Condenser Evaporator (2P-MA)

Теплообмен моделей между сырой воздушной сетью и сетью, которая может подвергнуться фазовому переходу

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Интерфейсы Гидросистемы / Теплообменники

Описание

Блок Condenser Evaporator (2P-MA) моделирует теплообменник с одной сырой воздушной сетью, которая течет между портами A2 и B2 и одной двухфазной гидросистемой, которая течет между портами A1 и B1. Теплообменник может действовать как конденсатор или как испаритель. Жидкие потоки могут быть выровнены параллельно, счетчик или настройки поперечного течения.

Теплообменник в качестве примера для приложений охлаждения

Можно смоделировать сырую воздушную сторону как поток в трубах, поток вокруг двухфазной жидкой трубки, или эмпирической, типовой параметризацией. Сырая воздушная сторона включает воздух, газ трассировки и водяной пар, который может уплотнить в цикле теплообмена. Модель блока составляет энергетическую передачу от воздуха до жидкого водного слоя конденсации. Этот жидкий слой не собирается на поверхности теплопередачи и принят, чтобы быть полностью удаленным из нисходящего сырого воздушного потока. Уровень конденсации влажности возвращен как физический сигнал в порте W.

Блок использует NTU эффективности (E-NTU) метод к теплопередаче модели через разделяемую стенку. Загрязнение на стенках обменника, которое увеличивает тепловое сопротивление и уменьшает теплообмен между этими двумя жидкостями, также моделируется. Можно также опционально смоделировать пластины и на сыром воздухе и на двухфазных жидких сторонах. Падение давления из-за вязкого трения с обеих сторон обменника может быть смоделировано аналитически или типовой параметризацией, которую можно использовать, чтобы настроиться на собственные данные.

Можно смоделировать двухфазную жидкую сторону как поток в трубе или наборе труб. Двухфазные жидкие трубы используют следующую за контуром модель, чтобы отследить подохлажденную жидкость (L), жидкая паром смесь (M), и перегретый пар (V) в трех зонах. Относительная сумма места, которое зона занимает в системе, называется зональной частью длины в системе.

Зональные части длины в двухфазной жидкой передаче по каналу

Сумма зональных частей длины в двухфазной жидкой трубке равняется 1. Порт Z возвращает зональные части длины как вектор из физических сигналов для каждой из этих трех фаз: [L, M, V].

Настройка теплообменника

Эффективность теплообменника основана на выбранной настройке теплообменника, свойствах жидкости в каждой фазе, геометрии трубы и настройке потока на каждой стороне обменника, и использовании и размере пластин.

Расположение потока

Параметр Flow arrangement присваивает относительные пути к потоку между этими двумя сторонами:

Parallel flow указывает, что жидкости перемещаются в то же направление.
Counter flow указывает, что жидкости перемещаются параллельно, но противоположные направления.
Cross flow указывает, что жидкости перемещают перпендикуляр друг к другу.

Тепловое смешивание

Когда Flow arrangement установлен в Cross flow, используйте параметр Cross flow arrangement, чтобы указать, разделены ли двухфазные жидкие или сырые воздушные потоки на разнообразные пути экранами или стенками. Без этих разделений поток может смешаться свободно и рассматривается смешанным. Обе жидкости, одна жидкость или никакая жидкость могут быть смешаны в расположении поперечного течения. Смешивание гомогенизирует температуру жидкости вдоль направления потока второй жидкости и варьируется перпендикуляр к второму потоку жидкости.

Несмешанные потоки варьируются по температуре и вперед и перпендикуляр к пути к потоку второй жидкости.

Демонстрационные настройки поперечного течения

Обратите внимание на то, что направление потока в процессе моделирования не влияет на выбранную установку расположения потока. Порты на блоке не отражают физические положения портов в физической системе теплообмена.

Все расположения потока являются однопроходными, что означает, что жидкости не делают несколько поворотов в обменнике для дополнительных точек теплопередачи. Чтобы смоделировать многопроходный теплообменник, можно расположить несколько Конденсаторный Испаритель (2P-MA) блоки последовательно или параллельно.

Например, чтобы достигнуть настройки 2D передачи на двухфазной жидкой стороне и однопроходной настройки на сырой воздушной стороне, можно соединить двухфазные жидкие стороны последовательно и сырые воздушные стороны к тому же входу параллельно (такие как два Исходных блока Массового расхода жидкости с половиной общего массового расхода жидкости), как показано ниже.

Геометрия потока

Наборы параметров Flow geometry сырое расположение воздушного потока или как в трубе или как наборе труб или перпендикуляре к пучку труб. Можно также задать эмпирическую, типовую настройку. Двухфазная жидкость всегда течет в трубе или наборе труб.

Когда Flow geometry установлен в Flow perpendicular to bank of circular tubes, используйте параметр Tube bank grid arrangement, чтобы задать двухфазное жидкое выравнивание пучка труб как любой Inline или Staggered. Красная, указывающая вниз стрелка указывает на направление сырого воздушного потока. Также обозначенный на Встроенном рисунке Number of tube rows along flow direction и параметры Number of tube segments in each tube row. Здесь, направление потока относится к сырому воздушному потоку, и труба относится к двухфазной жидкой трубке. Параметр Length of each tube segment in a tube row обозначается на Ступенчатом рисунке.

Пластины

Настройка теплообменника без пластин, когда параметр Total fin surface area устанавливается на 0 m^2. Пластины вводят дополнительную площадь поверхности для дополнительной теплопередачи. Каждая жидкая сторона имеет отдельную финансовую область.

Теплопередача NTU эффективности

Уровень теплопередачи вычисляется для каждой жидкой фазы. В соответствии с тремя жидкими зонами, которые происходят на двухфазной жидкой стороне теплообменника, уровень теплопередачи вычисляется в трех разделах.

Теплопередача в зоне вычисляется как:

$Q_{z o n e} = ϵ C_{Min} (T_{In,2P} - T_{In,MA}),$

где:

_Min C является меньшими из уровней теплоемкости этих двух жидкостей в той зоне. Уровень теплоемкости является продуктом жидкой удельной теплоемкости, c _p, и жидкого массового расхода жидкости. _Min C всегда положителен.
T _{В, 2P} является зональной входной температурой двухфазной жидкости.
T _{В, MA} является зональной входной температурой сырого воздуха.
ε является эффективностью теплообменника.

Эффективность является функцией уровня теплоемкости и количеством модулей передачи, NTU, и также варьируется на основе расположения потока теплообменника, которое обсуждено более подробно в Эффективности Расположением Потока. NTU вычисляется как:

$N T U = \frac{z}{C_{Min} R},$

где:

z является отдельной зональной частью длины.
R является общим тепловым сопротивлением между двумя потоками, из-за конвекции, проводимости и любого загрязнения на стенках трубы:

$R = \frac{1}{U_{2P} A_{Th,2P}} + \frac{F_{2P}}{A_{Th,2P}} + R_{W} + \frac{F_{MA}}{A_{Th,MA}} + \frac{1}{U_{MA} A_{Th,MA}},$
где:
- U является конвективным коэффициентом теплопередачи соответствующей жидкости. Этот коэффициент обсужден более подробно в Двухфазных Жидких Корреляциях и Сырых Воздушных Корреляциях.
- F является Fouling factor на двухфазной жидкой или сырой воздушной стороне, соответственно.
- R _W является Thermal resistance through heat transfer surface.
- A _Th является площадью поверхности теплопередачи соответствующей стороны обменника. A _Th является суммой стенной площади поверхности, A _W и Total fin surface area, A _F:
  
  $A_{Th} = A_{W} + η_{F} A_{F},$
  где η _F является Fin efficiency.

Общий уровень теплопередачи между жидкостями является суммой тепла, переданного в этих трех зонах подохлажденной жидкостью (_QL), смесь жидкого пара (_QM) и перегретый пар (_QV):

$Q = \sum Q_{Z} = Q_{L} + Q_{M} + Q_{V} .$

Эффективность расположением потока

Эффективность теплообменника варьируется согласно своей настройке потока и смешиванию в каждой жидкости. Ниже формулировки для эффективности, вычисленной в жидкости и зонах пара для каждой настройки. Эффективность $ε = 1 - \exp (- N T U)$ для всех настроек в зоне смеси.

Когда Flow arrangement установлен в Parallel flow:

$ϵ = \frac{1 - exp [- N T U (1 + C_{R})]}{1 + C_{R}}$
Когда Flow arrangement установлен в Counter flow:

$ϵ = \frac{1 - exp [- N T U (1 - C_{R})]}{1 - C_{R} exp [- N T U (1 - C_{R})]}$
Когда Flow arrangement установлен в Cross flow и Cross flow arrangement установлен в Both fluids unmixed:

$ϵ = 1 - exp {\frac{N T U^{0 .22}}{C_{R}} [exp (- C_{R} N T U^{0 .78}) - 1]}$
Когда Flow arrangement установлен в Cross flow и Cross flow arrangement установлен в Both fluids mixed:

$ϵ = {[\frac{1}{1 - exp (- N T U)} + \frac{C_{R}}{1 - exp (- C_{R} N T U)} - \frac{1}{N T U}]}^{- 1}$

Когда одна жидкость смешана и другое несмешанное, уравнение для эффективности зависит от относительных уровней теплоемкости жидкостей. Когда Flow arrangement установлен в Cross flow и Cross flow arrangement установлен в любой Two-Phase Fluid 1 mixed & Moist Air 2 unmixed или Two-Phase Fluid 1 unmixed & Moist Air 2 mixed:

Когда жидкость с _Cmax смешана, и жидкость с _Cmin не смешана:

$ϵ = \frac{1}{C_{R}} (1 - exp {- C_{R} {1 - \exp (- N T U)}})$
Когда жидкость с _Cmin смешана, и жидкость с _Cmax не смешана:

$ϵ = 1 - exp {- \frac{1}{C_{R}} [1 - exp (- C_{R} N T U)]}$

C _R обозначает отношение между уровнями теплоемкости этих двух жидкостей:

$C_{R} = \frac{C_{Min}}{C_{Max}} .$

Конденсация

На сырой воздушной стороне слой конденсации может сформироваться на поверхности теплопередачи. Этот жидкий слой может влиять на количество тепла, переданное между сырым воздухом и двухфазной жидкостью. Уравнения для теплопередачи E-NTU выше даны для передачи сухого тепла. Чтобы откорректировать для влияния конденсации, уравнения E-NTU дополнительно вычисляются влажными описанными ниже параметрами. Какой бы ни из двух расчетных результатов уровней теплового потока в большем объеме сырой воздушной стороны охлаждение используется в вычислениях тепла для каждой зоны [1]. Чтобы использовать этот метод, номер Льюиса принят, чтобы быть близко к 1 [1], который верен для сырого воздуха.

Количества E-NTU, используемые для вычислений уровня теплопередачи

	Сухое вычисление	Влажное вычисление
Сырая воздушная входная температура зоны	_Tin,MA	_Tin,wb,MA
Уровень теплоемкости	${\bar{\dot{m}}}_{M A} {\bar{c}}_{p, M A}$	${\bar{\dot{m}}}_{M A} {\bar{c}}_{e q, M A}$
Коэффициент теплопередачи	_UMA	$U_{M A} \frac{{\bar{c}}_{e q, M A}}{{\bar{c}}_{p, M A}}$

где:

_Tin,MA является сырой воздушной входной температурой зоны.
_Tin,wb,MA является сырой воздушной температурой влажной лампы, сопоставленной с _Tin,MA.
${\bar{\dot{m}}}_{M A}$ сухая скорость потока жидкости массы воздуха.
${\bar{c}}_{p, M A}$ сырая воздушная теплоемкость на единицу массы сухого воздуха.
${\bar{c}}_{e q, M A}$ эквивалентная теплоемкость. Эквивалентная теплоемкость является изменением в сыром воздухе определенная энтальпия (на модуль сухого воздуха), ${\bar{h}}_{M A}$ , относительно температуры при влажных сырых воздушных условиях:

${\bar{c}}_{e q, M A} = {(\frac{\partial {\bar{h}}_{M A}}{\partial T_{M A}})}_{s} .$

Массовый расход жидкости сжатого водяного пара, оставляя сырой поток массы воздуха зависит от относительной влажности между сырым вентиляционным отверстием и стенкой канала и теплообменником NTUs:

${\dot{m}}_{c o n d} = - {\bar{\dot{m}}}_{M A} (W_{w a l l, M A} - W_{i n, M A}) (1 - e^{- N T U_{M A}}),$

где:

_Стенка W_{, MA} является отношением влажности в поверхности теплопередачи.
W _{в, MA} является отношением влажности в сыром входе воздушного потока.
_MA NTU является количеством модулей передачи на сырой воздушной стороне, вычисленной как:

$N T U_{M A} = \frac{U_{M A} \frac{{\bar{c}}_{e q, M A}}{{\bar{c}}_{p, M A}} A_{T h, M A}}{{\bar{\dot{m}}}_{M A} {\bar{c}}_{e q, M A}} .$

Энергетический поток, сопоставленный с конденсацией водяного пара, основан на различии между паром определенная энтальпия, _вода h_{, стенка}, и определенной энтальпией испарения, h _fg, для воды:

$ϕ_{C o n d} = {\dot{m}}_{c o n d} (h_{w a t e r, w a l l} - h_{f g}) .$

Конденсат принят, чтобы не накопиться на поверхности теплопередачи и не влияет на геометрические параметры, такие как диаметр трубы. Сжатая вода принята, чтобы быть полностью удаленной из нисходящего сырого воздушного потока.

Двухфазные жидкие корреляции

Коэффициент теплопередачи

Конвективный коэффициент теплопередачи варьируется согласно жидкому номеру Nusselt:

$U = \frac{Nu k}{D_{H}},$

где:

Nu является зональным средним номером Nusselt, который зависит от режима течения.
k является жидкой теплопроводностью фазы.
D _H является трубой гидравлический диаметр.

Для турбулентных течений в подохлажденных жидких или перегретых зонах пара номер Nusselt вычисляется с корреляцией Гниелинского:

$Nu = \frac{\frac{f_{D}}{8} (Ре - 1000) PR}{1 + 12.7 \sqrt{\frac{f}{8}} ({PR}^{2 / 3} - 1)},$

где:

Re является жидким числом Рейнольдса.
Pr является жидким числом Прандтля.

Для турбулентных течений в зоне смеси жидкого пара номер Nusselt вычисляется с корреляцией Каваллини-Цеккина:

$Nu = \frac{_{\sl}^{b} {PR}_{\sl}^{c} {{[(\sqrt{\frac{ρ_{SL}}{ρ_{SV}}} - 1) x_{Out} + 1]}^{1 + b} - {[(\sqrt{\frac{ρ_{SL}}{ρ_{SV}}} - 1) x_{In} + 1]}^{1 + b}}}{(1 + b) (\sqrt{\frac{ρ_{SL}}{ρ_{SV}}} - 1) (x_{Out} - x_{In})} .$

где:

_SL Re является числом Рейнольдса влажной жидкости.
_SL Pr является числом Прандтля влажной жидкости.
_SL ρ является плотностью влажной жидкости.
ρ _SV является плотностью влажного пара.
a = 0.05, b = 0.8, и c = 0.33.

Для ламинарных течений номер Nusselt определяется параметром Laminar flow Nusselt number.

Для переходных потоков номер Nusselt является смешением между ламинарными и турбулентными цифрами Nusselt.

Эмпирическая формулировка номера Nusselt

Когда параметр Heat transfer coefficient model устанавливается на Colburn equation, номер Nusselt для подохлажденных жидких и перегретых зон пара вычисляется эмпирическим уравнение Colburn:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c},$

где a, b и c заданы в параметрах Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c in vapor zone и Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c in liquid zone.

Номер Nusselt для зон смеси жидкого пара вычисляется уравнением Каваллини-Цеккина переменными, заданными в параметре Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c in mixture zone.

Падение давления

Падение давления из-за вязкого трения варьируется в зависимости от режима течения и настройки. Вычисление использует полную плотность, которая является общей двухфазной жидкой массой, разделенной на общий двухфазный объем жидкости.

Для турбулентных течений, когда число Рейнольдса выше Turbulent flow lower Reynolds number limit, падение давления на трение вычисляется в терминах коэффициента трения Дарси. Перепад давления между портом A1 и внутренним узлом I1:

$p_{A1} - p_{I1} = \frac{f_{D,A} {\dot{m}}_{A1} | {\dot{m}}_{A1} |}{2 ρ D_{H} A_{Cs}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где:

$\dot{m}$ _A1 является общей скоростью потока жидкости через порт A1.
f _{D, A} является коэффициентом трения Дарси, согласно корреляции Haaland:

$f_{D,A1} = {- 1.8 {log}_{10} [\frac{6.9}{{Re}_{A1}} + {(\frac{ϵ_{R}}{3.7 D_{H}})}^{1.11}]}^{-2},$
где ε _R является двухфазным жидким трубопроводом Internal surface absolute roughness. Обратите внимание на то, что коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса и вычисляется в обоих портах для каждой жидкости.
L является Total length of each tube на двухфазной жидкой стороне.
L _{Добавляет}, двухфазная жидкая сторона Aggregate equivalent length of local resistances, который является эквивалентной длиной трубы, которая вводит ту же сумму потери как сумма потерь из-за других локальных сопротивлений в трубе.
_CS A является площадью поперечного сечения трубы.

Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

$p_{B1} - p_{I1} = \frac{f_{D,B} {\dot{m}}_{B1} | {\dot{m}}_{B1} |}{2 ρ D_{H} A_{Cs}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где $\dot{m}$ _B1 является общей скоростью потока жидкости через порт B1.

Коэффициент трения Дарси в порте B1:

$f_{D,B1} = {- 1.8 {log}_{10} [\frac{6.9}{{Re}_{B1}} + {(\frac{ϵ_{R}}{3.7 D_{H}})}^{1.11}]}^{-2} .$

Для ламинарных течений, когда число Рейнольдса ниже Laminar flow upper Reynolds number limit, падение давления на трение вычисляется в терминах Laminar friction constant for Darcy friction factor, λ. λ является пользовательским параметром, когда Tube cross-section установлен в Generic, в противном случае значение вычисляется внутренне. Перепад давления между портом A1 и внутренним узлом I1:

$p_{A1} - p_{I1} = \frac{λ μ {\dot{m}}_{A1}}{2 ρ D_{H}^{2} A_{C S}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где μ является двухфазной жидкой динамической вязкостью. Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

$p_{B1} - p_{I1} = \frac{λ μ {\dot{m}}_{B1}}{2 ρ D_{H}^{2} A_{C S}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

Для переходных потоков перепад давления из-за вязкого трения является сглаживавшим смешением между значениями для ламинарного и турбулентного падения давления.

Эмпирическая формулировка падения давления

Когда Pressure loss model установлен в Pressure loss coefficient, падение давления из-за вязкого трения вычисляется с эмпирическим коэффициентом падения давления, ξ.

Перепад давления между портом A1 и внутренним узлом I1:

$p_{A1} - p_{I1} = \frac{1}{2} ξ \frac{{\dot{m}}_{A1} | {\dot{m}}_{A1} |}{2 ρ A_{Cs}^{2}} .$

Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

$p_{B1} - p_{I1} = \frac{1}{2} ξ \frac{{\dot{m}}_{B1} | {\dot{m}}_{B1} |}{2 ρ A_{Cs}^{2}} .$

Сырые воздушные корреляции

Коэффициент теплопередачи для потоков в одной или нескольких трубах

Когда сырой воздух Flow geometry установлен в Flow inside one or more tubes, номер Nusselt вычисляется согласно корреляции Гниелинского таким же образом как двухфазный переохлажденный жидкий или перегретый пар. Смотрите Коэффициент Теплопередачи для получения дополнительной информации.

Коэффициент теплопередачи для потоков через пучок труб

Когда сырой воздух Flow geometry установлен в Flow perpendicular to bank of circular tubes, номер Nusselt вычисляется на основе Хагенского номера, Hg, и зависит от установки Tube bank grid arrangement:

$Nu = {\begin{matrix} 0.404 L q^{1/3} {(\frac{Re + 1}{Ре + 1000})}^{0.1}, & I n l i n e \\ 0.404 L q^{1 / 3}, & S t a g g e r e d \end{matrix}$

где:

$L q = {\begin{matrix} 1.18 PR (\frac{4 l_{T} / π - D}{l_{L}}) Hg (Ре), & I n l i n e \\ 0.92 PR (\frac{4 l_{T} / π - D}{l_{D}}) Hg (Ре), & S t a g g e r e d w i t h l_{L} \geq D \\ 0.92 PR (\frac{4 l_{T} l_{L} / π - D^{2}}{l_{L} l_{D}}) Hg (Ре), & S t a g g e r e d w i t h l_{L} < D \end{matrix}$

D является Tube outer diameter.
l _L является Longitudinal tube pitch (along flow direction), расстояние между центрами трубы вдоль направления потока. Направление потока относится к сырому воздушному потоку.
l _T является Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction), показанный на рисунке ниже. Поперечная подача является расстоянием между центрами двухфазной жидкой трубки в одной строке.
l _D является диагональным интервалом трубы, вычисленным как $l_{D} = \sqrt{{(\frac{l_{T}}{2})}^{2} + l_{L}^{2}} .$

Для получения дополнительной информации о вычислении Хагенского номера см. [6].

Продольные и поперечные расстояния подачи являются тем же самым для обоих типов расположения банка сетки.

Поперечное сечение двухфазной жидкой трубки с измерениями подачи

Эмпирический номер Nusselt Forumulation

Когда Heat transfer coefficient model установлен в Colburn equation или когда Flow geometry установлен в Generic, номер Nusselt вычисляется эмпирическим уравнение Colburn:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c},$

где a, b и c являются значениями, заданными в the Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c параметре.

Падение давления для потока в трубах

Когда сырой воздух Flow geometry установлен в Flow inside one or more tubes, падение давления вычисляется таким же образом что касается двухфазных потоков, с соответствующим коэффициентом трения Дарси, плотностью, массовыми расходами жидкости и длинами трубопровода сырой воздушной стороны. Смотрите Падение давления для получения дополнительной информации.

Падение давления для потока через пучки труб

Когда сырой воздух Flow geometry установлен в Flow perpendicular to bank of circular tubes, Хагенский номер используется, чтобы вычислить падение давления из-за вязкого трения. Перепад давления между портом A2 и внутренним узлом I2:

$p_{A2} - p_{I2} = \frac{1}{2} \frac{μ^{2} N_{R}}{ρ D^{2}} Hg (Ре),$

где:

_MA μ является жидкой динамической вязкостью.
N _R является Number of tube rows along flow direction. Это - количество двухфазных жидких строк трубы вдоль сырого направления воздушного потока.

Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

$p_{B2} - p_{I2} = \frac{1}{2} \frac{μ^{2} N_{R}}{ρ D^{2}} Hg (Ре) .$

Эмпирическая формулировка падения давления

Когда Pressure loss model установлен в Euler number per tube row или когда Flow geometry установлен в Generic, падение давления из-за вязкого трения вычисляется с коэффициентом падения давления, в терминах Числа Эйлера, Eu:

$Eu = \frac{ξ}{N_{R}},$

где ξ является эмпирическим коэффициентом падения давления.

Перепад давления между портом A2 и внутренним узлом I2:

$p_{A2} - p_{I2} = \frac{1}{2} N_{R} E u \frac{{\dot{m}}_{A2} | {\dot{m}}_{A2} |}{2 ρ A_{Cs}^{2}} .$

Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

$p_{B2} - p_{I2} = \frac{1}{2} N_{R} E u \frac{{\dot{m}}_{B2} | {\dot{m}}_{B2} |}{2 ρ A_{Cs}^{2}} .$

Уравнения сохранения

Двухфазная жидкость

Общая массовая скорость накопления в двухфазной жидкости задана как:

$\frac{d M_{2P}}{d t} = {\dot{m}}_{A1} + {\dot{m}}_{B1},$

где:

_M2P является общей массой двухфазной жидкости.
$\dot{m}$ _A1 является массовым расходом жидкости жидкости в порте A1.
$\dot{m}$ _B1 является массовым расходом жидкости жидкости в порте B1.

Поток положителен при течении в блок через порт.

Уравнение энергосбережения связывает изменение в определенной внутренней энергии к теплопередаче жидкостью:

$M_{2 P} \frac{d u_{2 P}}{d t} + u_{2 P} ({\dot{m}}_{A 1} + {\dot{m}}_{B 1}) = ϕ_{A1} + ϕ_{B1} - Q,$

где:

u _2P является двухфазной жидкой определенной внутренней энергией.
φ_A1 является энергетической скоростью потока жидкости в порте A1.
φ_B1 является энергетической скоростью потока жидкости в порте B1.
Q является уровнем теплопередачи, который положителен при отъезде двухфазного объема жидкости.

Сырой воздух

Существует три уравнения для массового сохранения на сырой воздушной стороне: один для сырой воздушной смеси, один для сжатого водяного пара, и один для газа трассировки.

Примечание

Если Trace gas model установлен в None в блоке the Moist Air Properties (MA) газ трассировки не моделируется в блоках в сырой воздушной сети. В блоке Heat Exchanger (TL-MA) это означает, что уравнение сохранения для газа трассировки установлено в 0.

Сырая воздушная скорость накопления массы смеси составляет изменения целого сырого потока массы воздуха через порты обменника и массовый расход жидкости конденсации:

$\frac{d M_{MA}}{d t} = {\dot{m}}_{A2} + {\dot{m}}_{B2} - {\dot{m}}_{Cond} .$

Массовое уравнение сохранения для водяного пара составляет транзит водяного пара через сырую воздушную сторону и формирование конденсации:

$\frac{d x_{w}}{d t} M_{MA} + x_{w} ({\dot{m}}_{A2} + {\dot{m}}_{B2} - {\dot{m}}_{Cond}) = {\dot{m}}_{w, A2} + {\dot{m}}_{w, B2} - {\dot{m}}_{Cond},$

где:

x _w является массовой частью пара. $\frac{d x_{w}}{d t}$ скорость изменения этой части.
${\dot{m}}_{w,A2}$ массовый расход жидкости водяного пара в порте A2.
${\dot{m}}_{w,B2}$ массовый расход жидкости водяного пара в порте B2.
${\dot{m}}_{C o n d}$ уровень конденсации.

Баланс массы газа трассировки:

$\frac{d x_{g}}{d t} M_{MA} + x_{g} ({\dot{m}}_{A2} + {\dot{m}}_{B2} - {\dot{m}}_{Cond}) = {\dot{m}}_{g, A2} + {\dot{m}}_{g, B2},$

где:

x _g является массовой частью газа трассировки. $\frac{d x_{g}}{d t}$ скорость изменения этой части.
${\dot{m}}_{g,A2}$ массовый расход жидкости газа трассировки в порте A2.
${\dot{m}}_{g,B2}$ массовый расход жидкости газа трассировки в порте B2.

Энергосбережение на сырой воздушной стороне составляет изменение в определенном внутреннем налоге на энергоресурсы к теплопередаче и сжатию водяного пара из сырой массы воздуха:

$M_{M A} \frac{d u_{M A}}{d t} + u_{M A} ({\dot{m}}_{A 2} + {\dot{m}}_{B 2} - {\dot{m}}_{C o n d}) = ϕ_{A2} + ϕ_{B2} + Q - ϕ_{Cond},$

где:

ϕ_A2 является энергетической скоростью потока жидкости в порте A2.
ϕ_B2 является энергетической скоростью потока жидкости в порте B2.
_{_Cond} ϕ является энергетической скоростью потока жидкости из-за конденсации.

Тепло, переданное или от сырого воздуха, Q, равно теплу, переданному от или до двухфазной жидкости.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A1` — Двухфазный жидкий порт
двухфазная жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с двухфазной жидкостью.

`B1` — Двухфазный жидкий порт
двухфазная жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с двухфазной жидкостью.

`A2` — Сырой аэропорт
сырой воздух

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с сырым воздухом.

`B2` — Сырой аэропорт
сырой воздух

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с сырым воздухом.

Вывод

развернуть все

`Z` — Двухфазные жидкие зональные части длины
физический сигнал

Трехэлементный вектор из зональной длины фракционируется в двухфазном жидком канале, возвращенном как физический сигнал. Вектор принимает форму [L, M, V], где L является подохлажденной жидкостью, M является смесью жидкого пара, и V перегретый пар.

`W` — Сырой воздушный уровень конденсации
физический сигнал

Водный уровень конденсации в сыром воздушном потоке, возвращенном как физический сигнал. Конденсат не накапливается на поверхности теплопередачи.

Параметры

развернуть все

Настройка

`Flow arrangement` — Выравнивание пути к потоку
`Cross flow` (значение по умолчанию) | `Parallel flow` | `Counter flow`

Выравнивание пути к потоку между сторонами теплообменника. Доступные расположения потока:

Parallel flow. Потоки запущены в том же направлении.
Counter flow. Потоки идут параллельно друг другу в противоположных направлениях.
Cross flow. Потоки запускают перпендикуляр друг другу.

`Cross flow arrangement` — Тепловое условие смешивания
`Two-Phase Fluid 1 unmixed & Moist Air 2 mixed` (значение по умолчанию) | `Both fluids unmixed` | `Two-phase fluid 1 mixed & Moist Air 2 unmixed` | `Both fluids mixed`

Выберите, может ли каждая из жидкостей смешаться в его канале. Смешанный поток означает, что жидкость свободна перемещаться в поперечном направлении, когда это перемещается вдоль пути к потоку. Несмешанный поток означает, что жидкость ограничивается, чтобы переместиться только вдоль пути к потоку. Например, сторона с пластинами рассматривается несмешанным потоком.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow arrangement на Cross flow.

`Thermal resistance through heat transfer surface` — Стенка тепловое сопротивление
`0 K/kW` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Тепловое сопротивление стенки, которая разделяет две стороны теплообменника. Стенка тепловое сопротивление, стенное загрязнение и жидкий конвективный коэффициент теплопередачи влияет на количество тепла, переданное между потоками.

`Cross-sectional area at port A1` — Площадь потока в порте A1
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в двухфазном жидком порте A1.

`Cross-sectional area at port B1` — Площадь потока в порте B1
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в двухфазном жидком порте B1.

`Cross-sectional area at port A2` — Площадь потока в порте A2
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в сыром воздушном порте A2 стороны.

`Cross-sectional area at port B2` — Область, нормальная, чтобы течь в порте B2
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в сыром воздушном порте B2 стороны.

Двухфазный жидкий 1

`Number of tubes` — Количество двухфазных жидких труб
25 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество двухфазных жидких труб.

`Total length of each tube` — Общая длина каждой двухфазной жидкой трубы
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая длина каждой двухфазной жидкой трубы.

`Tube cross section` — Перекрестная частная форма трубы
`Circular` (значение по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

Перекрестная частная форма трубы. Используйте Generic задавать произвольную перекрестную частную геометрию.

Этот параметр задает поперечное сечение одной трубы.

`Tube inner diameter` — Внутренний диаметр одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренний диаметр поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и диаметр универсальны вдоль трубы. Размер диаметра влияет на падение давления и вычисления теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Circular.

`Tube width` — Внутренняя ширина одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренняя ширина поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и ширина универсальны вдоль трубы. Ширина и высота влияют на падение давления и вычисления теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Rectangular.

`Tube height` — Внутренняя высота одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренняя высота одной трубы. Поперечное сечение и высота универсальны вдоль трубы. Ширина и высота влияют на падение давления и вычисления теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Rectangular.

`Annulus inner diameter (heat transfer surface)` — Меньший диаметр кольцевого поперечного сечения
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Меньший диаметр кольцевого поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и внутренний диаметр универсальны вдоль трубы. Внутренний диаметр влияет на падение давления и вычисления теплопередачи. Теплопередача происходит через внутреннюю поверхность кольца.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Annular.

`Annulus outer diameter` — Больший диаметр кольцевого поперечного сечения
`0.1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Больший диаметр кольцевого поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и наружный диаметр универсальны вдоль трубы. Наружный диаметр влияет на падение давления и вычисления теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Annular.

`Cross-sectional area per tube` — Внутренняя область, нормальная, чтобы течь в одной трубе
`0.002 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренняя площадь потока каждой трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Generic.

`Wetted perimeter of tube cross-section for pressure loss` — Периметр поперечного сечения трубы та жидкость касания
`0.15 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Периметр поперечного сечения трубы, которого касается жидкость. Поперечное сечение и периметр универсальны вдоль трубы. Это значение применяется в вычислениях падения давления.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Generic.

`Perimeter of tube cross-section for heat transfer` — Периметр одной трубы для вычислений теплопередачи
`0.15 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Периметр метро для вычислений теплопередачи. Это часто - то же самое как периметр трубы, но в случаях, таких как кольцевое поперечное сечение, это может быть только внутренним или наружным диаметром, в зависимости от передающей тепло поверхности. Поперечное сечение и периметр трубы универсальны вдоль трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross-section на Generic.

`Pressure loss model` — Метод вычисления падения давления из-за вязкого трения
`Correlation for flow inside tubes` (значение по умолчанию) | `Pressure loss coefficient`

Метод вычисления падения давления из-за вязкого трения. Настройки:

Pressure loss coefficient. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления на основе эмпирического коэффициента потерь.
Correlation for flow inside tubes. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления на основе корреляции потока трубопровода.

`Pressure loss coefficient, delta_p/(0.5rhov^2)` — Эмпирический коэффициент потерь для всего падения давления в канале
10 (значение по умолчанию)

Эмпирический коэффициент потерь для всего падения давления в канале. Это значение составляет стенное трение и незначительные потери из-за поворотов, колен и других изменений геометрии в канале.

Коэффициент потерь может быть вычислен от номинальных условий работы или настроен, чтобы соответствовать экспериментальным данным. Коэффициент потерь задан как:

$ξ = \frac{Δ p}{\frac{1}{2} ρ v^{2}},$

где Δp является перепадом давления, ρ является двухфазной плотностью жидкости, и v является скоростью потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss model на Pressure loss coefficient.

`Aggregate equivalent length of local resistances` — Объединенная продолжительность всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Объединенная продолжительность всех локальных сопротивлений в трубах. Этот параметр описывает продолжительность трубки, которая приводит к тому же падению давления как сумма всех незначительных потерь в трубе из-за поворотов, Тиса или объединений. Более долгая эквивалентная длина приводит к большему падению давления.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss model на Correlation for flow inside tubes.

`Internal surface absolute roughness` — Средний поверхностный размер шероховатости
`15e-6 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Средняя высота трубы появляется дефекты. Более грубая стенка приводит к большему падению давления в турбулентном режиме для падения давления, вычисленного с корреляцией Haaland.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите также:

Pressure loss model
Heat transfer model

к Correlation for flow inside tubes.

`Laminar flow upper Reynolds number limit` — Самое большое число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение
2000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Самое большое число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение. Между этим значением и Turbulent flow lower Reynolds number, режим течения является переходным.

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` — Самое маленькое число Рейнольдса, которое указывает на турбулентное течение
4000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Самое маленькое число Рейнольдса, которое указывает на турбулентное течение. Между этим значением и Laminar flow upper Reynolds number limit, режим течения является переходным.

`Laminar friction constant for Darcy friction factor` — Коэффициент падения давления из-за вязкого трения в ламинарных течениях
64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент в уравнениях падения давления для вязкого трения в ламинарных течениях. Этот параметр может также быть известен как масштабный фактор. Значение по умолчанию соответствует круговому поперечному сечению трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Tube cross section на Generic и Pressure loss model к Correlation for flow inside tubes.

`Heat transfer coefficient model` — Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой
`Correlation for flow inside tubes` (значение по умолчанию) | `Colburn equation`

Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой. Доступные настройки:

Colburn equation. Используйте эту установку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи с пользовательскими переменными a, b, и c. В жидкости и зонах пара, коэффициент теплопередачи основан на уравнении Colburn. В зоне смеси жидкого пара коэффициент теплопередачи основан на уравнении Каваллини-Цеккина.
Correlation for flow inside tubes. Используйте эту установку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи для потоков трубопровода. В жидкости и зонах пара, коэффициент теплопередачи вычисляется с корреляцией Гниелинского. В зоне смеси жидкого пара коэффициент теплопередачи вычисляется уравнением Каваллини-Цеккина.

`Coefficients [a, b, c] for aRe^bPr^c in liquid zone` — Коэффициенты уравнения Colburn в жидкой зоне
[.023, .8, .33] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор из положительных скалярных величин

Трехэлементный вектор, содержащий эмпирические коэффициенты уравнения Colburn. Каждая жидкая зона имеет отличный номер Nusselt, который вычисляется уравнением Colburn на зону. Общая форма уравнения Colburn:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c} .$

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer coefficient model на Colburn equation.

`Coefficients [a, b, c] for aRe^bPr^c in mixture zone` — Коэффициенты уравнения Каваллини-Цеккина в зоне смеси
[.05, .8, .33] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор из положительных скалярных величин

Трехэлементный вектор, содержащий эмпирические коэффициенты уравнения Каваллини-Цеккина. Каждая жидкая зона имеет отличный номер Nusselt, который вычисляется в зоне смеси уравнением Каваллини-Цеккина:

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer coefficient model на Colburn equation.

`Coefficients [a, b, c] for aRe^bPr^c in vapor zone` — Коэффициенты уравнения Colburn в зоне пара
[.023, .8, .33] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор из положительных скалярных величин

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c} .$

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer coefficient model на Colburn equation.

`Laminar flow Nusselt number` — Отношение конвективных к проводящей теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
3.66 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отношение конвективных к проводящей теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости. Жидкий номер Nusselt влияет на уровень теплопередачи и зависит от поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer coefficient model на Correlation for flow inside tubes.

`Fouling factor` — Дополнительное тепловое сопротивление из-за загрязнения депозитов
`0.1 m^2*K/kW` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Дополнительное тепловое сопротивление из-за загрязняющихся слоев на поверхностях стенки. В действительных системах загрязняющиеся депозиты растут в зависимости от времени. Однако рост является достаточно медленным, чтобы быть принятым постоянный во время симуляции.

`Total fin surface area` — Общая площадь поверхности теплопередачи пластин
`0 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая площадь поверхности теплопередачи обеих сторон всех пластин. Например, если пластина является прямоугольной, площадь поверхности удваивает область прямоугольника.

Общая площадь поверхности теплопередачи является суммой площади поверхности канала и эффективной финансовой площади поверхности, которая является продуктом Fin efficiency и Total fin surface area.

`Fin efficiency` — Отношение пластины, фактической к идеальным уровням теплопередачи
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Отношение фактической теплопередачи к идеальной теплопередаче через пластины.

`Initial fluid energy specification` — Начальное состояние двухфазной жидкости
`Temperature` (значение по умолчанию) | `Vapor quality` | `Vapor void fraction` | `Specific enthalpy` | `Specific internal energy`

Количество раньше описывало начальное состояние жидкости: температура, качество пара, испаряется пустая часть, определенная энтальпия или определенная внутренняя энергия.

`Initial two-phase fluid pressure` — Жидкое давление в начале симуляции
`0.101325 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Жидкое давление в начале симуляции.

`Initial two-phase fluid temperature` — Температура в начале симуляции
`293.15 K` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

Температура в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную температуру в канале. Векторное значение представляет начальную температуру во входе и выходе в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Вход и порты выхода идентифицированы согласно начальному направлению потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial fluid energy specification на Temperature.

`Initial two-phase fluid vapor quality` — Часть массы пара в начале симуляции
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементный вектор

Часть массы пара в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднее начальное качество пара в канале. Векторное значение представляет начальное качество пара во входе и выходе в форме [inlet, outlet]]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Вход и порты выхода идентифицированы согласно начальному направлению потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial fluid energy specification на Vapor quality.

`Initial two-phase fluid vapor void fraction` — Объем пара фракционируется в начале симуляции
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементный вектор

Объем пара фракционируется в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную букву пусто часть в канале. Векторное значение представляет начальную букву пусто часть во входе и выходе в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Вход и порты выхода идентифицированы согласно начальному направлению потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial fluid energy specification на Vapor void fraction.

`Initial two-phase fluid specific enthalpy` — Энтальпия на единицу массы в начале симуляции
`1500 kJ/kg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

Энтальпия на единицу массы в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную определенную энтальпию в канале. Векторное значение представляет начальную определенную энтальпию во входе и выходе в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Вход и порты выхода идентифицированы согласно начальному направлению потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial fluid energy specification на Specific enthalpy.

`Initial two-phase fluid specific internal energy` — Внутренняя энергия на единицу массы в начале симуляции
`1500 kJ/kg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

Внутренняя энергия на единицу массы в двухфазном жидком канале в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную определенную внутреннюю энергию в канале. Векторное значение представляет начальную определенную внутреннюю энергию во входе и выходе в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Вход и порты выхода идентифицированы согласно начальному направлению потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial fluid energy specification на Specific internal energy.

Сырой воздух 2

`Flow geometry` — Сырая настройка воздушного потока
`Flow perpendicular to bank of circular tubes` (значение по умолчанию) | `Flow inside one or more tubes` | `Generic`

Сырой путь к воздушному потоку. Поток может запуститься внешне по набору труб или внутренний к трубе или набору труб. Можно также задать типовую параметризацию на основе эмпирических значений.

`Number of tubes` — Количество сырых воздушных труб
25 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество сырых воздушных труб. Больше труб приводит к более высокому падению давления из-за вязкого трения, но большей суммы площади поверхности для теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes.

`Total length of each tube` — Общая длина каждой сырой воздушной трубы
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая длина каждой сырой воздушной трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes.

`Tube cross section` — Перекрестная частная форма трубы
`Circular` (значение по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

Перекрестная частная форма одной трубы. Установите на Generic задавать произвольную перекрестную частную геометрию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes.

`Tube inner diameter` — Внутренний диаметр одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Circular.

`Tube width` — Внутренняя ширина одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Rectangular.

`Tube height` — Внутренняя высота одной трубы
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренняя высота одного поперечного сечения трубы. Поперечное сечение и высота универсальны вдоль трубы. Ширина и высота влияют на падение давления и вычисления теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию Flow geometry Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Rectangular.

`Annulus inner diameter (heat transfer surface)` — Меньший диаметр кольцевого поперечного сечения
`0.05 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию Flow geometry Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Annular.

`Annulus outer diameter` — Больший диаметр кольцевого поперечного сечения
`0.1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Annular.

`Cross-sectional area per tube` — Внутренняя площадь потока в каждой трубе
`0.002 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренняя площадь потока каждой трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Generic.

`Wetted perimeter of tube cross-section for pressure loss` — Периметр поперечного сечения трубы та жидкость касания
`0.15 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Generic.

`Perimeter of tube cross-section for heat transfer` — Периметр одной трубы для вычислений теплопередачи
`0.15 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Tube cross-section к Generic.

`Pressure loss model` — Метод вычисления падения давления из-за вязкого трения
`Correlation for flow inside tubes` (значение по умолчанию) | `Euler number per tube row` | `Pressure loss coefficient` | `Correlation for flow over tube bank`

Метод вычисления падения давления из-за вязкого трения. Различные модели доступны для различных настроек потока. Настройки:

Correlation for flow inside tubes. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления с корреляцией Haaland.
Pressure loss coefficient. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления на основе эмпирического коэффициента потерь.
Euler number per tube row. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления на основе эмпирического Числа Эйлера.
Correlation for flow over tube bank. Используйте эту установку, чтобы вычислить падение давления на основе Хагенского номера.

Доступные модели падения давления зависят от установки Flow geometry.

Зависимости

Когда Flow geometry установлен в Flow inside one or more tubes, Pressure loss model может быть установлен в также:

Pressure loss coefficient.
Correlation for flow inside tubes.

Когда Flow geometry установлен в Flow perpendicular to bank of circular tubes, Pressure loss model может быть установлен в также:

Correlation for flow over tube bank.
Euler number per tube row.

Когда Flow geometry установлен в Generic, параметр Pressure loss model отключен. Падение давления вычисляется опытным путем параметром Pressure loss coefficient, delta_p/(0.5*rho*v^2).

`Pressure loss coefficient, delta_p/(0.5rhov^2)` — Эмпирический коэффициент потерь для всего падения давления в канале
10 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент потерь может быть вычислен от номинальных условий работы или настроен, чтобы соответствовать экспериментальным данным. Коэффициент падения давления задан как:

$ξ = \frac{Δ p}{\frac{1}{2} ρ v^{2}},$

где Δp является перепадом давления, ρ является двухфазной плотностью жидкости, и v является скоростью потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите также:

Flow geometry к Generic.
Pressure loss model к Pressure loss coefficient.

`Aggregate equivalent length of local resistances` — Объединенная продолжительность всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Объединенная продолжительность всех локальных сопротивлений в трубах. Это - продолжительность трубки, которая приводит к тому же падению давления как сумма всех незначительных потерь в трубе из-за таких вещей как повороты, Тис или объединения. Более долгая эквивалентная длина приводит к большему падению давления.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss model на Correlations for flow inside tubes.

`Internal surface absolute roughness` — Средний поверхностный размер шероховатости
`15e-6 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите также:

Pressure loss model
Heat transfer coefficient model

к Correlation for flow inside tubes.

`Laminar flow upper Reynolds number limit` — Самое большое число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение
2000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Самое большое число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение. Между этим значением и Турбулентным течением более низкий предел числа Рейнольдса, режим течения является переходным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Pressure loss model к Correlation for flow inside tubes.

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` — Самое маленькое число Рейнольдса, которое указывает на турбулентное течение
4000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Самое маленькое число Рейнольдса, которое указывает на турбулентное течение. Между этим значением и Ламинарным течением верхний предел числа Рейнольдса, режим течения является переходным между ламинарными и турбулентными режимами.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Pressure loss model к Correlation for flow inside tubes.

`Laminar friction constant for Darcy friction factor` — Коэффициент падения давления из-за вязкого трения в ламинарных течениях
64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент в уравнениях падения давления для вязкого трения в ламинарных течениях. Этот параметр также известен как масштабный фактор. Значение по умолчанию соответствует круговому поперечному сечению трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Correlation for flow inside tubes, Tube cross section к Generic, и Pressure loss model к Correlation for flow inside tubes.

`Heat transfer coefficient model` — Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой
`Correlation for flow over tube bank` (значение по умолчанию) | `Colburn equation` | `Correlation for flow inside tubes`

Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой. Доступные настройки:

Colburn equation. Используйте эту установку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи с пользовательскими переменными a, b, и c уравнения Colburn.
Correlation for flow over tube bank. Используйте эту установку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи на основе корреляции пучка труб с помощью Хагенского номера.
Correlation for flow inside tubes. Используйте эту установку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи для потоков трубопровода с корреляцией Гниелинского.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на также:

Flow perpendicular to bank of circular tubes.
Flow inside one or more tubes.

`Coefficients [a, b, c] for aRe^bPr^c` — Коэффициенты уравнения Colburn
[0.023, 0.8, 0.33] (значение по умолчанию) | трехэлементный вектор

Трехэлементный вектор, содержащий эмпирические коэффициенты уравнения Colburn. Уравнение Colburn является формулировкой для вычисления Номера Nusselt. Общая форма уравнения Colburn:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c} .$

Когда Heat transfer coefficient model установлен в Colburn equation, и Flow geometry установлен в Flow inside one or more tubes, или Flow geometry установлен в Generic, уравнение Colburn по умолчанию:

$Nu = 0.023 {Ре}^{0.8} {PR}^{1 / 3} .$

Когда Heat transfer coefficient model установлен в Colburn equation, и Flow geometry установлен в Flow perpendicular to bank of circular tubes, уравнение Colburn по умолчанию:

$Nu = 0.27 {Ре}^{0.63} {PR}^{0.36} .$

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

Flow geometry к также:
- Flow inside one or more tubes
- Flow perpendicular to bank of circular tubes
и Heat transfer coefficient model к Colburn equation.
Flow geometry к Generic.

`Laminar flow Nusselt number` — Отношение конвективных к проводящей теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
3.66 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes, Tube cross-section к Generic, и Heat transfer parameterization к Correlation for flow inside tubes.

`Tube bank grid arrangement` — Геометрическое размещение строк трубы в банке
`Inline` (значение по умолчанию) | `Staggered`

Выравнивание труб в пучке труб. Строки или в соответствии с их соседями, или поражены.

Inline: Все строки трубы расположены непосредственно друг позади друга.
Staggered: Трубы одной строки трубы расположены в разрыве между трубами предыдущей строки трубы.

Выравнивание метро влияет на номер Nusselt и уровень теплопередачи.