Heat Exchanger (TL-MA)

Моделирует теплообмен между сырой воздушной сетью и тепловой гидравлической сетью

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Интерфейсы Гидравлической сети/Теплообменники

Описание

Блок Heat Exchanger (TL-MA) моделирует теплообменник с одной сырой воздушной сетью, которая течет между портами A2 и B2, и одной тепловой гидравлической сетью, которая течет между портами A1 и B1. Потоки жидкости могут быть выровнены в параллельных встречных или поперечных строениях потока.

Тепловой жидкостный воздушный теплообменник не подходит для систем охлаждения. Смотрите Испаритель Конденсатора (2P-MA) или Испаритель Конденсатора (TL-2P) для теплообменников, которые могут использоваться в холодильных системах.

Можно смоделировать сторону сырого воздуха как поток в трубах, поток вокруг трубы с тепловой жидкостью или с помощью эмпирической, типовой параметризации. Сырой воздух содержит воздух, следящий газ и водяной пар, которые могут конденсироваться в течение всего цикла теплообмена. Модель блока учитывает скрытое тепло, которое выделяется, когда вода конденсируется на поверхности теплопередачи. Этот жидкий слой не собирается на поверхности и, как принято, полностью удаляется из последующего потока сырого воздуха. Скорость конденсации влаги возвращается как физический сигнал в порт W.

Блок использует метод Effectiveness-NTU (E-NTU), чтобы смоделировать теплопередачу через общую стенку. Загрязнение на стенках теплообменника, которое увеличивает тепловое сопротивление и уменьшает теплообмен между двумя жидкостями, также моделируется. Можно также опционально смоделировать ребра как на стороне сырого воздуха, так и на стороне тепловой жидкости. Падение давления из-за вязкого трения с обеих сторон теплообменника может быть смоделировано аналитически или путем типовой параметризации, которую можно использовать, чтобы настроить на собственные данные.

Можно смоделировать сторону тепловой жидкости как поток в трубах, поток вокруг трубки с сырым воздухом или с помощью эмпирической, типовой параметризации.

Строение теплообменника

Эффективность теплообменника основана на выбранном строении теплообменника, свойствах жидкости, геометрии трубы и строения потока на каждой стороне теплообменника, а также использовании и размере ребер.

Устройство потока

Параметр Flow arrangement присваивает относительные пути потока между двумя сторонами:

Parallel flow указывает, что жидкости движутся в том же направлении.
Counter flow указывает, что жидкости движутся параллельно, но в противоположных направлениях.
Cross flow указывает, что жидкости движутся перпендикулярно друг другу.

Тепловое перемешивание

Когда Flow arrangement установлено на Cross flowиспользуйте параметр Cross flow arrangement, чтобы указать, разделены ли потоки тепловой жидкости или сырого воздуха на несколько путей перегородками или стенками. Без этих разделений поток может свободно перемешиваться и рассматривается как смешанный. Обе жидкости, одна жидкость или ни одна жидкость не могут быть смешаны в поперечном потоке. Смешивание гомогенизирует температуру жидкости вдоль направления потока второй жидкости и изменяется перпендикулярно второму потоку жидкости.

Несмешанные потоки изменяются по температуре как вдоль, так и перпендикулярно пути потока второй жидкости.

Примеры строений кросс-потока

Обратите внимание, что направление потока во время симуляции не влияет на выбранную настройку расположения потока. Порты на блоке не отражают физические положения портов в системе физического теплообмена.

Все устройства для потока являются однопроходными, что означает, что жидкости не делают нескольких поворотов в теплообменнике для дополнительных точек теплопередачи. Чтобы смоделировать многоходовой теплообменник, можно расположить несколько блоков теплообменника (TL-MA) последовательно или параллельно.

Например, чтобы достичь двухпроходного строения на стороне сырого воздуха и однопроходного строения на стороне тепловой жидкости, можно соединить стороны сырого воздуха последовательно и стороны тепловой жидкости с тем же входом параллельно (такие как два блока Источника Массового Расхода с половиной общего массового расхода), как показано ниже.

Геометрия потока

Flow geometry наборов параметров устройство потока жидкости соответствующего диалогового окна вкладки как внутри трубы или набора труб, или перпендикулярно блоку труб. Можно также задать эмпирическое типовое строение.

Когда Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubes, используйте параметр Tube bank grid arrangement, чтобы задать выравнивание группы труб другой жидкости как Inline или Staggered. Красная стрела, указывающая вниз на рисунке ниже, указывает направление жидкости, вытекающей наружу к блоку труб. Рисунок Inline также показывает параметры Number of tube rows along flow direction и Number of tube segments in each tube row. Здесь направление потока относится к жидкости соответствующей диалоговой вкладки, а трубка относится к трубке другой жидкости. Параметр Length of each tube segment in a tube row показан на Шаггерном рисунке.

Только одна жидкость может Flow geometry установлена на Flow perpendicular to bank of circular tubes за раз. Другая жидкость должна быть сконфигурирована таким образом Flow inside one or more tubes или Generic. Если Flow geometry для обеих жидкостей установлено в Flow perpendicular to bank of circular tubes, вы получите ошибку.

Плавники

Строение теплообменника без ребер, когда параметр Total fin surface area установлен в 0 m^2. Ребра вводят дополнительную площадь поверхности для дополнительного теплопередачи. Каждая сторона жидкости имеет отдельную площадь плавника.

Эффективность-теплопередача NTU

Скорость теплопередачи вычисляется по усредненным свойствам обеих жидкостей.

Теплопередача рассчитывается как:

$Q = ϵ C_{Min} (T_{In,TL} - T_{In,MA}),$

где:

C _Min является меньшим из скоростей теплоемкости двух жидкостей. Скорость теплоемкости является продуктом удельного тепла жидкости, _c p и массового расхода жидкости. _C Min всегда положительный.
T _In, TL является входной температурой тепловой жидкости.
T _In, MA является температурой на входе сырого воздуха.
ε - эффективность теплообменника.

Эффективность является функцией скорости теплоемкости и количества передаточных модулей, NTU, а также изменяется на основе расположения потока теплообменника, которое более подробно обсуждается в Effectiveness by Flow Organization. Значение NTU определяется как:

$N T U = \frac{1}{C_{Min} R},$

где R - общее тепловое сопротивление между двумя потоками, из-за конвекции, проводимости и любого загрязнения стенок трубы:

$R = \frac{1}{U_{TL} A_{Th,TL}} + \frac{F_{TL}}{A_{Th,TL}} + R_{W} + \frac{F_{MA}}{A_{Th,MA}} + \frac{1}{U_{MA} A_{Th,MA}},$

и где:

U - коэффициент конвективной теплопередачи соответствующей жидкости. Этот коэффициент обсуждается более подробно в коэффициентах теплопередачи.
F - Fouling factor на стороне тепловой жидкости или сырого воздуха, соответственно.
R W является Thermal resistance through heat transfer surface.
A _Th - площадь поверхности теплопередачи соответствующей стороны теплообменника. _A Th - это сумма площади поверхности стенки, A W и Total fin surface area_, A F:

$A_{Th} = A_{W} + η_{F} A_{F},$
где η F является Fin efficiency.

Эффективность по компоновке потока

Эффективность теплообменника изменяется в зависимости от его строения потока и смешивания в каждой жидкости.

Когда Flow arrangement установлено на Parallel flow:

$ϵ = \frac{1 - exp [- N T U (1 + C_{R})]}{1 + C_{R}}$
Когда Flow arrangement установлено на 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 установлено на Cross flow и Cross flow arrangement установлено на 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 установлено на Cross flow и Cross flow arrangement установлено на 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 смешивается, а другая не смешивается, уравнение эффективности зависит от относительных скоростей теплоемкости жидкостей. Когда Flow arrangement установлено на Cross flow и Cross flow arrangement установлено на Thermal Liquid 1 mixed & Moist Air 2 unmixed или Thermal Liquid 1 unmixed & Moist Air 2 mixed:

Когда жидкость с _Cmax смешивается и жидкость с _Cmin не смешивается:

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

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

C R обозначает отношение между скоростями теплоемкости двух жидкостей:

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

Уплотнение

Со стороны сырого воздуха на поверхности теплопередачи может образоваться слой конденсации. Этот жидкий слой может влиять на количество тепла, передаваемого между сырым воздухом и тепловой жидкостью. Уравнения для теплопередачи E-NTU выше приведены для сухой теплопередачи. Для коррекции влияния конденсации уравнения E-NTU дополнительно вычисляются с мокрыми параметрами, перечисленными ниже. Любое из двух расчетных тепловых скоростей потока жидкости, результатов в большем количестве охлаждения со стороны сырого воздуха, используется в тепловых расчетах для каждой зоны [1]. Чтобы использовать этот метод, число Льюиса принято близким к 1 [1], что верно для сырого воздуха.

Количества E-NTU, используемые для вычислений скорости теплопередачи

	Расчет сухого раствора	Мокрый расчет
Температура на входе в зону сырого воздуха	_Tin,MA	_Tin,wb,MA
Скорость 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 - температура впускного отверстия сырого воздуха.
_Tin,wb,MA - температура влажного воздуха, смоченного с луковицей, связанная с _Tin,MA.
${\bar{\dot{m}}}_{M A}$ - сухой воздушный массовый расход жидкости.
${\bar{c}}_{p, M A}$ - теплоемкость сырого воздуха на единицу массы сухого воздуха.
${\bar{c}}_{e q, M A}$ - эквивалентная теплоемкость. Эквивалентной теплоемкостью является изменение удельной энтальпии сырого воздуха (на модуль сухого воздуха). ${\bar{h}}_{M A}$ относительно температуры в условиях насыщенного сырого воздуха:

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

Массовый расход жидкости конденсированного водяного пара, выходящего из потока сырой воздушной массы, зависит от относительной влажности между входным отверстием сырого воздуха и стенкой канала и NTU теплообменника:

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

где:

W _стенке МА - коэффициент влажности на поверхности теплопередачи.
W _в, МА является отношением влажности на входном отверстии потока сырого воздуха.
NTU _MA - количество передаточных модулей на стороне сырого воздуха, рассчитанное 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, связанный с конденсацией паров воды, основан на различии между специфической энтальпией паров, h _{водой, стенкой} и специфической 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 не накапливается на поверхности теплопередачи и не влияет на геометрические параметры, такие как диаметр трубы.

Коэффициенты теплопередачи

Приведенные ниже уравнения применяются как к стороне тепловой жидкости, так и к стороне сырого воздуха и используют соответствующие свойства жидкости.

Поток внутри труб

Коэффициент конвективной теплопередачи изменяется в соответствии с числом Нуссельта жидкости:

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

где:

Nu - среднее число Нуссельта, которое зависит от режима течения.
k - теплопроводность жидкости.
D H - гидравлический диаметр трубы.

Для турбулентных потоков число Нуссельта вычисляется корреляцией Гнилинского:

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

где:

Re - жидкое число Рейнольдса.
Pr - жидкое число Прандтля.

Для ламинарных течений число Нуссельта задается параметром Laminar flow Nusselt number.

Для переходных потоков число Нуссельта является смесью между ламинарным и турбулентным числами Нуссельта.

Поток через банк труб

Когда Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubesчисло Нуссельта вычисляется на основе числа Хагена, Hg, и зависит от Tube bank grid arrangement настройки:

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

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 - Longitudinal tube pitch (along flow direction), расстояние между центрами труб вдоль направления потока. Направление потока является направлением потока внешней жидкости.
l T - Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction), расстояние между центрами трубки в одном ряду другой жидкости.
l D - диагональный интервал между трубами, вычисленный как $l_{D} = \sqrt{{(\frac{l_{T}}{2})}^{2} + l_{L}^{2}} .$

Для получения дополнительной информации о вычислении числа Хагена см. [6].

Измерения l L и _l T показаны в поперечном сечении трубчатого блока ниже. Эти расстояния одинаковы для обоих типов расположения банка сетки.

Поперечное сечение труб с измерениями тангажа

Эмпирическая формулировка числа Нуссельта

Когда параметр Heat transfer coefficient model установлен в Colburn equation или когда Flow geometry установлено на Genericчисло Нуссельта вычисляется эмпирическим уравнением Колберна:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c},$

где a, b и c заданы в параметре Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c.

Падение давления

Потоки внутри труб

Падение давления из-за вязкого трения изменяется в зависимости от режима течения и строения.

Для турбулентных потоков, когда число Рейнольдса выше Turbulent flow lower Reynolds number limit, и когда Pressure loss model установлено на Correlations for flow inside tubes, падение давления на трение вычисляется в терминах коэффициента трения Дарси.

Для стороны тепловой жидкости перепадом давления между портом A1 и внутренним узлом I1 является:

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

где:

$\dot{m}$ _A1 - общая скорость 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 - трубопровод тепловой жидкости Internal surface absolute roughness. Обратите внимание, что коэффициент трения зависит от числа Рейнольдса и вычисляется в обоих портах для каждой жидкости.
L - Total length of each tube на стороне тепловой жидкости.
L _Add является боковой Aggregate equivalent length of local resistances тепловой жидкости, которая является эквивалентной длиной трубки, которая вводит такое же количество потерь, как и сумма потерь из-за других локальных сопротивлений в трубке.
A _CS является общей 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 - общая скорость потока жидкости через порт B1.

Коэффициент трения Дарси в B1 порта:

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

Для ламинарных течений, когда число Рейнольдса ниже Laminar flow upper Reynolds number limit, и когда Pressure loss model установлено на Correlations for flow inside tubes, падение давления на трение вычисляется в терминах Laminar friction constant for Darcy friction factor, λ. λ является пользовательским параметром, когда Tube cross-section задано значение Genericв противном случае значение вычисляется внутренне.

Перепад давления между портом A1 и внутренним узлом I1:

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

where - динамическая вязкость жидкости. 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, когда Pressure loss model установлено в Correlations for flow inside tubesперепадом давления из-за вязкого трения является сглаженная смесь между значениями для ламинарного и турбулентного падения давления.

Эмпирический состав для потоков внутри труб

Когда Pressure loss model установлено на Pressure loss coefficient или когда Flow geometry установлено на Generic, падения давления из-за вязкого трения вычисляются эмпирическим коэффициентом падения давления, ξ. Те же уравнения применяются как к стороне сырого воздуха, так и к стороне тепловой жидкости и используют соответствующие свойства жидкости.

Для стороны тепловой жидкости перепадом давления между портом A1 и внутренним узлом I1 является:

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

Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

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

Падение давления для потока через банки труб

Когда Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubesЧисло Хагена используется для вычисления падения давления из-за вязкого трения. Те же уравнения применяются как к стороне сырого воздуха, так и к стороне тепловой жидкости и используют соответствующие свойства жидкости.

Для стороны сырого воздуха перепадом давления между портом A2 и внутренним узлом I2 является:

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

где:

μ - динамическая вязкость сырой воздушной жидкости.
N R является Number of tube rows along flow direction. Когда сырой воздух течет наружу к блоку труб, это количество строк трубок тепловой жидкости вдоль направления потока сырого воздуха.

Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

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

Эмпирический состав для потоков через трубы

Когда для Pressure loss model задано значение Euler number per tube row или когда Flow geometry установлено на Generic, потеря давления из-за вязкого трения вычисляется коэффициентом падения давления, в терминах числа Эйлера, Eu:

$Eu = \frac{ξ}{N_{R}},$

где ξ - эмпирический коэффициент 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

Тепловая Жидкость

Общая скорость накопления массы в тепловой жидкости определяется как:

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

где:

_MTL - общая масса тепловой жидкости.
$\dot{m}$ _A1 - массовый расход жидкости в порту A1.
$\dot{m}$ _B1 - массовый расход жидкости в порту B1.

Поток положителен, когда течет в блок через порт.

Уравнение сохранения энергии связывает изменение удельной внутренней энергии с теплопередачей жидкостью:

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

где:

u _TL является удельной внутренней энергией тепловой жидкости.
φ _A1 является энергетической скоростью потока жидкости в порту A1.
φ _B1 является энергетической скоростью потока жидкости в порту B1.
Q - скорость теплопередачи, которая положительна при выходе из объема тепловой жидкости.

Сырой Воздух

Существует три уравнения для сохранения массы на стороне сырого воздуха: одно для смеси сырого воздуха, одно для конденсированного водяного пара и одно для следового газа.

Примечание

Если для Trace gas model задано значение None в Moist Air Properties (MA) блоке следовой газ не моделируется блоками во влажной воздушной сети. В блоке Heat Exchanger (TL-MA) это означает, что уравнение сохранения для следового газа установлено на 0.

Скорость накопления массы сырой воздушной смеси учитывает изменения всего потока сырой воздушной массы через порты теплообменника и массового расхода жидкости конденсации:

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

Уравнение сохранения массы для водяного пара учитывает транзит водяного пара через сторону сырого воздуха и образование 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 - массовая доля пара . $\frac{d x_{w}}{d t}$ - скорость изменения этой дроби.
${\dot{m}}_{w,A2}$ - водяной пар, массовый расход жидкости в порту A2.
${\dot{m}}_{w,B2}$ - водяной пар, массовый расход жидкости в порту B2.
${\dot{m}}_{C o n d}$ - скорость конденсации.

Баланс массы следового газа:

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

где:

x g - массовая доля следового газа . $\frac{d x_{g}}{d t}$ - скорость изменения этой дроби.
${\dot{m}}_{g,A2}$ - трассировочный газ, массовый расход жидкости в порту A2.
${\dot{m}}_{g,B2}$ - трассировочный газ, массовый расход жидкости в порту B2.

Экономия энергии на стороне сырого воздуха учитывает изменение удельной внутренней энергии из-за теплопередачи и конденсации водяного пара из массы сырого 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 порту A2.
ϕ _B2 является энергетической скоростью потока жидкости в порту B2.
ϕ _{_Cond} - это расход энергии из-за конденсации.

Тепло, переданное к или от сырого воздуха, Q, равно теплу, переданному от или к тепловой жидкости.

Порты

Сохранение

расширить все

`A1` - Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

Входное или выходное отверстие сопоставлено с тепловой жидкостью.

`B1` - Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

Входное или выходное отверстие сопоставлено с тепловой жидкостью.

`A2` - Порт сырого воздуха
сырой воздух

Входное или выходное отверстие сопоставлено с сырым воздухом.

`B2` - Порт сырого воздуха
сырой воздух

Входное или выходное отверстие сопоставлено с сырым воздухом.

Выход

расширить все

`W` - Скорость конденсации сырого воздуха
физический сигнал

Скорость конденсации воды в потоке сырого воздуха. Конденсат не накапливается на поверхности теплопередачи.

Параметры

расширить все

Строение

`Flow arrangement` - Выравнивание пути потока
`Cross flow` (по умолчанию) | `Parallel flow` | `Counter flow`

Путь потока между сторонами теплообменника. Доступные схемы потока:

Parallel flow. Потоки идут в том же направлении.
Counter flow. Потоки идут параллельно друг другу, в противоположных направлениях.
Cross flow. Потоки идут перпендикулярно друг другу.

`Cross flow arrangement` - условие теплового смешения в каждом из проточных каналов
`Thermal Liquid 1 unmixed & Moist Air 2 mixed` (по умолчанию) | `Both fluids unmixed` | `Thermal Liquid 1 mixed & Moist Air 2 unmixed` | `Both fluids mixed`

Выберите, может ли каждая из жидкостей смешиваться в своем канале. Смешанный поток означает, что жидкость свободно перемещается в поперечном направлении, когда она перемещается вдоль пути потока. Несмешанный поток означает, что жидкость ограничена перемещением только вдоль пути потока. Для примера сторона с плавниками рассматривается как незакрытый поток.

Зависимости

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

`Thermal resistance through heat transfer surface` - Термическое сопротивление стенки
`0 K/kW` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Термическое сопротивление стенки, разделяющей две стороны теплообменника. Тепловое сопротивление стенки, загрязнение стенки и коэффициент конвективной теплопередачи жидкости влияют на количество тепла, передаваемого между потоками.

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

Площадь потока в тепловом гидравлическом порте A1.

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

Площадь потока в тепловом гидравлическом порте B1.

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

Площадь потока в порте A2 сырого воздуха.

`Cross-sectional area at port B2` - Площадь, нормальная к потоку в порте B2
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в порте B2 сырого воздуха.

Тепловая Жидкость 1

`Flow geometry` - строение теплового потока жидкости
`Flow inside one or more tubes` (по умолчанию) | `Flow perpendicular to bank of circular tubes` | `Generic`

Путь течения тепловой жидкости. Поток может проходить наружу по набору труб или внутренним к трубке или набору труб. Можно также задать типовую параметризацию на основе эмпирических значений.

`Number of tubes` - Количество тепловых жидкостей
`25` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество тепловых жидкостей. Больше труб приводит к более высоким потерям давления из-за вязкого трения, но больше площади поверхности для теплопередачи.

Зависимости

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

`Total length of each tube` - Общая длина каждой трубки тепловой жидкости
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая длина каждой трубки тепловой жидкости.

Зависимости

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

`Tube cross section` - Форма поперечного сечения трубы
`Circular` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

Форма поперечного сечения одной трубы. Установите значение Generic для задания произвольной геометрии поперечного сечения.

Зависимости

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

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

Внутренний диаметр поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и диаметр равномерны вдоль трубы. Размер диаметра влияет на расчеты падения давления и теплопередачи.

Зависимости

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

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

Внутренняя ширина поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и ширина равномерны вдоль трубы. Ширина и высота влияют на расчеты падения давления и теплопередачи.

Зависимости

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

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

Внутренняя высота поперечного сечения одной трубы. Поперечное сечение и высота равномерны вдоль трубы. Ширина и высота влияют на расчеты падения давления и теплопередачи.

Зависимости

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

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

Меньший диаметр кольцевого сечения одной трубы. Поперечное сечение и внутренний диаметр равномерны вдоль трубы. Внутренний диаметр влияет на расчеты падения давления и теплопередачи. Теплопередача происходит через внутреннюю поверхность затрубного пространства.

Зависимости

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

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

Больший диаметр кольцевого сечения одной трубы. Поперечное сечение и наружный диаметр равномерны вдоль трубы. Внешний диаметр влияет на расчеты падения давления и теплопередачи.

Зависимости

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

`Cross-sectional area per tube` - Площадь внутреннего потока в каждой трубе
`0.002 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренние площади потока каждой трубки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным 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, который касается жидкости
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Периметр поперечного сечения трубы, к которому прикасается жидкость. Поперечное сечение и периметр равномерны по трубе. Это значение применяется в расчетах падения давления.

Зависимости

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

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

Периметр трубы для вычисления теплопередачи. Это часто так же, как и периметр трубы, но в таких случаях, как кольцевое поперечное сечение, это может быть только внутренний или внешний диаметр, в зависимости от теплопередающей поверхности. Поперечное сечение и периметр трубы равномерны по трубе.

Зависимости

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

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

Метод расчета падения давления от вязкого трения. Различные модели доступны для различных строений потока. Настройки:

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

Доступные модели падения давления зависят от настройки Flow geometry.

Зависимости

Когда Flow geometry установлено на Flow inside one or more tubes, Pressure loss model можно установить на:

Pressure loss coefficient.
Correlation for flow inside tubes.

Когда Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubes, Pressure loss model можно установить на:

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

Когда Flow geometry установлено на Genericпараметр Pressure loss model отключен. Падение давления вычисляется эмпирически с параметром Pressure loss coefficient, delta_p/(0.5*rho*v^2).

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

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

Коэффициент потерь может быть вычислен из номинального рабочего условия или может быть настроен в соответствии с экспериментальными данными. Он определяется как:

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

где Δp - перепад давления, ρ - плотность тепловой жидкости, а v - скорость потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите либо:

Flow geometry с Flow inside one or more tubes и Pressure loss model к Pressure loss coefficient.
Flow geometry с Generic.

`Aggregate equivalent length of local resistances` - Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах. Это длина трубы, которая приводит к тому же падению давления, что и сумма всех незначительных потерь в трубе из-за таких вещей, как повороты, тройники или объединения. Более длинная эквивалентная длина приводит к большему падению давления.

Зависимости

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

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

Средняя высота дефектов поверхности трубы. Более грубая стенка приводит к большему падению давления в турбулентном режиме для падения давления, рассчитанному корреляцией Haaland.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow inside one or more tubes и либо:

Pressure loss model
Heat transfer coefficient model

на Correlation for flow inside tubes.

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

Самое большое число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение. Между этим значением и нижним пределом числа Рейнольдса турбулентного потока, режим течения является переходным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow inside one or more tubes и либо:

Pressure loss model
Heat transfer model

на Correlation for flow inside tubes.

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` - наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток
`4000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток. Между этим значением и верхним пределом числа Рейнольдса Ламинарного течения, режим течения является переходным между ламинарным и турбулентным режимами.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным 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` (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 сечению трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным 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` (по умолчанию) | `Colburn equation` | `Correlation for flow inside tubes`

Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой. Доступны следующие настройки:

Colburn equation. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи с пользовательскими переменными a, b и c уравнения Колберна.
Correlation for flow over tube bank. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи на основе корреляции пучка труб с помощью числа Хагена.
Correlation for flow inside tubes. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи для потоков трубопроводов с корреляцией Гнилинского.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry либо на:

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

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

Трехэлементный вектор, содержащий эмпирические коэффициенты уравнения Колберна. Уравнение Колберна является формулировкой для вычисления числа Нуссельта. Общая форма уравнения Колберна:

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c} .$

Когда для Heat transfer coefficient model задано значение Colburn equation, а для Flow geometry задано значение Flow inside one or more tubes, или Flow geometry установлено значение Generic, уравнение Колбёрна по умолчанию является:

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

Когда для Heat transfer coefficient model задано значение Colburn equation, а для Flow geometry задано значение Flow perpendicular to bank of circular tubes, уравнение Колбёрна по умолчанию является:

$Nu = 0.27 {Ре}^{0.63} {PR}^{0.36} .$

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

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

`Laminar flow Nusselt number` - Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
`3.66` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости. Число Нуссельта жидкости влияет на скорость теплопередачи и зависит от поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным 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 трубных строк в банке
`Inline` (по умолчанию) | `Staggered`

Выравнивание труб в пучке труб. Строки находятся в линии с соседями или в шахматном порядке.

Inline: Все строки труб расположены непосредственно позади друг друга.
Staggered: Трубы одного ряда труб расположены в зазоре между трубами предыдущей строки труб.

Выравнивание трубы влияет на число Нуссельта и скорость теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Number of tube rows along flow direction` - Количество рядов сырой воздушной трубки в пучке труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество сырой воздушной трубки, строк в банке труб. Строки выровнены по направлению течения тепловой жидкости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Number of tube segments in each tube row` - Количество трубок сырого воздуха в каждой строке пучка труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество трубок сырого воздуха в каждой строке трубной полости. Это измерение перпендикулярно потоку тепловой жидкости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Length of each tube segment in a tube row` - Длина каждой трубки сырого воздуха
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина каждой трубки сырого воздуха, которая охватывает строку трубок. Все трубы в пучке труб имеют одинаковую длину.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Tube outer diameter` - Наружный диаметр трубки сырого воздуха
`0.05 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Наружный диаметр трубки сырого воздуха. Поперечное сечение равномерно по трубе, поэтому диаметр постоянен по всему потоку. Это значение влияет на потери потока через банк труб из-за вязкого трения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Longitudinal tube pitch (along flow direction)` - Расстояние от центра до центра между строками трубок сырого воздуха
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами труб банка сырой воздушной трубки, совпадающее с направлением течения тепловой жидкости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction)` - Расстояние между центром и центром между трубками сырой жидкости в ряду
`0.15` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами труб в ряду трубок сырого воздуха. Это измерение перпендикулярно направлению потока тепловой жидкости. Для получения дополнительной информации см. раздел Коэффициенты теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Euler number per tube row, delta_p/(N0.5rho*v^2)` - Число Эйлера для каждой строки банка труб
`10` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Эмпирический коэффициент перепада давления через одну строку труб. Число Эйлера является отношением между перепадом давления и импульсом жидкости:

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

где N - Number of tube rows along flow direction, Δp - перепад давления, ρ - плотность тепловой жидкости, и v - скорость потока.

Каждая строка труб расположена в плоскости, перпендикулярной потоку тепловой жидкости.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите либо:

Flow geometry с Flow perpendicular to bank of circular tubes и Pressure loss model к Euler number per tube row.
Flow geometry с Generic.

`Minimum free-flow area` - наименьшая общая площадь потока между входным и выходным отверстиями
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Наименьшая общая площадь потока между входным и выходным отверстиями. Если канал является набором каналов, труб, пазов или пазов, минимальная площадь свободного потока является суммой наименьших площадей.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

`Heat transfer surface area without fins` - Общая площадь поверхности теплопередачи, исключая ребра
`2 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая площадь поверхности теплопередачи, исключая ребра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

`Thermal liquid volume inside heat exchanger` - Общий объем тепловой жидкости в теплообменнике
`0.05 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общий объем тепловой жидкости в теплообменнике.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

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

Дополнительное тепловое сопротивление из-за загрязнения слоев на поверхностях стенки. В реальных системах загрязняющие отложения со временем растут. Однако рост является достаточно медленным, чтобы быть принятым постоянным во время симуляции.

`Total fin surface area` - Общая площадь поверхности теплопередачи всех ребер
`0 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая площадь поверхности теплопередачи обеих сторон всех ребер. Для примера, если плавник прямоугольный, площадь поверхности вдвое больше площади прямоугольника.

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

`Fin efficiency` - Отношение фактического плавника к идейным скоростям теплопередачи
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Отношение фактической теплопередачи к идеальной теплопередаче через ребра.

`Initial thermal liquid pressure` - Давление сырого воздуха в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Давление тепловой жидкости в начале симуляции.

`Initial thermal liquid temperature` - Температура в начале симуляции
`293.15 K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

Температура в канале тепловой жидкости в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную температуру в канале. Значение вектора представляет начальную температуру на входе и выходе в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Сырой Воздух 2

`Flow geometry` - строение потока сырого воздуха
`Flow perpendicular to bank of circular tubes` (по умолчанию) | `Flow inside one or more tubes` | `Generic`

Путь потока сырого воздуха. Поток может проходить наружу по набору труб или внутренним к трубке или набору труб. Можно также задать типовую параметризацию на основе эмпирических значений.

`Number of tubes` - Количество трубок сырого воздуха
`25` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество трубок сырого воздуха. Больше труб приводит к более высоким потерям давления из-за вязкого трения, но больше площади поверхности для теплопередачи.

Зависимости

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

`Total length of each tube` - Общая длина каждой трубки сырого воздуха
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая длина каждой трубки сырого воздуха.

Зависимости

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

`Tube cross section` - Форма поперечного сечения трубы
`Circular` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

Зависимости

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

`Cross-sectional area per tube` - Площадь внутреннего потока в каждой трубе
`0.002 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Внутренние площади потока каждой трубки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным 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, который касается жидкости
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

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

Зависимости

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

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

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

Доступные модели падения давления зависят от настройки Flow geometry.

Зависимости

Когда Flow geometry установлено на Flow inside one or more tubes, Pressure loss model можно установить на:

Pressure loss coefficient.
Correlation for flow inside tubes.

Когда Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubes, Pressure loss model можно установить на:

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

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

Коэффициент потерь может быть вычислен из номинального рабочего условия или может быть настроен в соответствии с экспериментальными данными. Коэффициент определяется как:

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

где Δp - перепад давления, ρ - плотность сырого воздуха, а v - скорость потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите либо:

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

`Aggregate equivalent length of local resistances` - Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow inside one or more tubes и либо:

Pressure loss model
Heat transfer coefficient model

на Correlation for flow inside tubes.

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

Зависимости

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` - наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток
`4000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

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

Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой. Доступны следующие настройки:

Colburn equation. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи с пользовательскими переменными a, b и c уравнения Колберна.
Correlation for flow over tube bank. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи на основе корреляции пучка труб с помощью числа Хагена.
Correlation for flow inside tubes. Используйте эту настройку, чтобы вычислить коэффициент теплопередачи для потоков трубопроводов с корреляцией Гнилинского.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry либо на:

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

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

$Nu = a {Ре}^{b} {PR}^{c} .$

Когда для Heat transfer coefficient model задано значение Colburn equation и Flow geometry установлено на Flow inside one or more tubes, или Flow geometry установлено значение Generic, уравнение Колбёрна по умолчанию является:

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

Когда для Heat transfer coefficient model задано значение Colburn equation и Flow geometry установлено на Flow perpendicular to bank of circular tubes, уравнение Колбёрна по умолчанию является:

$Nu = 0.27 {Ре}^{0.63} {PR}^{0.36} .$

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

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

`Laminar flow Nusselt number` - Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
`3.66` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Tube bank grid arrangement` - Геометрическое размещение строк тепловых жидкостей в банке
`Inline` (по умолчанию) | `Staggered`

Выравнивание труб в пучке труб. Строки находятся в линии с соседями или в шахматном порядке.

Inline: Все строки труб расположены непосредственно позади друг друга.
Staggered: Трубы одного ряда труб расположены в зазоре между трубами предыдущей строки труб.

Выравнивание трубы влияет на число Нуссельта и скорость теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Number of tube rows along flow direction` - Количество строк тепловых жидкостей в пучке труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество строк труб тепловой жидкости в банке труб. Строки совмещены с направлением потока сырого воздуха.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Number of tube segments in each tube row` - Количество тепловых жидкостей в каждой строке пучка труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество тепловых жидкостных трубок в каждой строке набора труб. Это измерение перпендикулярно потоку сырого воздуха.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Length of each tube segment in a tube row` - Длина каждой трубки тепловой жидкости
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Длина каждой трубки тепловой жидкости, которая охватывает строку трубок. Все трубы в пучке труб имеют одинаковую длину.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Tube outer diameter` - Наружный диаметр одной трубки тепловой жидкости
`0.05 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Наружный диаметр трубки тепловой жидкости. Поперечное сечение равномерно по трубе, поэтому диаметр постоянен по всему потоку. Это значение влияет на потери потока через банк труб из-за вязкого трения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Longitudinal tube pitch (along flow direction)` - Расстояние по центру между строками тепловых жидкостей
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами труб банка тепловых жидкостей, совмещенное с направлением потока сырого воздуха.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction)` - Расстояние между центрами тепловых жидкостей в ряд
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами труб в строку тепловых жидкостей. Это измерение перпендикулярно направлению потока сырого воздуха. Для получения дополнительной информации см. раздел Коэффициенты теплопередачи.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes.

`Euler number per tube row, delta_p/(N0.5rho*v^2)` - Число Эйлера для каждой строки банка труб
`10` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

где N - Number of tube rows along flow direction, Δp - перепад давления, ρ - плотность сырой воздушной смеси, и v - скорость потока.

Каждая строка труб расположена в плоскости, перпендикулярной потоку сырого воздуха.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Flow perpendicular to bank of circular tubes и Pressure loss model к Euler number per tube row.

`Minimum free-flow area` - наименьшая общая площадь потока между входным и выходным отверстиями
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

`Heat transfer surface area without fins` - Общая площадь поверхности теплопередачи, исключая ребра
`2 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая площадь поверхности теплопередачи, исключая ребра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

`Moist air volume inside heat exchanger` - Общий объем сырого воздуха в теплообменнике
`0.05 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общий объем сырого воздуха в теплообменнике.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry равным Generic.

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

`Total fin surface area` - Общая площадь поверхности теплопередачи всех ребер
`0 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Fin efficiency` - Отношение фактического плавника к идейным скоростям теплопередачи
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Отношение фактической теплопередачи к идеальной теплопередаче через ребра.

`Initial moist air pressure` - Давление сырого воздуха в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Давление сырого воздуха в начале симуляции.

`Initial moist air temperature` - Температура в начале симуляции
`293.15 K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

Температура в канале сырой жидкости в начале симуляции. Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную температуру в канале. Значение вектора представляет начальную температуру на входе и выходе в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

`Initial moisture specification` - Спецификация на влагу
`Relative humidity` (по умолчанию) | `Specific humidity` | `Mole fraction` | `Humidity ratio`

Спецификация влаги, которая может быть установлена как относительная влажность, удельная влажность, мольная доля водяного пара или коэффициент влажности.

`Initial moist air relative humidity` - Относительная влажность в начале симуляции
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементного вектора

Относительная влажность в канале сырого воздуха в начале симуляции. Относительная влажность - это отношение парциального давления водяного пара к давлению насыщения водяного пара или отношение молярной фракции водяного пара к молярной фракции водяного пара при насыщении.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную относительную влажность в канале. Значение вектора представляет начальную относительную влажность воздуха на входе и выходе в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial moisture specification равным Relative humidity.

`Initial moist air specific humidity` - Удельная влажность в начале симуляции
`0.01` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементного вектора

Удельная влажность в канале сырого воздуха в начале симуляции. Удельная влажность - это массовая доля водяного пара в общей массе водяного пара, прослеживаемого газа и сухого воздуха.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную удельную влажность в канале. Значение вектора представляет начальную удельную влажность на входе и выходе в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial moisture specification равным Specific humidity.

`Initial moist air water vapor mole fraction` - Молярная доля водяного пара в начале симуляции
`0.01` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементный вектор

Молярная доля водяного пара во влажном воздушном канале в начале симуляции. Молярная фракция водяного пара относится к комбинированному молярному количеству водяного пара, следов и сухого воздуха.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю начальную паромольную фракцию в канале. Значение вектора представляет начальную мольную фракцию пара во входном и выходном отверстиях в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial moisture specification равным Mole fraction.

`Initial moist air humidity ratio` - Коэффициент влажности в начале симуляции
`0.01` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементный вектор

Коэффициент влажности в канале сырого воздуха в начале симуляции. Коэффициент влажности - это отношение массы водяного пара к массе сухого воздуха и следового газа.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднее начальное отношение влажности в канале. Значение вектора представляет начальный коэффициент влажности на входном и выходном отверстиях в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial moisture specification равным Humidity ratio.

`Initial trace gas specification` - Тип измерения следового газа
`Mass fraction` (по умолчанию) | `Mole fraction`

Тип измерения следового газа.

`Initial moist air trace gas mass fraction` - Количество прослеживаемого газа в канале сырого воздуха
`0.001` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементного вектора

Количество прослеживаемого газа в канале сырого воздуха по массовой доле в начале симуляции. Массовая доля относится к общей массе водяного пара, следового газа и сухого воздуха.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю массовую долю газа в канале. Значение вектора представляет начальную массовую долю следового газа во входном и выходном отверстиях в виде [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Этот параметр игнорируется, если для параметра Trace gas model в блоке Moist Air Properties (MA) задано значение None.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial trace gas specification равным Mass fraction.

`Initial moist air trace gas mole fraction` - Молярная доля следового газа в начале симуляции
`0.001` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1] | двухэлементного вектора

Количество прослеживаемого газа в канале сырого воздуха на молярную долю в начале симуляции. Мольная фракция относится к совокупному молярному общему количеству водяного пара, следового газа и сухого воздуха.

Этот параметр может быть скаляром или двухэлементным вектором. Скалярное значение представляет среднюю молярную фракцию газа в канале. Значение вектора представляет начальную молярную фракцию следового газа на входном и выходном отверстиях в форме [inlet, outlet]. Блок вычисляет линейный градиент между этими двумя портами. Входное и выходное отверстия идентифицируются в соответствии с начальным направлением потока.

Этот параметр игнорируется, если для параметра Trace gas model в блоке Moist Air Properties (MA) задано значение None.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial trace gas specification равным Mole fraction.

`Relative humidity at saturation` - Относительная точка влажности конденсации
`1` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Относительная точка влажности конденсации. Конденсация происходит выше этого значения. Значение, больше 1, указывает на перенасыщенный пар.

Примеры моделей

Электрическое Транспортное средство Тепловое Управление

Моделирует систему теплового управления электрического транспортного средства аккумулятора. Система состоит из двух циклов теплоносителя, холодильного цикла и кабины ОВКВ цикла. Тепловой нагрузкой являются батареи, силовой агрегат и кабина.

Ссылки

[1] Справочник ASHRAE 2013 - Основные принципы. Американское общество инженеров отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха, Inc., 2013.

[2] Braun, J. E., S. A. Klein, and J. W. Mitchell. «Модели эффективности для градирен и охлаждающих катушек». Транзакции ASHRAE 95, № 2, (июнь 1989 г.): 164-174.

[3] Ченгель, Юнус А. Теплопередача: практический подход. 3rd ed, McGraw-Hill, 2007.

[4] Ding, X., Eppe J.P., Lebrun, J., Wasacz, M. "Модель охлаждающей катушки для использования в переходных и/или влажных режимах. Теоретический анализ и экспериментальная валидация ". Материалы третьей Международной конференции по системной симуляции в созданиях (1990 год): 405-411.

[5] Митчелл, Джон У. и Джеймс Э. Браун. Принципы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в созданиях. Уайли, 2013.

[6] Шах, Р. К., и Душан П. Секулич. Основные принципы проекта теплообменника. John Wiley & Sons, 2003.

[7] Уайт, Фрэнк М. Механика Жидкости. 6-е изд, McGraw-Hill, 2009.

См. также

Condenser Evaporator (2P-MA) | Condenser Evaporator (TL-2P) | E-NTU Heat Transfer | Heat Exchanger (G-TL) | Heat Exchanger (TL-TL)

Введенный в R2020b

Документация

Heat Exchanger (TL-MA)

Описание

Строение теплообменника

Эффективность-теплопередача NTU

Уплотнение

Коэффициенты теплопередачи

Падение давления

Уравнения сохранения

Порты

Сохранение

A1 - Тепловой гидравлический порт тепловая жидкость

B1 - Тепловой гидравлический порт тепловая жидкость

A2 - Порт сырого воздуха сырой воздух

B2 - Порт сырого воздуха сырой воздух

Выход

W - Скорость конденсации сырого воздуха физический сигнал

Параметры

Строение

Flow arrangement - Выравнивание пути потока Cross flow (по умолчанию) | Parallel flow | Counter flow

Cross flow arrangement - условие теплового смешения в каждом из проточных каналов Thermal Liquid 1 unmixed & Moist Air 2 mixed (по умолчанию) | Both fluids unmixed | Thermal Liquid 1 mixed & Moist Air 2 unmixed | Both fluids mixed

Зависимости

Thermal resistance through heat transfer surface - Термическое сопротивление стенки 0 K/kW (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

Cross-sectional area at port B2 - Площадь, нормальная к потоку в порте B2 0.01 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Тепловая Жидкость 1

Flow geometry - строение теплового потока жидкости Flow inside one or more tubes (по умолчанию) | Flow perpendicular to bank of circular tubes | Generic

Number of tubes - Количество тепловых жидкостей 25 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Total length of each tube - Общая длина каждой трубки тепловой жидкости 1 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Tube cross section - Форма поперечного сечения трубы Circular (по умолчанию) | Rectangular | Annular | Generic

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

Annulus outer diameter - Больший диаметр кольцевого сечения 0.1 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Cross-sectional area per tube - Площадь внутреннего потока в каждой трубе 0.002 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Wetted perimeter of tube cross-section for pressure loss - Периметр поперечного сечения трубы, который касается жидкости 0.15 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

Pressure loss coefficient, delta_p/(0.5*rho*v^2) - Эмпирический коэффициент потерь для всех падения давления в канале 10 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Aggregate equivalent length of local resistances - Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах 0.1 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

Laminar flow upper Reynolds number limit - Наибольшее число Рейнольдса, которое указывает на ламинарное течение 2000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Turbulent flow lower Reynolds number limit - наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток 4000 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

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

Зависимости

Coefficients [a, b, c] for a*Re^b*Pr^c - Коэффициенты уравнения Колбёрна [0.023, 0.8, 0.33] (по умолчанию) | трехэлементный вектор

Зависимости

Laminar flow Nusselt number - Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости 3.66 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Tube bank grid arrangement - Геометрическое размещение трубных строк в банке Inline (по умолчанию) | Staggered

Зависимости

Number of tube rows along flow direction - Количество рядов сырой воздушной трубки в пучке труб 5 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Number of tube segments in each tube row - Количество трубок сырого воздуха в каждой строке пучка труб 5 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Length of each tube segment in a tube row - Длина каждой трубки сырого воздуха 1 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Tube outer diameter - Наружный диаметр трубки сырого воздуха 0.05 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`A1` - Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

`B1` - Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

`A2` - Порт сырого воздуха
сырой воздух

`B2` - Порт сырого воздуха
сырой воздух

`W` - Скорость конденсации сырого воздуха
физический сигнал

`Flow arrangement` - Выравнивание пути потока
`Cross flow` (по умолчанию) | `Parallel flow` | `Counter flow`

`Thermal resistance through heat transfer surface` - Термическое сопротивление стенки
`0 K/kW` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

`Cross-sectional area at port B2` - Площадь, нормальная к потоку в порте B2
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Flow geometry` - строение теплового потока жидкости
`Flow inside one or more tubes` (по умолчанию) | `Flow perpendicular to bank of circular tubes` | `Generic`

`Number of tubes` - Количество тепловых жидкостей
`25` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Total length of each tube` - Общая длина каждой трубки тепловой жидкости
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Tube cross section` - Форма поперечного сечения трубы
`Circular` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

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

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

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

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

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

`Cross-sectional area per tube` - Площадь внутреннего потока в каждой трубе
`0.002 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wetted perimeter of tube cross-section for pressure loss` - Периметр поперечного сечения трубы, который касается жидкости
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

`Aggregate equivalent length of local resistances` - Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` - наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток
`4000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

`Laminar flow Nusselt number` - Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
`3.66` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Tube bank grid arrangement` - Геометрическое размещение трубных строк в банке
`Inline` (по умолчанию) | `Staggered`

`Number of tube rows along flow direction` - Количество рядов сырой воздушной трубки в пучке труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of tube segments in each tube row` - Количество трубок сырого воздуха в каждой строке пучка труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Length of each tube segment in a tube row` - Длина каждой трубки сырого воздуха
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Tube outer diameter` - Наружный диаметр трубки сырого воздуха
`0.05 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Longitudinal tube pitch (along flow direction)` - Расстояние от центра до центра между строками трубок сырого воздуха
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction)` - Расстояние между центром и центром между трубками сырой жидкости в ряду
`0.15` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Euler number per tube row, delta_p/(N0.5rho*v^2)` - Число Эйлера для каждой строки банка труб
`10` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Minimum free-flow area` - наименьшая общая площадь потока между входным и выходным отверстиями
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Heat transfer surface area without fins` - Общая площадь поверхности теплопередачи, исключая ребра
`2 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Thermal liquid volume inside heat exchanger` - Общий объем тепловой жидкости в теплообменнике
`0.05 m^3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Total fin surface area` - Общая площадь поверхности теплопередачи всех ребер
`0 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Fin efficiency` - Отношение фактического плавника к идейным скоростям теплопередачи
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

`Initial thermal liquid pressure` - Давление сырого воздуха в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Initial thermal liquid temperature` - Температура в начале симуляции
`293.15 K` (по умолчанию) | положительная скалярная величина | двухэлементный вектор

`Flow geometry` - строение потока сырого воздуха
`Flow perpendicular to bank of circular tubes` (по умолчанию) | `Flow inside one or more tubes` | `Generic`

`Number of tubes` - Количество трубок сырого воздуха
`25` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Total length of each tube` - Общая длина каждой трубки сырого воздуха
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Tube cross section` - Форма поперечного сечения трубы
`Circular` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Annular` | `Generic`

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

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

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

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

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

`Cross-sectional area per tube` - Площадь внутреннего потока в каждой трубе
`0.002 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wetted perimeter of tube cross-section for pressure loss` - Периметр поперечного сечения трубы, который касается жидкости
`0.15 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

`Aggregate equivalent length of local resistances` - Комбинированная длина всех локальных сопротивлений в трубах
`0.1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` - наименьшее число Рейнольдса, которое указывает на турбулентный поток
`4000` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

`Laminar flow Nusselt number` - Отношение конвективного к проводящему теплопередаче в ламинарном режиме течения жидкости
`3.66` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Tube bank grid arrangement` - Геометрическое размещение строк тепловых жидкостей в банке
`Inline` (по умолчанию) | `Staggered`

`Number of tube rows along flow direction` - Количество строк тепловых жидкостей в пучке труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of tube segments in each tube row` - Количество тепловых жидкостей в каждой строке пучка труб
`5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Length of each tube segment in a tube row` - Длина каждой трубки тепловой жидкости
`1 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина