Модели переноса тепловой энергии в расчётах теплообменного оборудования

Обоснование. Исследования в области теплопереноса в теплообменном оборудовании показывают значительные отклонения в расчётах, когда теплофизические свойства материалов принимаются усреднёнными. Это создаёт проблемы в проектировании и уменьшает производительность теплообменных аппаратов.

Целью работы является разработка и внедрение моделей теплопередачи с учётом температурных изменений тепловых характеристик материалов с целью повышения точности прогнозов теплопередачи и создания оптимальных конструкций теплообменного оборудования.

Методы. В исследовании использовался численный анализ теплопереноса с учётом температурных изменений теплофизических свойств. Были применены модели подвижности и релаксации теплоносителей. Исследование охватывало анализ таких параметров, как плотность, средняя скорость движения теплоносителей, коэффициент теплопроводности, специфическая теплоёмкость, время релаксации и длина их свободного пути. Методы оценки включали математическое моделирование и численные расчёты.

Результаты. Анализ показал, что использование моделей, учитывающих температурные зависимости, значительно улучшает точность расчётов теплопередачи. Было выявлено, что коэффициент теплопроводности, подвижность носителей и время релаксации существенно зависят от температуры. Определены качественные изменения подвижности тепловых носителей в зависимости от температуры и агрегатного состояния материала.

Заключение. Предложенные модели подвижности и релаксации тепловых носителей позволяют более точно прогнозировать теплопередачу, что улучшает проектирование теплообменных аппаратов и повышает их эффективность в промышленности. Эти модели могут быть использованы для дальнейших исследований и оптимизации теплопередающих систем.