Конденсаторный испаритель (2P-MA)

Теплообменник для систем с жидкостями, восприимчивыми к фазовому переходу

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Жидкие Сетевые интерфейсы / Теплообменники

Описание

Блок Condenser Evaporator (2P-MA) моделирует теплообменник с рабочей жидкостью, восприимчивой к фазовому переходу. Жидкость, от двухфазной жидкой области, улучшает теплопередачу путем хранения и выделения тепла и в его разумных и в скрытых формах. На практике это часто - хладагент, такой как R-134a с большим теплом испарения, чтобы лучше поглотить тепло, и с температурой кипения около желаемой рабочей точки. Газообразная смесь от сырой воздушной области является общей целью теплообмена. Двухфазная жидкость запускается между портами A1 и B1 и сырым воздухом между портами A2 и B2.

Теплообменник может быть конденсатором или испарителем. Смоделированный тип зависит от инициированного фазового перехода — конденсация или испарение — который в свою очередь меняется в зависимости от положения в охлаждении или нагревании цикла. В холодильнике, например, конденсатор (c в фигуре) находится мимо компрессора (d), где он охлаждает герметизированный хладагент к жидкости прежде, чем поставить его испарителю (a). Испаритель находится мимо расширителя (b), где он нагревает разгерметизированный хладагент, чтобы испариться прежде, чем возвратить его в компрессор для другого цикла охлаждения.

Двухфазная жидкость может изменить фазу в то время как внутри — от подохлажденной жидкости до смеси жидкого пара к перегретому пару, или от перегретого пара до смеси жидкого пара к подохлажденной жидкости. Переходы создают зоны (a, b, и c в фигуре) с отличными жидкими свойствами и поэтому также коэффициентами теплопередачи. Зоны могут уменьшиться и вырасти, один за счет других, чтобы занять части длины в пределах от 0, если отсутствующий, к 1, если существующий один. Используйте порт Z, чтобы измерить зональные части длины, отформатированные как вектор, во время симуляции.

Сырой воздух остается газовая смесь повсюду. Его влажность, однако, восприимчива к конденсации, обычно как фильм, в то время как обращающийся испаритель обматывает. Пленочный конденсат формируется на самом холодном разделе стены, где влажность сначала достигает насыщения. Конденсация использует водяной пар, создавая градиент влажности, который управляет в большем количестве разновидностей для длительной конденсации. Пленочные дренажи от потока и сырого воздуха, потеряв массу жидкой воде и энергию к скрытой теплоте, выходят из вентилятора и сушилки. Используйте порт W, чтобы измерить уровень конденсации влажности.

Теплопередача происходит через разделяемую стену. Передача частично конвекцией, где жидкость соответствует стене, и частично проводимостью, в толщине стены. Загрязнение может выровнять жидкие контуры, увеличив тепловое сопротивление и уменьшая теплопередачу. Уровень теплопередачи вычисляется с помощью NTU эффективности, или E-NTU, метода — NTU, являющийся количеством (тепла) модули передачи, общая мера теплового размера в теплообменниках. Метод E-NTU получает уровень теплопередачи из эффективности теплообменника и эффективности теплообменника от количества модулей передачи.

Расположения потока, конфигурации, смешивание и пластины

Эффективность теплообменника зависит не только от состояний и свойств жидкостей, но также и на расположении потоков, конфигурациях их каналов, смесительных условий в них и пластин, которые в некоторых теплообменниках служат, чтобы расширить тепловую область контакта.

Расположения потока

Параметр Flow arrangement указывает, как потоки выравниваются. Потоки могут запуститься в том же направлении в противоположных направлениях, или в перпендикулярных направлениях. Эти расположения потока доступны как Parallel flow, Counter flow и опции Cross flow. Все расположения потока являются одной передачей: потоки приняты, чтобы встретиться однажды и запуститься продольно к их соответствующим выходам, не делая характеристику Поворотов на 180 градусов расположений интерпретатора-и-трубы.

Обратите внимание на то, что направления потоков зависят от градиентов давления, установленных во время симуляции между портами. Для точности выберите расположение потока, сопоставимое с ожидаемыми условиями потока в модели.

Конфигурации потока

Параметр Flow geometry указывает на тип канала, который должен нести сырой воздух. Сырой воздух может течь в трубном или трубном пучке вне трубного или трубного пучка (или банк в этом контексте), или через канал незаданной геометрии. Незаданные конфигурации используют типичную параметризацию, одно менее подробное в ее вычислениях, но лучше удовлетворенный для нетрадиционных каналов потока, не в противном случае полученных в блоке. Когда рабочая жидкая, двухфазная жидкость всегда течет в трубном или трубном пучке.

Трубы могут быть круговыми, прямоугольными, или кольцевыми в сечении (i, ii, и iii в фигуре). Круговые трубы параметризованы диаметром (d), прямоугольные трубы шириной и высотой (w и h), и кольцевые трубы внутренними и наружными диаметрами (d I и d O). Трубы могут также принять менее обычные формы, в этом случае модель трубы основана на (второй) типичной параметризации. Используйте параметр Tube cross section, чтобы выбрать форму для труб (активный на сырой воздушной стороне, когда сконфигурировано с потоком в трубах).

Трубные пучки могут быть встроены (i в фигуре), с трубами в одной строке, расположенной позади труб следующей строки, или колебались (ii) с трубами в одной строке, расположенной позади разрывов следующей строки. Встроенные и ступенчатые пакеты характеризуются той же продольной подачей (l L) и поперечной подачей (l T). Продольная подача является расстоянием между соседними строками трубы. Поперечная подача является расстоянием между соседними трубами в строке.

Смешивание

Потоки могут каждый быть смешаны (i в фигуре) или несмешанные (ii). Смешивание в этом контексте является поперечным движением жидкости в каналах, которые не имеют никаких внутренних барьеров, обычно руководства, экраны, пластины или стены. Такое перемещение служит, чтобы выровнять температурные изменения в поперечной плоскости. Смешанные потоки имеют переменную температуру в одном только продольном направлении. Несмешанные потоки имеют переменную температуру и в поперечных и в продольных плоскостях.

Поток в трубных пучках разделен на ответвления и, если пакет не уменьшается до одной трубы, всегда не смешано. Теките вокруг пучков труб, может быть разделен на подобные ответвления — широкими пластинами пластины, сказать — и это также может быть не смешано. Если никакие пластины не используются, или если пластины высовываются незначительно, поток вокруг пучков труб смешан. (Трубные пучки и пучки труб являются оба матрицами трубы. Различие в терминах служит только, чтобы различать внутренний от внешнего потока.)

Различие между смешанными и несмешанными потоками имеет значение только в перекрестных расположениях потока. Там, продольное температурное изменение в одной жидкости производит поперечное температурное изменение во второй жидкости, которую может выровнять смешивание. В параллельных и встречных расположениях потока продольное температурное изменение в одной жидкости производит продольное температурное изменение во второй жидкости. Смешивание, как это имеет мало эффекта здесь, проигнорировано. Используйте параметр Cross flow arrangement, чтобы смешать каждый из потоков, один из потоков или ни один из потоков.

Пластины

Каналы потока могут быть простыми или с плавниками. Пластины расширяют поверхность теплопередачи, увеличивая уровень теплопередачи через него. Они могут высовываться с любой стороны, но сырой воздушный канал, будучи типичным узким местом в теплопередаче, чаще всего показывает их. Повышение теплопередачи из-за пластин зависит от их общей площади поверхности — суммы по всем пластинам в канале потока — и на их эффективности, заданной как отношение фактических к идеальным уровням теплопередачи. Каналы потока просты, если финансовая площадь поверхности задана как 0 и с плавниками в противном случае.

Массовый баланс

Жидкости, будучи сжимаемыми и восприимчивыми к фазовому переходу, могут отличаться по плотности в зависимости от времени. Масса может затем создать (и истощиться) в канале потока. Уровень, на котором это делает, зависит от скоростей потока жидкости через границы канала — порты канала и на сырой воздушной стороне, поверхности, через которую конденсат должен сочиться далеко. Баланс массовых скоростей потока жидкости, и поэтому массовой скорости накопления, отличается между каналами потока и рассматривается отдельно для каждого.

Двухфазная жидкость

Массовые потоки через одни только порты A1 и B1. Массовая скорость накопления:

M˙2P=m˙A1+m˙B1,

где M˙ массовая скорость накопления иm˙ массовая скорость потока жидкости. Индексы обозначают жидкую область (2P для двухфазной жидкости) и доменные порты (A1 и B1). Массовая скорость потока жидкости в порте положительна, когда направлено в канал. Масса в канале является продуктом жидкого объема (V) и средняя плотность в ее границах (ρ):

M2P=ρ2PV2P,

Изменения в плотности, когда они являются внутренними к каналу, отражаются в массовой скорости накопления:

M˙2P=[(ρp)udpdt+(ρu)pdudt+ρLdzLdt+ρMdzMdt+ρVdzVdt]2PV2P,

где:

  • p является давлением.

  • u является определенной внутренней энергией.

  • z является зональной частью длины — длина зоны, разделенной на общую длину двухфазного жидкого канала. Индексы обозначают подохлажденную жидкость (L), смесь жидкого пара (M) и перегретый пар (V).

Первые и вторые сроки получают сжимаемость жидкости. Третьи через пятые сроки получают расположение жидкости к фазовому переходу. Рост фазы проявляет в длине ее зоны и поэтому в пропорции жидкости, обладающей плотностью той фазы. Частные производные относительно давления и определенной внутренней энергии вычисляются как суммы по жидким зонам. Для первой частной производной:

(ρp)u=zL(ρp)u,L+zM(ρp)u,M+zV(ρp)u,V.

Для второй частной производной:

(ρu)p=zL(ρu)p,L+zM(ρu)p,M+zV(ρu)p,V.

Сырой воздух

Масса течет частично через порты A2 и B2. Конденсация влажности является приемником, вычитающим из сырого воздуха часть его исходной массы. Массовая скорость накопления:

M˙MA=m˙A2+m˙B2m˙Cond,

Индексы обозначают жидкую область (MA для сырого воздуха), доменные порты (A2 и B2), и тип фазового перехода (Cond для конденсации влажности). Изменения в плотности из-за сжимаемости жидкости являются внутренними к каналу и отражаются в массовой скорости накопления.

Массовое сохранение расширяет к разновидностям в потоке, давая для влажности и газа трассировки каждому массовое выражение баланса. Влажность передает транзитом с потоком в портах и с конденсацией и в объемном потоке и в стене. Накопление влажности отражается в его массовой части в жидком объеме и в общей массе того объема:

x˙wMMA+xwM˙MA=m˙w, A2+m˙g, B2m˙Cond,

где x обозначает массовую часть, и нижний w обозначает водяной пар. Массовая часть влажности является также удельной влажностью потока. Газ трассировки не уплотняет и так ограничивается, чтобы течь через порты:

x˙gMMA+xgM˙MA=m˙g, A2+m˙g, B2,

где нижний g обозначает газ трассировки.

Баланс импульса

Перепад давления через канал управляет потоком между своими портами. Вязкое трение сопротивляется потоку, и быстро это достигает уровня спокойного течения, данного балансом противостоящих сил. Сила или импульс, баланс рассматривается отдельно для каждой половины объема.

Данные показывают половину объемов трубного пучка параллельно (слева) и перекрестных расположений потока (справа). Круги указывают на узлы, в которых заданы жидкие состояния и свойства. A и B являются узлами порта, и I является внутренним узлом. Нижний 1 соответствует двухфазному потоку (называемый стороной 1 в блоке) и нижний 2 к сырому воздушному потоку (сторона 2 в блоке).

Вязкое трение

Падение давления из-за вязкого трения зависит от геометрии потока в канале потока. Двухфазная жидкость ограничивается, чтобы течь в трубах, но сырой воздух может быть сконфигурирован в других конфигурациях потока — в трубах через пучки труб, или через каналы с типичной параметризацией. Для потока в трубах вязкое вычисление трения зависит также от режима потока — пластинчатый, переходный, или бурный.

В трубах

В турбулентных течениях вязкая потеря трения пропорциональна квадрату массовой скорости потока жидкости. Пропорциональность выражается с точки зрения фактора трения Дарси. Для половины объема самый близкий порт A:

pApI=fDm˙A|m˙A|2ρDHACs 2(L+LДобавление2)

где f D является фактором трения Дарси, L является длиной трубы, CS A является площадью поперечного сечения трубы, и D H является трубой гидравлический диаметр. L Добавляет, сумма локальных сопротивлений, выраженных как длина. Гидравлический диаметр является эффективным диаметром, сопоставленным с сечениями и проспект и в противном случае, определенный от площади поперечного сечения трубы:

DH=4ACs P,

где P является периметром сечения. Для половины объема самый близкий порт B:

pBpI=fDm˙B|m˙B|2ρDHACs 2(L+LДобавление2).

Корреляция Haaland дает для фактора трения Дарси в порте A:

fDA ={1.8журнал10[6.9РеA+(ϵR3.7DH)1.11]}-2,

где ε R является характеристической высотой микроскопических выступов, которые выравнивают канал потока. Параметры блоков Tube internal absolute roughness задают эту высоту. Аналогично в порте B:

fD, B={1.8журнал10[6.9РеB+(ϵR3.7DH)1.11]}-2.

В ламинарных течениях вязкая потеря трения прямо пропорциональна к массовой скорости потока жидкости. Пропорциональность выражается с точки зрения форм-фактора, эмпирическая константа раньше определяла количество эффекта формы трубы на потере трения. Для объема управления самый близкий порт A:

pApI=λμm˙A2ρDH2A(L+LДобавление2),

где ƛ является форм-фактором, заданным в параметрах блоков Shape factor for laminar flow viscous friction. Для половины объема самый близкий порт B:

pBpI=λμm˙B2ρDH2A(L+LДобавление2).

Поток является бурным, когда число Рейнольдса превышает параметры блоков Turbulent flow lower Reynolds number limit. Это является пластинчатым, когда число Рейнольдса ниже параметров блоков Laminar flow upper Reynolds number limit. Промежуточный, поток является переходным. Переключатель между режимами потока сглажен с числовым смешиванием, примененным, чтобы удалить разрывы, которые, как известно, вызвали проблемы симуляции.

Через пучки труб

Вязкая потеря трения вычисляется от Хагенского номера. Вычисление применяется к ламинарным и турбулентным течениям одинаково. В половине объема самый близкий A:

pApI=12μ2NRρD2Hg(Ре),

где μ является динамической вязкостью, N R является количеством строк трубы в пучке труб, и Hg является Хагенским номером. Хагенский номер является функцией числа Рейнольдса, и это зависит от пучка труб geometry1. В половине объема самый близкий порт B:

pBpI=12μ2NRρD2Hg(Ре).

В каналах с типичной параметризацией

Вязкая потеря трения основана на коэффициенте падения давления, эмпирическая мера перепада давления должна была выдержать массовую скорость потока жидкости. Вычисление применяется к ламинарным и турбулентным течениям одинаково. В половине объема самый близкий порт A:

pApI=12ξm˙A|m˙A|2ρACs 2,

где ξ является коэффициентом падения давления. В половине объема самый близкий порт B:

pBpI=12ξm˙B|m˙B|2ρACs 2,

Энергетический баланс

Энергия может создать и истощиться внутри. Энергетическая скорость накопления зависит от энергетических скоростей потока жидкости через границы канала. Энергия течет, в основном, адвекцией в портах и тепловой конвекцией в стене. Тепловая проводимость в жидкости играет роль в портах, но там адвекция доминирует, пока поток не замедляется близко к остановке. Проводимость чаще всего незначительна. В сыром воздухе, конденсированных дренажах и так лишает поток энтальпии, в действительности действуя как энергетический приемник — отклонение от двухфазной жидкости, в который конденсат (того, что часто является хладагентом) остается с потоком.

Двухфазная жидкость

Энергия течет частично адвекцией и проводимостью через порты A1 и B1 и частично конвекцией в стене. Энергетическая скорость накопления:

E˙2P=ϕA1+ϕB1Q,

где E˙ энергетическая скорость накопления, $\\, phi$ является энергетической скоростью потока жидкости, и Q является уровнем теплопередачи. Адвекция и проводимость оба фактора в энергетические скорости потока жидкости в портах. Уровень теплопередачи положителен, когда направлено от двухфазной жидкости до сырого воздуха. Тепло, потерянное от двухфазной жидкости, является теплом, полученным в сыром воздухе. Энергетическое накопление отражается частично в изменениях определенной внутренней энергии и частично в изменениях жидкой массы:

E˙2P=M2Pu˙2P+u2PM˙2P,

где u является определенной внутренней энергией.

Сырой воздух

Энергия течет частично адвекцией и проводимостью через порты A2 и B2 и частично конвекцией в стене. Конденсация влажности является приемником, вычитающим из сырого воздуха фрагмент его исходного содержимого энтальпии. Энергетическая скорость накопления:

E˙MA=ϕA2+ϕB2+QϕCond,

где Q является уровнем теплопередачи, вычтенным из двухфазного жидкого канала и энергетической скорости потока жидкости, Cond ϕ то, что из-за конденсации влажности. Энергетическая скорость накопления отражается в изменениях определенной внутренней энергии и общей массы в канале потока:

E˙MA=MMAu˙MA+uMAM˙MA.

Уровень теплопередачи

Теплопередача чувствительна к фазе и рассматривается кусочной жидкой зоной. Жидкость, смесь и зоны пара являются логическими в двухфазной жидкости, но сырой воздух, который течет как пар только, не допускает такого различия. Чтобы выполнить вычисления теплопередачи затем, зональные контуры искусственно зеркально отражаются на сырой воздушной стороне, и двухфазным жидким зонам каждый дают соответствующую сырую воздушную зону. Зоны в паре равны в длине и упомянуты под названием фаза на двухфазной жидкой стороне.

Теплопередача происходит только между каждой зональной парой. Общий уровень теплопередачи между жидкостями является суммой по жидкости, смеси и зонам пара:

Q=QZ=QL+QM+QV,

где нижний Z обозначает (двухфазная жидкость) зону: жидкость (L), смесь (M) или пар (V). Вычисления теплопередачи ниже применяются отдельно к каждой зоне, но для краткости пропущен индекс.

Зональные свойства и состояния

За исключением плотности в зоне смеси, двухфазные жидкие свойства являются зональными средними значениями. Сырые воздушные свойства являются средними значениями канала — или средними значениями по объединенной длине зон. Плотность в зоне смеси моделируется как функция качества пара:

ρM=1xx\inx\inx1ν(x)dx,

где x является качеством пара, и ν является определенным объемом. Индексы обозначают вход (преобразуйте в нижний индекс In), и выход (Out) зоны смеси. Интеграл дает для плотности:

ρM=1νν\inln(νν\in).

Жидкие состояния отличаются по своей обработке с жидким типом и расположением потока. Для двухфазной жидкости (сторона 1 в фигуре) и для сырого воздуха (сторона 2) в параллельном или встречном расположении потока, зоны выравниваются продольно относительно потока. Массовая скорость потока жидкости (m˙) то же самое для всех зон. Зональная температура входа (T В) отличается между зонами с выходной температурой одного предоставления входной температуры следующего.

Для сырого воздуха в перекрестном расположении потока зоны выравниваются крестообразно относительно потока. Массовая скорость потока жидкости отличается между зонами и является частью общей массовой скорости потока жидкости. Та часть равна зональной части длины. Зональная температура входа является тем же самым для всех зон.

Передача сухого тепла

Уровень теплопередачи в зоне следует из метода NTU эффективности. Тот метод дает фактический уровень теплопередачи как часть его максимального теоретического значения. Часть является эффективностью теплообменника, ε:

ϵ=QЗаконQMax ,

Индексы Act и Max обозначают фактические и максимальные значения в жидкой зоне. Максимальный уровень теплопередачи происходит, когда изменение температуры в потоке, наименее способном к поглощению тепла, является самостоятельно максимумом. С точки зрения того перепада температур:

QMax =CMin(TВ, 2PTВ, MA),

где C является уровнем теплоемкости, и T является температурой — здесь во входах (индекс В) двухфазной жидкости (2P) и сырой воздух (MA) зоны. Уровень теплоемкости измеряет простоту, с которой поток может поглотить тепло от своей среды. Поток с наименьшими пределами коэффициента производительности, и поэтому устанавливает, максимальный уровень теплопередачи, возможный между жидкостями. Нижний Min указывает, что уровень теплоемкости является самым маленьким из двух:

CMin=min{C2P,CMA},

Уровни теплоемкости каждый заданы с точки зрения соответствующих жидких свойств для зоны, рассмотренной как:

C=m˙*cP,

где c P является удельной теплоемкостью и m˙* массовая скорость потока жидкости. переопределенный, для вычислений теплопередачи, чтобы быть численно сглаженным и всегда положительным:

m˙*=m˙2+m˙Th 2,

Квадратный корень гарантирует, что сглаживавшая переменная не понижается ниже нуля; m˙Th — пороговая скорость потока жидкости массы очень около нуля — гарантирует это m˙* не достигает истинного нуля. Насыщение массовой скорости потока жидкости в небольшом пороге мешает уровню теплопередачи становиться неопределенным в мантиссе или инвертировать потоки.

Эффективность и максимальный уровень теплопередачи дают для фактического уровня теплопередачи в зоне:

Q=ϵCMin(TВ, 2PTВ, MA).

Эффективность теплообменника

В методе NTU эффективности блока эффективность является функцией уровня теплоемкости, C R, и количества модулей передачи, NTU:

ϵ=f(CR,NTU).

Полное отношение является частью:

CR=CMinCMax .

Нижний Max указывает, что уровень теплоемкости является самым большим из числа жидкостей:

CMax =max {C2P,CMA}.

Количество модулей передачи:

NTU=zCMinR.

R является полным тепловым сопротивлением между потоками, принятыми объединенная длина жидких зон. Отношение R/z является фрагментом того сопротивления, с которым сталкиваются в одной зоне — область вычислений теплопередачи, рассмотренных здесь.

Полное тепловое сопротивление R является суммой отдельных сопротивлений между потоками. Те сопротивления происходят из-за конвекции на влажных поверхностях стены, проводимости в слоях загрязнения, которые в зависимости от времени собираются на тех поверхностях и проводимости в толщине стены. Конвективные и загрязняющиеся сопротивления характерны для каждого из каналов потока. Сумма дает:

R=1U2PATh, 2P+F2PATh, 2P+RW+FMAATh, MA+1UMAATh, MA,

где U является конвективным коэффициентом теплопередачи, F является загрязняющимся фактором и A, Th является площадью поверхности теплопередачи, каждым для потока, обозначенного в индексе. R W является тепловым сопротивлением стены. Коэффициенты теплопередачи выводят от эмпирических корреляций между Рейнольдсом, Nusselt и числами Прандтля.

Площадь поверхности теплопередачи увеличивается с использованием пластин. Увеличение определяется частично тепловой эффективностью пластин — безразмерный номер, обычно меньший, чем 1, задал как отношение фактических к идеальным уровням теплопередачи. Площадь поверхности теплопередачи является суммой первичной площади поверхности, или что не покрытый пластинами и эффективной площадью поверхности пластин:

ATh =AW+ηFAF.

A W является первичной площадью поверхности теплопередачи. A F и η F являются финансовой площадью поверхности и финансовой эффективностью. Эффективная площадь поверхности теплопередачи является продуктом двух.

Кривые эффективности

Эффективность отличается по своему вычислению с расположением потока (параллельный поток, встречный поток или перекрестный поток) и со смешиванием условия (оба несмешанные потока, оба потока, смешанные или один смешанный поток). Вычисление основано на стандартных выражениях от литературы:

  • Параллельный поток:

    ϵ=1exp[NTU(1+CR)]1+CR

  • Встречный поток:

    ϵ=1exp[NTU(1CR)]1CRexp[NTU(1CR)]

  • Перекрестный поток с потоками каждый несмешанный:

    ϵ=1exp{NTU0.22CR[exp(CRNTU0.78)1]}

  • Перекрестный поток с потоками каждый смешанный:

    ϵ=[11exp(NTU)+CR1exp(CRNTU)1NTU]1

  • Перекрестный поток с только потоком самого большого смешанного коэффициента производительности:

    ϵ=[11exp(NTU)+CR1exp(CRNTU)1NTU]1

  • Перекрестный поток с только потоком самого низкого смешанного коэффициента производительности:

    ϵ=1exp{1CR[1exp(CRNTU)]}

Во время фазового перехода отношение теплоемкости опускается до нуля, и коллапс выражений эффективности к той же ограничивающей форме:

ϵ=1exp(NTU).

Фигура строит кривые эффективности (E) против количества модулей передачи (NTU). Кривые могут отличаться резко между расположениями потока с различием, становящимся более явными, когда отношение теплоемкости приближается к 1. Из расположений потока встречный поток (ii в фигуре) является самым эффективным, сопровождается перекрестным потоком (iii.aiii.d), и затем параллельным потоком (i).

Смесительное условие оказывает влияние с несмешанными потоками (iii.a), являющийся самыми эффективными и смешанными потоками (iii.b), являющийся наименьшим. Смешивание только потока с самым маленьким коэффициентом производительности (iii.c) имеет тенденцию понижать эффективность больше, чем смешивание только потока с самым большим коэффициентом производительности (iii.d). Изогнитесь iv является ограничивающей формой, сопоставленной с отношением теплоемкости 0.

Обратите внимание на то, что конденсаторы и испарители, в которых фазовый переход обычно происходит, и для которого отношение теплоемкости поэтому часто близко к нулю, имеют в течение большой части времени кривую КПД, изображенную в iv. Расположение потока и смешивание условия имеют мало эффекта во время фазового перехода.

Коэффициенты теплопередачи

Коэффициент теплопередачи в зоне меняется в зависимости от среднего номера Nusselt в той зоне:

U=\nukDH,

где Ню является цифрами Nusselt, и k является теплопроводностью. В двухфазной жидкости они каждый меняется в зависимости от фазы, и так получен отдельно для каждой зоны. В сыром воздухе, который всегда остается, смесь пара, тот же номер Nusselt и теплопроводность применяются ко всем зонам.

Номер Nusselt выводит от эмпирических корреляций между Рейнольдсом, Nusselt и числами Прандтля. Различные корреляции применяются в зависимости от режима потока в действительности (пластинчатый или бурный) и на геометрии потока канала (в трубах вне труб, или через каналы с типичной параметризацией). Вспоминание, что двухфазная жидкость всегда запускает внутренние трубы:

  • В трубах: В бурном сыром воздушном потоке, и в бурном двухфазном потоке в жидкости и зонах пара, номер Nusselt основан на корреляции Гниелинского. Поток является бурным, когда числа Рейнольдса превышают параметр Turbulent flow lower Reynolds number limit, заданный в блоке. Номер Nusselt затем:

    \nu=f8(Ре1000)PR1+12.7f8(PR2/31),

    где Ре является числом Рейнольдса, Ню является номером Nusselt, и Ре является числом Рейнольдса, каждый среднее значение для зоны, рассмотренной в вычислении. Фактором трения Дарси, f, является то же самое, используемое в расчетах давления.

    В зоне смеси жидкого пара бурного двухфазного потока номер Nusselt базируется вместо этого на корреляции Каваллини-Цеккина. Корреляция усреднена по изменению в качестве пара через зону:

    \nu=1xx\inx\inx0.05(1x+xρ\slρSV )0.8Ре\sl0.8PR\sl0.33dx

    Или:

    \nu=0.05Ре\sl0.8PR\sl0.33{[(ρ\slρSV 1)x+1]1.8[(ρ\slρSV 1)x\in+1]1.8}1.8(ρ\slρSV 1)(xx\in)

    где x является качеством пара во входе рассмотренной зоны (преобразуйте в нижний индекс In), или при выходе (преобразовывают в нижний индекс Out). Индексы SL и SV указывают на количества, измеренные во влажном жидком и влажном паре, соответственно.

    В ламинарном течении, для обеих жидкостей и для всех зон, номер Nusselt - то, который задал в параметрах блоков Nusselt number for laminar flow heat transfer для каждой жидкости. Поток является пластинчатым, когда число Рейнольдса ниже параметра Turbulent flow lower Reynolds number limit, заданного в блоке.

    Выше параметра Laminar flow upper Reynolds number limit и ниже параметра Turbulent flow lower Reynolds number limit, поток является переходным. Переключатель между ламинарными и турбулентными течениями не является внезапным, но сглаженным. Сглаживание следует из числового смешивания чисел Рейнольдса и гарантирует, что проблемы симуляции не возникают из-за разрывов.

  • Через пучки труб: Как перепад давления для этой геометрии потока, номер Nusselt вычисляется от Хагенского номера. Вычисление зависит от выравнивания труб в банке — Inline или Staggered — и на пропорции между интервалом трубы и диаметром трубы:

    \nu={0.404Lq1/3(Ре+1Ре+1000)0.1,Inline0.404Lq1/3,Staggered,

    где (5):

    Lq={1.18Pr(4lT/πDlL)Hg(Ре),Inline0.92Pr(4lT/πDlD)Hg(Ре),Staggered with lLD0.92Pr(4lTlL/πD2lLlD)Hg(Ре),Staggered with lLD,

    D является диаметром трубы, и l является интервалом трубы — продольный (преобразуйте в нижний индекс L), поперечный (преобразовывают в нижний индекс T), или диагональ (преобразовывают в нижний индекс D). Диагональный интервал трубы является функцией продольного интервала и поперечного интервала:

    lD=(lT2)2+lL2.

  • В каналах с типичной параметризацией потока: номер Nusselt следует из уравнения Colburn. Уравнение применяется к ламинарным и турбулентным течениям одинаково, и оно коррелирует Рейнольдса, Nusselt и числа Прандтля строго с точки зрения эмпирических факторов, a, b и c. Факторы могут быть настроены от экспериментальных данных, допуская большую точность даже там, где параметризация трубы достаточна. От уравнения Colburn:

    \nu=aРеbPRc,

Порты

Вывод

развернуть все

Вектор с мгновенными значениями зональной длины фракционируется для подохлажденной жидкой, двухфазной смеси и перегретого пара в двухфазном жидком канале.

Мгновенное значение водного уровня конденсации в сыром воздушном потоке. Конденсат принят, чтобы кончаться, когда он формируется.

Сохранение

развернуть все

Открытие для сырого воздуха, чтобы войти и выйти из его стороны теплообменника.

Открытие для сырого воздуха, чтобы войти и выйти из его стороны теплообменника.

Открытие для двухфазной жидкости, чтобы войти и выйти из ее стороны теплообменника.

Открытие для двухфазной жидкости, чтобы войти и выйти из ее стороны теплообменника.

Параметры

развернуть все

Общая вкладка

Способ, которым потоки выравниваются в теплообменнике. Потоки могут запуститься в том же направлении, встречных направлениях или перпендикулярных направлениях друг относительно друга.

Смешивание условия в каждом из каналов потока. Смешивание в этом контексте является поперечным движением жидкости, в то время как это продолжает вдоль своего канала потока к выходу. Потоки остаются отдельными друг от друга. Несмешанные потоки распространены в каналах с пластинами, экранами или пластинами. Эта установка отражается в эффективности теплообменника с несмешанными потоками, являющимися самыми эффективными и смешанными потоками, являющимися меньше всего.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow arrangement Cross flow.

Сопротивление стены к тепловому потоку тепловой проводимостью. Стенное сопротивление добавляет к конвективным и загрязняющимся сопротивлениям, чтобы определить полный коэффициент теплопередачи между потоками.

Область, нормальная к направлению потока в порте A1.

Область, нормальная к направлению потока в порте B1.

Область, нормальная к направлению потока в порте A2.

Область, нормальная к направлению потока в порте B2.

Двухфазная жидкая 1 вкладка

Перекрестная частная форма трубы. Круговые трубы наиболее распространены, но прямоугольные и кольцевые трубы являются стандартными в некоторых приложениях. Для труб все еще других форм типичная параметризация доступна. Если канал включает трубный пучок, сечение является сечением всего одной трубы.

Внутренний диаметр сечения трубы. Если канал является трубным пучком, диаметр является диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, диаметр является постоянным повсюду. Факторы диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Circular.

Внутренняя ширина сечения трубы. Если канал является трубным пучком, ширина является шириной всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, ширина является постоянной повсюду. Ширина и высота, вместе факторная в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Rectangular.

Внутренняя высота сечения трубы. Если канал является трубным пучком, высота является высотой всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, высота является постоянной повсюду. Ширина и высота, вместе факторная в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Rectangular.

Меньший диаметр кольцевого сечения трубы. Теплопередача происходит только через внутреннюю поверхность кольца. Если канал является трубным пучком, внутренний диаметр является диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, внутренний диаметр является постоянным повсюду. Внутренние факторы диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Annular.

Больший диаметр кольцевого сечения трубы. Если канал является трубным пучком, наружный диаметр является наружным диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, наружный диаметр является постоянным повсюду. Факторы наружного диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Annular.

Внутренняя область, нормальная к направлению потока в одной трубе. Общей площадью канала является сумма по трубам, которые включают его когда трубный пучок. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, область является постоянной повсюду. Область включает вычисление падения давления.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic.

Периметр сечения трубы для вычислений падения давления. Если труба находится в пакете, периметр является периметром одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, периметр является постоянным повсюду.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Периметр сечения трубы для вычислений теплопередачи. Если труба находится в пакете, периметр является периметром одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, периметр является постоянным повсюду.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic.

Расстояние, пересеченное между портами трубы. Это расстояние не является обычно самым коротким между портами. Если труба находится в пакете, длина является длиной одной трубы. Трубы идентичны друг другу и так длина, каждого - длина всех.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow inside tubes.

Количество труб, через которые можно передать поток между портами. Чем больше количество, тем больше длина, подвергнутая вязкому трению, но большему площадь поверхности, доступная для теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow inside tubes.

Совокупное незначительное падение давления, выраженное как длина. Эта длина состоит в том что, который все локальные сопротивления, такие как колена, Тис, и объединения, добавили бы в путь к потоку, если бы в их месте было простое стенное расширение. Чем больше эквивалентная длина, тем более крутой незначительное падение давления из-за локальных сопротивлений.

Средняя высота поверхностных выступов, из которых возникает стенное трение. Более высокие выступы означают более грубую стену для большего количества трения и так более крутое падение давления. Поверхностная шероховатость показывает в корреляции Haaland, от которой фактор трения Дарси выводит и от которого зависит вычисление падения давления.

Запустите перехода между пластинчатыми и бурными зонами. Выше этого номера хватаются инерционные силы, и поток прогрессивно становится бурным. Значение по умолчанию является характеристическим для круговых каналов и труб со сглаженными поверхностями.

Конец перехода между пластинчатыми и бурными зонами. Ниже этого номера хватаются вязкие силы, и поток прогрессивно становится пластинчатым. Значение по умолчанию является характеристическим для круговых каналов и труб со сглаженными поверхностями.

Мера теплового сопротивления из-за загрязнения вносит, которые в зависимости от времени имеют тенденцию основываться на представленных поверхностях стены. Депозиты, когда они налагают между жидкостью и обносят стеной новый твердый слой, через который должно пересечь тепло, добавляют в путь к теплопередаче дополнительное тепловое сопротивление. Загрязняющиеся депозиты медленно растут, и сопротивление из-за них соответственно принято постоянное во время симуляции.

Постоянное значение принято для номера Nusselt в ламинарном течении. Номер Nusselt включает вычисление коэффициента теплопередачи между жидкостью и стеной, от которой зависит уровень теплопередачи. Типичные значения включают 3.66 для труб с круговыми сечениями, 2.98 для тех с квадратными сечениями и 3.99 для тех с прямоугольными сечениями с соотношением сторон 2:1. (4)

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic.

Вторичная площадь поверхности теплопередачи обеспечивается пластинами. Его продукт с финансовой эффективностью дает эффективную площадь поверхности теплопередачи, обеспеченную пластинами. Общая площадь поверхности теплопередачи является суммой эффективной финансовой площади поверхности с первичной площадью поверхности — что не покрытый пластинами — вычисленный от геометрии канала.

Отношение фактического уровня теплопередачи к теоретическому максимуму, предсказанному для пластины, сохраненной однородно при ее основной температуре. Продукт финансовой эффективности с финансовой площадью поверхности дает эффективную площадь поверхности теплопередачи, обеспеченную пластинами. Общая площадь поверхности теплопередачи является суммой эффективной финансовой площади поверхности с первичной площадью поверхности — что не покрытый пластинами — вычисленный от геометрии канала.

Мера жидкой энергии, чье начальное значение, чтобы задать.

Среднее давление в двухфазном жидком канале, заданном относительно абсолютного нуля, в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Средняя температура в двухфазном жидком канале, заданном относительно абсолютного нуля, в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Temperature.

Массовая часть пара в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor quality.

Часть объема пара в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor void fraction.

Энтальпия на единицу массы в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific enthalpy.

Внутренняя энергия на единицу массы в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific internal energy.

Сырой воздух 2 вкладки

Тип канала, который должен нести сырой воздух. Поток может натыкаться на трубы в банке — внешний к трубам и перпендикуляру им — или в трубах в пакете. Пучок труб может охватить несколько строк труб, каждую строку с несколькими трубами. Для других конфигураций потока типичная параметризация доступна.

Перекрестная частная форма трубы. Круговые трубы наиболее распространены, но прямоугольные и кольцевые трубы являются стандартными в некоторых приложениях. Для труб все еще других форм типичная параметризация доступна. Если канал включает трубный пучок, сечение является сечением всего одной трубы.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow inside tubes.

Внутренний диаметр сечения трубы. Если канал является трубным пучком, диаметр является диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, диаметр является постоянным повсюду. Факторы диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Circular. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Внутренняя ширина сечения трубы. Если канал является трубным пучком, ширина является шириной всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, ширина является постоянной повсюду. Ширина и высота, вместе факторная в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Rectangular. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Внутренняя высота сечения трубы. Если канал является трубным пучком, высота является высотой всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, высота является постоянной повсюду. Ширина и высота, вместе факторная в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Rectangular. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Меньший диаметр кольцевого сечения трубы. Теплопередача происходит только через внутреннюю поверхность кольца. Если канал является трубным пучком, внутренний диаметр является диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, внутренний диаметр является постоянным повсюду. Внутренние факторы диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Annular. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Больший диаметр кольцевого сечения трубы. Если канал является трубным пучком, наружный диаметр является наружным диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, наружный диаметр является постоянным повсюду. Факторы наружного диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Annular. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Внутренняя область, нормальная к направлению потока в одной трубе. Общей площадью канала является сумма по трубам, которые включают его когда трубный пучок. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, область является постоянной повсюду. Область включает вычисление падения давления.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Периметр сечения трубы для вычислений падения давления. Если труба находится в пакете, периметр является периметром одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, периметр является постоянным повсюду.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Периметр сечения трубы для вычислений теплопередачи. Если труба находится в пакете, периметр является периметром одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, периметр является постоянным повсюду.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Tube cross section Generic. Параметр Tube cross section в свою очередь активен только для параметризации Flow geometry Flow inside tubes.

Расстояние, пересеченное между портами трубы. Это расстояние не является обычно самым коротким между портами. Если труба находится в пакете, длина является длиной одной трубы. Трубы идентичны друг другу и так длина, каждого - длина всех.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow inside tubes.

Количество труб, через которые можно передать поток между портами. Чем больше количество, тем больше длина, подвергнутая вязкому трению, но большему площадь поверхности, доступная для теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow inside tubes.

Геометрическое размещение строки трубы против ее соседей. Строка может иметь свои трубы в соответствии с теми из ее соседей или пораженный против них. Эта установка определяет выражение, чтобы использовать для номера Nusselt, и это влияет на уровень теплопередачи между потоками.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Внешний диаметр сечения трубы. Если канал является трубным пучком, диаметр является диаметром всего одной трубы. Сечение универсально вдоль трубы и таким образом, диаметр является постоянным повсюду. Факторы диаметра в площадь поперечного сечения для вычислений падения давления и в стенную площадь поверхности для вычислений теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Сместите между строками пучка труб в направлении сырого воздушного потока.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Сместите между трубами строки в перпендикуляре банка к направлению потока.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Длина каждой трубы от входного отверстия до выхода. Трубы каждая та же длина.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Количество строк трубы в пучке труб. Строки распределяются равномерно в перпендикуляре направления к длине трубы и к сырому воздушному потоку. Определите номер строк трубы и количество труб на строку трубы к 1 к образцовому потоку через одну трубу.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Количество труб в каждой строке пучка труб. Трубы распределяются равномерно для каждой строки в направлении сырого воздушного потока. Определите номер строк трубы и количество труб на строку трубы к 1 к образцовому потоку через одну трубу.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Flow across tube banks.

Математическая модель для падения давления вязким трением. Эта установка определяет который выражения использовать для вычисления и который параметры блоков задать, как введено. Доступные модели падения давления зависят от установки Flow geometry. Только два доступны для каждой установки.

Зависимости

Этот параметр применяется только к настройкам Flow geometry Flow inside tubes и Flow across tube banks. Доступные модели падения давления и выбор значения по умолчанию отличаются между настройками геометрии потока.

Совокупное незначительное падение давления, выраженное как длина. Эта длина состоит в том что, который все локальные сопротивления, такие как колена, Тис, и объединения, добавили бы в путь к потоку, если бы в их месте было простое стенное расширение. Чем больше эквивалентная длина, тем более крутой незначительное падение давления из-за локальных сопротивлений.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Pressure loss model Correlations - flow in tubes.

Средняя высота поверхностных выступов, из которых возникает стенное трение. Более высокие выступы означают более грубую стену для большего количества трения и так более крутое падение давления. Поверхностная шероховатость показывает в корреляции Haaland, от которой фактор трения Дарси выводит и от которого зависит вычисление падения давления.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Pressure loss model Correlations - flow in tubes.

Запустите перехода между пластинчатыми и бурными зонами. Выше этого номера хватаются инерционные силы, и поток прогрессивно становится бурным. Значение по умолчанию является характеристическим для круговых каналов и труб со сглаженными поверхностями.

Конец перехода между пластинчатыми и бурными зонами. Ниже этого номера хватаются вязкие силы, и поток прогрессивно становится пластинчатым. Значение по умолчанию является характеристическим для круговых каналов и труб со сглаженными поверхностями.

Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потока в канале потока — включая стенное трение, ответственное за крупную потерю и локальные сопротивления, из-за изгибов, колен и других изменений геометрии, ответственных за незначительную потерю.

Коэффициент потерь является безразмерным эмпирическим параметром, обычно раньше выражал падение давления, понесенное во время потока из-за вязкого трения. Это может быть вычислено от номинальных условий работы или настроено, чтобы соответствовать экспериментальным данным. Это задано как:

ξ=Δp12ρv2,

где ξ является коэффициентом падения давления, ρ является жидкой плотностью, и v является скоростью потока.

Зависимости

Этот параметр применяется только к настройкам Flow geometry Generic и Flow inside tubes, последнего только для установки Pressure loss model Pressure loss coefficient.

Исправление падения давления для сечения потока в условиях ламинарного течения. Этот параметр обычно упоминается как форм-фактор. Его отношение к числу Рейнольдса дает фактор трения Дарси для вычисления падения давления в пластинчатой зоне. Значение по умолчанию принадлежит цилиндрическим каналам и трубам.

Форм-фактор выводит для определенных форм из решения Навье - Топит уравнения. Квадратный канал имеет форм-фактор 56, прямоугольный канал с соотношением сторон 2:1 имеет форм-фактор 62, и кольцевая труба имеет форм-фактор 96, как делает тонкий кабелепровод между параллельными пластинами (8).

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Pressure loss parameterization Correlations for tubes.

Число Эйлера для одной строки пучка труб. Строки являются выровненным перпендикуляром массивов трубы и к двухфазному потоку через них и к сырому воздушному потоку вокруг них.

Число Эйлера является безразмерным эмпирическим номером во многом как коэффициент падения давления, мера падения давления, понесенного во время потока из-за вязкого трения. Это может быть вычислено от номинальных условий работы или настроено, чтобы соответствовать экспериментальным данным. Это задано для строки трубы как:

Eu=ΔpN12ρv2,

где Eu является Число Эйлера на строку трубы, N является количеством строк трубы в пучке труб, ρ является жидкой плотностью, и v является скоростью потока.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Pressure loss parameterization Euler number per tube row.

Общая площадь сечения потока измерилась, где канал является своим самым узким и потоком его самое быстрое. Если канал является набором каналов, труб, слотов или канавок, областью является сумма по набору (минус любое поглощение газов из-за стен, гребней, пластин и других барьеров).

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Generic.

Эффективная площадь поверхности, используемая в теплопередаче между жидкостью и стеной. Эффективная площадь поверхности является суммой первичных и вторичных площадей поверхности или теми из стены, где это представлено жидкости, и пластин, если кто-либо используется. Финансовая площадь поверхности обычно масштабируется финансовым коэффициентом полезного действия.

Суммарный объем сырого воздуха в канале потока.

Зависимости

Этот параметр применяется только к установке Flow geometry Generic.

Математическая модель для теплопередачи между жидкостью и стеной. Выбор модели определяет который выражения применяться и который параметры задать для вычисления теплопередачи. См. описание блока для вычислений теплопередачи.

Трехэлементный вектор с эмпирическими факторами для общей формы уравнения Colburn. Факторы определяют номер Nusselt, учитывая Рейнольдса и числа Прандтля. Номер Nusselt в свою очередь определяет коэффициент теплопередачи между жидкостью и стеной. Общая форма уравнения Colburn:

\nu=aРеbPRc,

где Ню является номером Nusselt, Ре число Рейнольдса и PR число Прандтля. Коэффициенты могут быть вычислены от номинальных условий работы или настроены, чтобы соответствовать экспериментальным данным. Значения по умолчанию зависят от установки Flow geometry. Для всех кроме установки Flow across tube banks значения по умолчанию дают точную форму уравнения Colburn:

\nu=0.23Ре0.8PR1/3

Для установки Flow across tube banks значения по умолчанию дают альтернативное выражение:

\nu=0.27Ре0.63PR0.36

Зависимости

Этот параметр применяется ко всем настройкам Flow geometry, но в настройках Flow inside tubes и Flow across tube banks только для установки Heat transfer coefficient model Colburn equation.

Мера теплового сопротивления из-за загрязнения вносит, которые в зависимости от времени имеют тенденцию основываться на представленных поверхностях стены. Депозиты, когда они налагают между жидкостью и обносят стеной новый твердый слой, через который должно пересечь тепло, добавляют в путь к теплопередаче дополнительное тепловое сопротивление. Загрязняющиеся депозиты медленно растут, и сопротивление из-за них соответственно принято постоянное во время симуляции.

Постоянное значение принято для номера Nusselt в ламинарном течении. Номер Nusselt включает вычисление коэффициента теплопередачи между жидкостью и стеной, от которой зависит уровень теплопередачи. Типичные значения включают 3.66 для труб с круговыми сечениями, 2.98 для тех с квадратными сечениями и 3.99 для тех с прямоугольными сечениями с соотношением сторон 2:1 (4).

Зависимости

Этот параметр активен только, когда установкой Flow geometry является Flow inside tubes, установкой Tube cross section является Generic, и установкой Heat transfer parameterization является Correlation - flow in tubes.

Вторичная площадь поверхности теплопередачи обеспечивается пластинами. Его продукт с финансовой эффективностью дает эффективную площадь поверхности теплопередачи, обеспеченную пластинами. Общая площадь поверхности теплопередачи является суммой эффективной финансовой площади поверхности с первичной площадью поверхности — что не покрытый пластинами — вычисленный от геометрии канала.

Отношение фактического уровня теплопередачи к теоретическому максимуму, предсказанному для пластины, сохраненной однородно при ее основной температуре. Продукт финансовой эффективности с финансовой площадью поверхности дает эффективную площадь поверхности теплопередачи, обеспеченную пластинами. Общая площадь поверхности теплопередачи является суммой эффективной финансовой площади поверхности с первичной площадью поверхности — что не покрытый пластинами — вычисленный от геометрии канала.

Давление в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Давление читается против абсолютного нуля. Это может быть скаляр или двухэлементный вектор. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Температура в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Температура читается против абсолютного нуля. Это может быть скаляр или двухэлементный вектор. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Мера уровня водяного пара, чье начальное значение, чтобы задать.

Относительная влажность в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Относительная влажность является отношением удельной влажности к ее влажному значению. Удельная влажность является массовой частью водяного пара к общей массе сырого воздуха — тот из водяного пара, разновидностей трассировки и сухого объединенного воздуха.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial moisture specification установлена в Relative humidity.

Удельная влажность в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Удельная влажность является массовой частью водяного пара к общей массе сырого воздуха — сумма по водяному пару, разновидностям трассировки и сухому объему в канале.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial moisture specification установлена в Specific humidity.

Мольная доля водяного пара в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Мольная доля относительно молярного количества водяного пара, разновидностей трассировки и сухого объединенного объема.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial moisture specification установлена в Mole fraction.

Отношение влажности в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Отношение влажности является массовой частью водяного пара к сумме водяного пара и одного только сухого объема — не рассматривая разновидность трассировки, которая обычно сопровождает сырые воздушные потоки.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial moisture specification установлена в Humidity ratio.

Мера уровня газа трассировки, чье начальное значение, чтобы задать.

Массовая часть газа трассировки в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Массовая часть относительно общей массы сырого воздуха — сумма по водяному пару, газу трассировки и сухому объему. Это может быть скаляр или двухэлементный вектор.

Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Этот параметр проигнорирован, если параметр Trace gas model в блоке Moist Air Properties (MA) устанавливается на None.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial trace gas specification установлена в Mass fraction.

Мольная доля газа трассировки в сыром воздухе образовывает канал в начале симуляции. Мольная доля относительно общего количества сырого воздуха — сумма по водяному пару, газу трассировки и сухому объемному содержимому. Это может быть скаляр или двухэлементный вектор.

Как скаляр, это дает среднее значение в канале. Как двухэлементный вектор, это дает линейный градиент между портами. Первый элемент затем описывает входное отверстие и второе выход. Является ли порт входным отверстием, или выход зависит от начального направления потока.

Этот параметр проигнорирован, если параметр Trace gas model в блоке Moist Air Properties (MA) устанавливается на None.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial trace gas specification установлена в Mole fraction.

Относительная влажность, в которой водяной пар начинает уплотнять. Повысьте его значение выше 1, чтобы допускать супернасыщение водяного пара — состояние, в котором сырой воздух содержит больше водяного пара, чем стабильно при его термодинамических условиях.

Ссылки

[1] Комитет по Стандарту ASHRAE. 2013 руководств ASHRAE: основные принципы. 2013.

[2] Браун, J. E. С. А. Клейн и Дж. В. Митчелл. "Модели эффективности для градирен и охлаждающихся обмоток". В Транзакциях ASHRAE, издании 95, № 2, 164-174, 1989.

[3] Çengel, J. Теплопередача и перемещение массы: практический подход. Бостон, MA: McGraw-Hill, 2007.

[4] Lebrun, J., Синь Дин, Дж.П. Эпп и М. Васакз. "Охлаждая обмоточные модели, которые будут использоваться в переходном и/или влажном теоретическом режимами анализе и экспериментальной валидации". Продолжения SSB, 405-411, 1990.

[5] Митчелл, J. W. Дж. Э. Браун. Принципы нагревания, вентиляции и кондиционирования воздуха в созданиях. Хобокен, NJ: John Wiley & Sons, 2013.

[6] Шах, R. K. и Д. П. Секулик. Основные принципы проекта теплообменника. Хобокен, NJ: Вайли, 2003.

[7] Белый, F. M. Гидроаэромеханика. Бостон, MA: McGraw-Hill, 1999.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Введенный в R2019a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте