Моделирование теплопереноса в композитных те­лах, арми­рованных трубками с завихрителями, по кото­рым прокачивается в тур­булентном режиме закрученный жид­кий теплоноситель. I. Поста­новка задачи

A. P. Yankovskii

Анотація


Получена система уравнений, описывающих стационарный тепломассоперенос в композитных телах, пространственно армированных системой трубок с завихрителями, по которым в турбулентном режиме прокачивается закрученный несжимаемый жидкий теплоноситель. Для определения скоростных форм-параметров потоков в трубках использованы основные соотношения модели трансформации вихря в канале с завихрителями. Сформулирована соответствующая краевая задача. Показано, что система квазилинейных разрешающих уравнений имеет составной тип, причем траектории трубок совпадают с действительными характеристиками этой системы. Продемонстрировано, что кроме традиционных температурных и тепловых условий, задаваемых на границе теплообменника, необходимо дополнительно задавать температуры и значения скоростных форм-параметров закрученных потоков жидкостей на входе их в трубки. Эти входные температуры жидкости и форм-параметры потока позволяют управлять подводом или отводом тепла из теплообменника.

 

Зразок для цитування: А. П. Янковский, “Моделирование теплопереноса в композитных телах, армированных трубками с завихрителями, по которым прокачивается в турбулентном режиме закрученный жидкий теплоноситель. I. Постановка задачи,” Мат. методи та фіз.-мех. поля математики, 63, № 2, 137–149 (2020).


Ключові слова


тепломассоперенос, композитные конструкции, армирование трубками, жидкий теплоноситель, структурная модель, турбулентное течение, каналы с завихрителями, модель трансформации вихря

Посилання


N. S. Bakhvalov, G. P. Panasenko, Averaging Processes in Periodic Media. Mathematical Problems of Mechanics of Composites [in Russian], Nauka, Moscow (1984).

A. Dzhuraev, Systems of Equations of Composite Type [in Russian], Nauka, Moscow (1972).

V. P. Isachenko, V. A. Osipova, A. S. Sukomel, Heat Transfer [in Russian], Energija, Moscow (1975).

V. V. Vasiliev, Yu. M. Tarnopol’skii, Composite Materials: Handbook [in Russian], Mashinostrojenije, Moscow (1990).

A. G. Laptev, N. A. Nikolaev, M. M. Basharov, Methods of Intensification and Simulation of Heat Mass ExchangeProcesses [in Russian], Teplotekhnik, Moscow (2011).

A. K. Malmeister, V. P. Tamuzh, G. A. Teters, The Resistance of Polymer and Composite Materials [in Russian], Zinatne, Riga (1980).

O. V. Mitrofanova, Hydrodynamics and Heat Exchange of swirling flows in the channels of nuclear power plants [in Russian], Fizmatlit, Moscow (2010).

Yu. V. Nemirovskii, A. P. Yankovskii, “Heat conduction of the structures with a system of capillary tubes,” Mat. Met. Fiz.-Mekh. Polya, 42, No. 1, 139–155 (1999) (in Russian).

Yu. M. Tarnopol’skii, I. G. Zhigun, V. A. Poliakov, Spatially Reinforced Composites: Handbook, [in Russian] Mashinostroenie, Moscow (1987).

Heat Transfer. Selected Works of Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences B. S. Petukhov and His Disciples [in Russian], Izd. “Shans,” Moscow (2012).

V. F. Formalev, E. L. Kuznetsova, Heat Transfer in Anisotropic Bodies under Aerodynamic Heating [in Russian], Izd. Mai-print, Moscow (2010).

A. P. Yankovskii, “Modeling of heat conduction processes in spatially reinforced composites with an arbitrary orientation of fibres,” Prikl. Fiz., No. 3, 32–38 (2011).

A. P. Yankovskii, “Refined model of steady-state heat transfer in composite bodies reinforced with tubes with a liquid heat-transfer agent which moves in a laminar regime. 1. Formulation of the problem,” Mekh. Kompozit. Mater., 50, No. 1, 115–132 (2014); English translation: Yankovskii A. P. “A refined model of stationary heat transfer in composite bodies reinforced with pipes containing a heat-transfer fluid moving in laminar flow conditions,” Mech. Compos. Mater., 50, No. 1, 83–94 (2014), https://doi.org/10.1007/s11029-014-9395-1

A. P. Yankovskii, “Refined model of heat transfer in composite bodies reinforced with tubes with a liquid heat-transfer agent moving in a developed turbulent regime,” Inzh.-Fiz. Zh., 88, No. 4, 935–944 (2015); English translation: J. Eng. Phys. Thermophys., 88, No. 4, 968–977, https://doi.org/10.1007/s10891-015-1272-9

J. Schuster, D. Heider, K. Sharp, M. Glowania, “Measuring and modeling the thermal conductivities of three-dimensionally woven fabric composites,” Mech. Compos. Mater., 45, No. 2, 165–174 (2009), https://doi.org/10.1007/s11029-009-9072-y


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.