Condenser Evaporator (TL-2P)

Теплообмен моделей между тепловой жидкой сетью и сетью, которая может подвергнуться фазовому переходу

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Интерфейсы Гидросистемы / Теплообменники

Описание

Блок Condenser Evaporator (TL-MA) моделирует теплообменник с одной тепловой жидкой сетью, которая течет между портами A1 и B1 и одной двухфазной гидросистемой, которая течет между портами A2 и B2. 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 тепловую жидкую сторону как поток в трубах, поток вокруг двухфазной жидкой трубки, или эмпирической, типовой параметризацией.

Блок использует NTU эффективности (E-NTU) метод к теплопередаче модели через разделяемую стену. Загрязнение на стенах обменника, которое увеличивает тепловое сопротивление и уменьшает теплообмен между этими двумя жидкостями, также моделируется. Можно также опционально смоделировать пластины и на тепловых жидких 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 тепловые жидкие потоки на разнообразные пути экранами или стенами. 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 (TL-2P) блоки последовательно или параллельно.

Например, чтобы достигнуть настройки 2D передачи на двухфазной жидкой стороне и однопроходной настройки на тепловой жидкой стороне, можно соединить двухфазные жидкие стороны последовательно и тепловые жидкие 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 тепловое жидкое расположение 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 теплового жидкого потока. Встроенный рисунок также показывает Number of tube rows along flow direction и параметры Number of tube segments in each tube row. Здесь, направление потока относится к тепловому жидкому 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:

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

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, TL} является зональной входной температурой тепловой жидкости.
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:

$R = \frac{1}{U_{2P} A_{Th,2P}} + \frac{F_{2P}}{A_{Th,2P}} + R_{W} + \frac{F_{TL}}{A_{Th,TL}} + \frac{1}{U_{TL} A_{Th,TL}},$
где:
- U является конвективным коэффициентом теплопередачи соответствующей жидкости. Этот коэффициент обсужден более подробно в Двухфазных Жидких Корреляциях и Тепловых Жидких Корреляциях.
- F является Fouling factor на двухфазной жидкой или тепловой жидкой 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 Thermal Liquid 1 mixed & Two-Phase Fluid 2 unmixed или Thermal Liquid 1 unmixed & Two-Phase Fluid 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:

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

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 коэффициентами, 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 A2 и внутренним узлом I2:

$p_{A2} - p_{I2} = \frac{f_{D,A} {\dot{m}}_{A2} | {\dot{m}}_{A2} |}{2 ρ D_{H} A_{Cs}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где:

$\dot{m}$ _A2 является общей скоростью потока жидкости через порт A2.
f _{D, A} является коэффициентом трения Дарси, согласно корреляции Haaland:

$f_{D,A2} = {- 1.8 {log}_{10} [\frac{6.9}{{Re}_{A2}} + {(\frac{ϵ_{R}}{3.7 D_{H}})}^{1.11}]}^{-2},$
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}, двухфазный жидкий Aggregate equivalent length of local resistances, который является эквивалентной длиной трубы, которая вводит то же самое значение потери как сумма потерь из-за других локальных сопротивлений в трубе.
_CS A является общей площадью поперечного сечения трубы.

Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

$p_{B2} - p_{I2} = \frac{f_{D,B} {\dot{m}}_{B2} | {\dot{m}}_{B2} |}{2 ρ D_{H} A_{Cs}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где $\dot{m}$ _B2 является общей скоростью потока жидкости через порт B2.

Коэффициент трения Дарси в порте B2:

$f_{D,B2} = {- 1.8 {log}_{10} [\frac{6.9}{{Re}_{B2}} + {(\frac{ϵ_{R}}{3.7 D_{H}})}^{1.11}]}^{-2} .$

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 A2 и внутренним узлом I2:

$p_{A2} - p_{I2} = \frac{λ μ {\dot{m}}_{A2}}{2 ρ D_{H}^{2} A_{C S}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

где μ является двухфазной жидкой динамической вязкостью. Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

$p_{B2} - p_{I2} = \frac{λ μ {\dot{m}}_{B2}}{2 ρ D_{H}^{2} A_{C S}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

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 A2 и внутренним узлом I2:

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

Перепад давления между портом B2 и внутренним узлом I2:

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

Тепловые жидкие корреляции

Коэффициент теплопередачи для потоков в одной или нескольких трубах

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

Коэффициент теплопередачи для потоков через пучок труб

Когда тепловой жидкий 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 тепловому жидкому потоку.
l _T является Transverse tube pitch (perpendicular to flow direction), показанный на рисунке ниже. Поперечный тангаж 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. [3].

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

Поперечное сечение двухфазной жидкой трубки с измерениями тангажа

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 тепловой жидкий 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 тепловой жидкой стороны. Смотрите Падение давления для получения дополнительной информации.

Падение давления для потока через пучки труб

Когда тепловой жидкий 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 A1 и внутренним узлом I1:

$p_{A1} - p_{I1} = \frac{1}{2} \frac{μ^{2} N_{R}}{ρ D^{2}} Hg (Ре),$

где:

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

Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

$p_{B1} - p_{I1} = \frac{1}{2} \frac{μ^{2} N_{R}}{ρ D^{2}} Hg (Ре) .$

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 A1 и внутренним узлом I1:

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

Перепад давления между портом B1 и внутренним узлом I1:

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

Уравнения сохранения

Двухфазная жидкость

Общая массовая скорость накопления в двухфазной жидкости задана как:

$\frac{d M_{2P}}{d t} = {\dot{m}}_{A2} + {\dot{m}}_{B2},$

где:

_M2P является общей массой двухфазной жидкости.
$\dot{m}$ _A2 является массовым расходом жидкости жидкости в порте A2.
$\dot{m}$ _B2 является массовым расходом жидкости жидкости в порте B2.

Поток положителен при течении в блок через порт.

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

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

где:

u _2P является двухфазной жидкой определенной внутренней энергией.
φ_A2 является энергетической скоростью потока жидкости в порте A2.
φ_B2 является энергетической скоростью потока жидкости в порте B2.
Q является уровнем теплопередачи, который положителен при отъезде двухфазного объема жидкости.

Тепловая жидкость

Общая массовая скорость накопления в тепловой жидкости задана как:

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

Уравнение энергосбережения:

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

где:

ϕ_A1 является энергетической скоростью потока жидкости в порте A1.
ϕ_B1 является энергетической скоростью потока жидкости в порте B1.

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

Порты

Сохранение

развернуть все

`A1` — Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с тепловой жидкостью.

`B1` — Тепловой гидравлический порт
тепловая жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с тепловой жидкостью.

`A2` — Двухфазный жидкий порт
двухфазная жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с двухфазной жидкостью.

`B2` — Двухфазный жидкий порт
двухфазная жидкость

Вставьте или порт выхода, сопоставленный с двухфазной жидкостью.

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.

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 в каждом из каналов потока
`Both fluids unmixed` (значение по умолчанию) | `Both fluids mixed` | `Thermal Liquid 1 mixed & Two-Phase Fluid 2 unmixed` | `Thermal Liquid 1 unmixed & Two-Phase Fluid 2 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` — Стена тепловое сопротивление
`0 K/kW` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Тепловое сопротивление стены, разделяющей две стороны теплообменника. Стена 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 тепловом гидравлическом 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 тепловом гидравлическом порте B1.

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

Площадь потока в двухфазном жидком порте A2.

`Cross-sectional area at port B2` — Площадь потока в порте B2
0.01 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь потока в двухфазном жидком порте B2.

Тепловой жидкий 1

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

Тепловой жидкий путь к 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 тепловых жидких труб
25 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Количество тепловых жидких 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 тепловой жидкой трубы
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Общая длина каждой тепловой жидкой 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

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 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

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 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 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 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

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 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

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 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

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 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

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 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

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. Это задано как:

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

где Δp является перепадом давления, ρ является тепловой жидкой плотностью, и v является скоростью потока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите также:

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

`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 Flow geometry на Flow inside one or more tubes и Pressure loss model к Correlations 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 стена приводит к большему падению давления в турбулентном режиме для падения давления, вычисленного с корреляцией Haaland.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow geometry на Flow inside one or more tubes и 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 стеной
`Correlation for flow over tube bank` (значение по умолчанию) | `Colburn equation` | `Correlation for flow inside tubes`

Метод вычисления коэффициента теплопередачи между жидкостью и стеной. 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

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 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.