунок.

Внешний вид и геометрия исследуемых пластин представлена на рисунках 2.1-2.12.

Для всех моделей шахматное расположение и шаг лунок (s = 16 мм) не менялись.

2.2.Построение сетки конечных элементов

Построение сетки конечных элементов является важным этапом решения задачи, поскольку от качества построения зависит сходимость решения и точность полученных результатов. Согласно рекомендациям при моделировании процессов теплообмена и гидродинамики, сетка сгущена в зоне приграничного слоя и составляет порядка 15-20 сеточных сло-

20

21

Рис. 2.1. Внешний вид эталонной модели

24

Рис. 2.4. Внешний вид модели с лунками-углублениями (h/d = 1/8)

25

Рис. 2.5. Геометрия модели с лунками-углублениями (h/d = 1/8) (вид сверху)

26

Рис. 2.6. Геометрия модели с лунками-углублениями (h/d = 1/8) (вид сбоку)

27

Рис. 2.7. Внешний вид модели со сферическими лунками (h/d = 1/2)

28

Рис. 2.8. Геометрия модели со сферическими лунками (h/d = 1/2) (вид сверху)

29

Рис. 2.9. Геометрия модели со сферическими лунками (h/d = 1/2) (вид сбоку)