Пример 5.85

Расположение

Demo\Теплогидравлика\Задачи из учебника\Пример 5.85\Пример 5.85.prt

Условие задачи

Определить распределение температуры воды по длине внешнего и внутреннего каналов в тепловыделяющем элементе с двумя ходами теплоносителя (типа трубки "Фильда"). Вода поступает сверху во внешний кольцевой канал, движется вниз, проходит поворот и движется вверх по внутреннему кольцевому каналу до выхода из трубки. Выполнить расчет для следующих условий: длина каждого хода l=2,5 м; температура воды на входе T₀=120℃; расход воды G=0,22 кг/с; тепловой поток на единицу длины центрального тепловыделяющего стержня q_l=3∙10⁴ Вт/м; температура внешней поверхности внешнего канала постоянна по длине и равна T=116℃; коэффициент теплопередачи через разделяющую канал стенку k₁=350 Вт/ (м∙℃); коэффициент теплоотдачи к внешней стенке (или от внешней стенке) α₂=450 Вт/ (м∙℃); k₁ и α₂ постоянны по длине и их значения отнесены к единицы длины. Теплоемкость воды принять постоянной: ср=4,3∙10³ Дж/ (кг∙℃). В результате расчета определить температуру воды в конце первого хода t₁ и на выходе из второго хода t₀, а также координату x_m и значение максимальной температуры t_m воды в первом ходе.

Решение: задача смоделирована центрально-симметрично, каждый из ходов сделан каналом, нижняя полость внутренним узлом. Вход и выход воды - внутренним и граничным узлом. По условиям задачи задана геометрия и граничные условия (см. скрипт проекта), на график выведено распределение температуры по длине обеих ходов. Распределение выводится на график при помощи добавленных в проект сигналов, через пункт главного меню Сервис-Сигналы.

Ответ немного отличается от задачника, потому что стенка между ходами задана не с постоянным коэффициентом теплопередачи по условиям задачи, а из реального материала, у которого определяется свой коэффициент теплопередачи на каждом из участков по высоте (всего 10 участков). Но тем не менее, результат моделирования довольно близок к ответу задачника.

Используемые блоки