Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературных источников. Цели и задачи исследования. 7
1.1. Требования, предъявляемые к локальным системам кондиционирования и вентиляции. 7
1.2. Конструкция и принципы работы регенеративных теплоутилизаторов в системах кондиционирования воздуха. 10
1.3. Обзор методов расчета и результатов экспериментальных исследований регенеративных теплообменников . 16
1.4. Основные выводы по обзору литературных данных. Постановка целей и задач исследования. 22
2. Методы расчета регенеративных теплоутилизаторов . 24
2.1. Математические модели тепловых и гидродинамических процессов в регенеративном теплоутилизаторе. 24
2.1.1 Уравнения теплообмена в канале регенеративного теплоутилизатора, граничные и начальные условия . 24
2.1.2. Разностные аналоги уравнений тепломассопереноса. 30
2.1.3. Формирование и решение системы алгебраических уравнений. 32
2.1.4. Определение коэффициента теплоотдачи. 35
2.1.5. Вычисление коэффициента гидродинамического сопротивления. 37
2.1.6. Интегральные характеристики эффективности регенеративного теплоутилизатора. 42
2.1.7. Программа расчета характеристик регенеративного теплоутилизатора. 47
2.2. Моделирование процессов в регенеративном
теплоутилизаторе методами вычислительной гидродинамики. 49
3. Экспериментальные исследования регенеративного теплоутилизатора . 54
3.1. Цель и задачи экспериментального исследования. 54
3.2. Описание экспериментальной установки. 55
3.2.1. Измерение расхода воздуха. 59
3.3. Цифровой комплекс измерения температуры и относительной влажности, методика обработки экспериментальных данных . 64
3.4. Оценка погрешности измерений. 73
3.5. Результаты экспериментальных исследований. 78
3.5.1. Исследование аэродинамических процессов. 78
3.5.2. Исследование тепловых процессов. 83
4. Расчетные исследования регенеративного теплоутилизатора . 92
4.1. Результаты параметрического исследования эффективности регенеративного теплоутилизатора. 92
4.2. Результаты расчетного исследования в среде STAR-CD. 96
4.2.1 Распределение температуры по длине канала. 96
4.2.2 Определение коэффициента теплоотдачи. 106
4.2.3 Гидравлические потери. 110
4.2.4 Численный эксперимент для верификации результатов STAR-CD. 115
4.3. Сопоставление результатов расчетных и экспериментальных исследований . 117
Основные результаты, выводы и рекомендации. 124
Литература. 126
Приложения. 134
- Обзор методов расчета и результатов экспериментальных исследований регенеративных теплообменников
- Уравнения теплообмена в канале регенеративного теплоутилизатора, граничные и начальные условия
- Цифровой комплекс измерения температуры и относительной влажности, методика обработки экспериментальных данных
- Сопоставление результатов расчетных и экспериментальных исследований
Введение к работе
Одним из условий для нормальной жизнедеятельности человека является обеспечение необходимых санитарно-гигиенических норм в жилых и производственных помещениях. Параметры микроклимата (газовый состав, температура, влажность, концентрация аэрозолей, скорость движения воздуха) оказывают влияние на самочувствие человека и его работоспособность. Для поддержания параметров микроклимата на требуемом или приемлемом уровне, применяют разные системы кондиционирования воздуха.
Согласно нормативным документам [22, 72, 73], оптимальными условиями пребывания человека в жилых и производственных помещениях является температура 20-22С при относительной влажности в 35-45% и скорости движения воздуха не боле 0,2 м/с.
Современные системы отопления вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВК) являются сложными инженерными объектами, интегрированными в домовые, квартальные и городские энергетические и коммуникационные системы [82]. Капитальные затраты на устройство таких систем согласно [73], достигают 20% от общей стоимости зданий, а эксплуатационные - 25 - 40% общей стоимости эксплуатации [75]. В современных системах жизнеобеспечения для экономии энергии активно используются вторичные энергетические ресурсы, такие, как теплота удаляемого из помещения воздуха [40, 68].
Существует два основных способа использования теплового потенциала вентиляционных выбросов, рециркуляция удаляемого воздуха и теплоутилизация с использованием теплообменных аппаратов. Рециркуляция вентиляционных потоков во многих случаях ограничена санитарными нормами и не допускается, если в удаляемом воздухе содержатся вредные примеси. Вследствие этого при вентиляции бытовых и офисных помещений, наибольшее
5 распространение получили воздушные теплообменники разных конструкций, использующие принцип регенерации или рекуперации теплоты [6, 37].
В процессе работы регенеративных (от латинского regenero — вновь произвожу) теплоутилизаторов одна и та же поверхность насадки попеременно омывается теплым и холодным потоками газов. Процесс аккумуляции тепла происходит в период времени, когда удаляемый из помещения теплый воздух обдувает более холодную насадку. При смене направления подачи воздуха происходит процесс регенерации теплоты, т.е. поступающий в помещение из окружающей среды воздух подогревается более теплой насадкой.
Применение регенеративных теплообменников позволяет снизить потребление энергии до 60% при сравнительно невысоких капитальных вложениях [7, 36, 44]. В связи с этим, при совершенствовании систем теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха значительное внимание необходимо уделить тепловой эффективности и оптимизации конструкции таких регенераторов [28, 45].
Потребность в энергоэффективных системах кондиционирования и вентиляции определяет необходимость детального рассмотрения нестационарного процесса теплообмена, характерного для регенеративного теплоутилизатора [59, 77]. Нужно отметить, что большинство исследований теплоутилизаторов представленных в литературе касаются в основном процессов, имеющих место в рекуперативных и регенеративных установках, применяемых на промышленном производстве [27]. Особенностями таких теплообменников является работа в условиях значительной разности температур и давлений, высокой агрессивности сред, а также большого расхода теплоносителя. Все это в большинстве случаев не характерно для бытовых помещений.
В данной- работе представлены результаты расчетных и экспериментальных исследований стационарных переключающихся регенеративных теплоутилизаторов (СПРТ) локальных систем вентиляции воздуха малой производительности.
Первая глава диссертации посвящена обзору литературных источников и содержит доступную информацию о методах расчета СПРТ и экспериментальных данных, полученных для них. Определены главные направления исследования и сформулированы задачи, решение которых необходимо для повышения эффективности систем локальной вентиляции.
Во второй главе приведена математическая модель тепловых процессов в СПРТ. Сформирован разностный аналог дифференциальных уравнений и краевых условий разработанной математической модели. Представлены структура и интерфейс компьютерной программы расчета температурных полей воздуха и насадки, что позволяет оценить влияние основных режимных, конструктивных и теплофизических параметров на тепловую эффективность регенератора.
Следующая третья глава содержит описание экспериментальных стендов, измерительных приборов и систем, а также методики экспериментальных исследований регенеративных теплоутилизаторов с различными теплоаккумулирующими насадками. Приведены результаты тепловых и аэродинамических исследований процесса теплообмена. Выполнен анализ погрешностей измерений. Полученные экспериментальные данные после усреднения результатов измерений представлены в виде диаграмм.
В последней четвертой главе проводится сравнение данных полученных в ходе эксперимента с результатами расчетных исследований выполненных на основе разработанной математической модели реализованной в виде компьютерной программы. Приведены результаты расчетного исследования тепловых процессов в единичном канале регенератора полученные методами вычислительной гидродинамики (CFD в пакете STAR — CD).
В Заключении приведены основные результаты выполненного исследования и даются рекомендации по проектированию СПРТ.
Обзор методов расчета и результатов экспериментальных исследований регенеративных теплообменников
Стационарные регенеративные теплоутилизаторы классифицируются в зависимости от структуры насадки, материала насадки и направления движения воздушных потоков.
Теплоаккумулирующая насадка может быть регулярной и нерегулярной структуры. В первом случае воздушные каналы имеют одинаковую форму и размеры, во втором — каналы не обладают какой либо определенной формой, а скорость и направление движения воздуха изменяются в соответствии со случайным расположением теплообменных элементов, образующих насадку. Нерегулярная насадка характеризуется повышенным аэродинамическим сопротивлением, повышенной теплопередающей способностью, повышенным перетоком воздуха в ней [32].
Профиль регулярной насадки стационарного регенератора характеризуется толщиной стенки насадки и высотой канала. В общем случае профиль матрицы насадки должен выбираться исходя из степени загрязнения потоков воздуха, напора реверсивного вентилятора, необходимых интервалов и способа прочистки насадки, так же как и необходимой тепловой эффективности.
В стационарных регенераторах, применяемых в СКВ воздуха, как и в ВРТ, происходит не только нагрев, но и увлажнение приточного воздуха (при определенных параметрах воздушных потоков), что сокращает требуемое дополнительное увлажнение воздуха [11, 17, 60]. При этом возникает опасность вторичного загрязнения приточного воздуха, что связано с контактом поверхности насадки попеременно с вытяжным и приточным воздухом [67, 74, 80]. Так как температура воздушных потоков и рабочих поверхностей в регенераторе изменяется не только в пространстве, но и во времени, их расчет значительно сложнее, чем рекуператоров [33, 34]. Некоторые из соотношений, полученных для рекуператоров, такие как уравнения теплового баланса, средней разности температур и КПД, а также различие между прямотоком, противотоком и перекрестным током во многом справедливы и для регенераторов. Но существует принципиальное различие в распределении температур вдоль регенератора по сравнению с рекуператором. При противотоке это различие становится заметным только вблизи концов регенератора. При прямотоке эти отклонения проявляются значительно сильнее [49, 56].
В методах расчета тепловых процессов в регенераторах прослеживаются по существу два главных направления [85]. Одно направление, которое вначале имело особенный успех у представителей металлургической промышленности, исходит из стремления перенести метод расчета, разработанный для рекуператоров, по возможности без изменений на регенераторы и найти только уточненное выражение для коэффициента теплопередачи [10, 88]. Основанием для этого является исследование распределения температур в поперечном сечении насадки вращающегося регенератора, используемого, особенно при высокой разности температур. В этих работах предполагали более или менее очевидным, что температуры вдоль регенератора изменяются так же, как и вдоль рекуператора. Так как процессы в каналах как вращающихся, так и переключающихся стационарных регенераторов одинаковы, то предлагается использовать эти методы для обоих типов регенеративных теплообменников.
В противоположность этому подходу задачей второго направления является исследование отклонений от такого распределения температур, а также более детальный анализ его связи с изменением температур во времени. Пространственную неоднородность температуры в поперечном сечении насадки сначала считают малосущественной или полностью ею пренебрегают. Для насадки регенератора это выражается в том, что рассматривают не локальные температуры насадки, а только среднюю (по координате) температуру в каждом поперечном сечении [85]. Исследования, относящиеся ко второй группе, первоначально были ориентированы, главным образом, на потребности криогенной техники [96, 97].
Работой, в которой реализована уточненная методика расчета эффективности ВРТ, является работа Лебедева В. В. [52]. Целью диссертационной работы является повышение эффективности ВРТ в системах вентиляции и кондиционирования.
Лебедев В.В. на основе выполненного литературного обзора формулирует вывод о том, что изменение температуры поверхности канала насадки ВРТ по времени (за период вращения) происходит по закону близкому к синусоидальному. Увеличение частоты вращения приводит к изменению амплитуды колебания температуры поверхности канала, и она становится практически постоянной и близкой к среднеарифметической величине между температурами горячего и холодного потоков в любом сечении. На основе этого, автор считает, что процесс теплообмена в канале близок к стационарному. Соответственно, для стационарных процессов дифференциальные уравнения, описывающие теплообмен насадки, могут быть существенно упрощены.
Уравнения теплообмена в канале регенеративного теплоутилизатора, граничные и начальные условия
Разработанный метод расчета процесса теплообмена между воздухом и каналом насадки был реализован в виде компьютерной программы в пакете Visual Basic интегрированном в Microsoft Office.
Расчет в программе начинается с ввода режимных, теплофизических и геометрических параметров СПРТ. Затем производится предварительный расчет, который вводится с целью достижения постоянной величины теплосъема (коэффициентов регенерации/аккумуляции) в циклах регенерации/аккумуляции. После выхода на квазистационарный режим происходит расчет распределения температур насадки и воздуха по длине канала и определение коэффициента регенерации/аккумуляции. Графический интерфейс пользователя представляет собой компонент User Form состоящий из шести зон (фреймов). Четыре верхних зоны предназначены для ввода геометрических, теплофизических и режимных параметров рассчитываемого РТ. В пятой зоне можно задавать временные и пространственные параметры разностной сетки, на которой аппроксимируются дифференциальные уравнения математической модели. Это позволяет управлять точностью и временем расчета в зависимости от технических возможностей используемого для вычислений компьютера. Параметр «Предварительное количество циклов» задает число циклов смены направления подачи воздуха, после чего расчет прекращается и происходит вывод результатов расчета. Возможность изменения этого параметр позволяет анализировать процесс выхода РТ на установившийся тепловой режим. Следует отметить, что если предварительное число циклов не задано, то вывод результатов происходит после выполнения условия (2.47).
Последняя зона формы предназначена для управления работой программы, вывода интегральных результатов расчета и задания значения коэффициента теплоотдачи. Управляющая кнопка «ПУСК» запускает программу расчета, кнопка «ВЫХОД» останавливает расчет и выгружает программу из среды Visual Basic. Вывод в форму результатов расчета коэффициентов аккумуляции и регенерации позволяет оперативно контролировать ход расчетных исследований. При установившемся режиме эти коэффициенты должны быть равны или близки с приемлемой точностью. Их несовпадение является результатом погрешностей вычисления или аппроксимации и может быть устранено изменением параметров разностной сетки.
Коэффициент теплоотдачи задается «вручную» по результатам экспериментальных исследований или расчета методами вычислительной гидродинамики. Для вычисления коэффициента по формуле (2.50) соответствующее поле на форме следует оставить пустым. Для ввода исходных данных и вывода результатов расчета используется компонент Textbox, в котором предусмотрена процедура контроля за диапазоном и форматом вводимых числовых данных. Основные результаты расчета, которые представляют собой массив температур воздуха и насадки по узлам пространственной и временной сеток после завершения расчета экспортируется в электронную таблицу Excel. Такой подход позволяет использовать при анализе результатов широкий набор средств визуализации и обработки табличных данных имеющихся в Excel
В последнее время в инженерной практике для решения прикладных задач гидродинамики стали широко использовать специализированные пакеты компьютерных программ, реализующих методы вычислительной гидродинамики (CFD - computational fluid dynamics). С развитием компьютерных технологий и все время растущей производительности машин, стационарные аэродинамические задачи на сетках с небольшим числом узлов, стало возможным считать даже на домашних компьютерах. При корректной постановке задачи и дальнейшей верификации результатов расчета, результаты, полученные с помощью такого моделирования, могут использоваться с большой степенью достоверности при решении инженерных задач.
Для моделирования тепловых процессов и вычисления значения коэффициента теплоотдачи в канале РТ, использовался пакет STAR - CD 4.02, производитель «CD - Adapco».
Так как принято допущение, что течение воздуха во всех каналах насадки происходит одинаково, то для моделирования процессов в регенераторе используется всего четверть отдельного канала, на боковые поверхности которого накладываются условия симметрии. На внешней поверхности канала реализуются адиабатические граничные условия. Это делается для того, чтобы расчетная сетка модели содержала меньше ячеек, что позволяет значительно ускорить машинный счет. Объемная сетка, показанная на рис. 2.8, построена средствами pro - STAR и содержит приблизительно 550000 гексагональных ячеек.
Поверхность канала насадки окрашена зеленым цветом, состоит из ячеек наименьшего размера и на ее поверхности задаются условия теплообмена. Пристеночная область потока является определяющей при моделировании теплообмена, поэтому ячейки, прилегающие к поверхности стенки насадки, тоже выполняются из ячеек минимального размера. Именно эта область расчетной сетки - соприкосновение потока и стенки всегда представляет особый интерес и требует большей детализации. Так как в ядре потока градиент скорости по высоте канала уже не велик, то эта часть расчетной области формируется из ячеек наибольшего размера. Синие ячейки в два раза крупнее красных, и в свою очередь, голубые ячейки в два раза крупнее, чем синие. Таким образом, уменьшается суммарное число ячеек сетки и сокращается время компьютерного счета. Ниже представлены режимные и теплофизические параметры регенератора принятые при моделировании течения воздуха в канале.
Цифровой комплекс измерения температуры и относительной влажности, методика обработки экспериментальных данных
Для организации эффективного воздухообмена в помещении должно работать в противофазе как минимум два регенеративных блока. Один обеспечивает приток свежего наружного воздуха, другой - удаляет комнатный.. Такие установки могут быть смонтированы в различных комнатах: один блок -одна комната. Для большинства жилых помещений такая схема является оптимальной. И только когда помещение больше среднего или в нем одновременно могут находиться более трех людей, то можно рекомендовать использование двух блоков в одной комнате [86].
Производительность таких установок, как правило, рассчитывается для помещений площадью 18 - 30м2. Имеется несколько ступеней регулирования производительности вентилятора, выбираемых потребителем. Кроме того, система управления позволяет включить установку для работы только на приток свежего воздуха или только на вытяжку. Ниже представлены фотографии установки СПРТ «inVENTer» снаружи и в жилом помещении.
Вращающийся регенеративный теплообменник состоит из корпуса со слоем теплоизоляции, в котором находится вращающийся ротор с регенеративной насадкой [31, 98]. Воздух через насадку продувается за счет двух вентиляторов, подающих холодный и теплый потоки воздуха в противоположных направлениях. Внутри корпус регенератора разделен перегородкой на равные секции, чтобы не происходило смешение горячего и холодного потоков. Соответственно, пока одна половина регенеративной насадки находится в горячем потоке и аккумулирует теплоту, вторая половина в это же время отдает теплоту, находясь в холодном потоке воздуха. Недостатками таких устройств являются большие габариты и трудность обеспечения необходимой герметичности между двумя потоками.
Насадки СПРТ так же, как и ВРТ, изготавливаются из полимерных и композитных материалов [4, 25, 83]. Чаще всего насадка делается пористой или в виде решетки, пронизанной множеством в большей или меньшей степени связанных между собой каналов, стенки которых образуют большую теплопередающую поверхность для проходящих через насадку потоков.
СПРТ позволяют организовать как автономную вентиляцию помещений, так и быть элементом центральной системы кондиционирования и вентиляции [7, 16]. Установка для автономной вентиляции помещений была рассмотрена на рис. 1.1. Можно лишь добавить, что применение переключающихся клапанов позволяет использовать в установке нереверсивные (осевые или центробежные) вентиляторы. В отличие от регенеративных вращающихся теплообменников, стационарные регенераторы обладают несколько большим сопротивлением проходу воздуха, поэтому и удельные расходы воздуха, подаваемого в помещение через такие регенераторы, несколько меньше, чем у вращающихся регенераторов [35]. Однако область применения стационарных регенераторов достаточно широкая: помещения с незначительными избытками или недостатками тепла; помещения с искусственным поддержанием микроклимата при небольших количествах подаваемого в них наружного воздуха; различные технологические аппараты, сушилки, холодильные камеры, требующие проветривания внутреннего объема.
Стационарные регенеративные теплоутилизаторы классифицируются в зависимости от структуры насадки, материала насадки и направления движения воздушных потоков.
Теплоаккумулирующая насадка может быть регулярной и нерегулярной структуры. В первом случае воздушные каналы имеют одинаковую форму и размеры, во втором — каналы не обладают какой либо определенной формой, а скорость и направление движения воздуха изменяются в соответствии со случайным расположением теплообменных элементов, образующих насадку. Нерегулярная насадка характеризуется повышенным аэродинамическим сопротивлением, повышенной теплопередающей способностью, повышенным перетоком воздуха в ней [32].
Профиль регулярной насадки стационарного регенератора характеризуется толщиной стенки насадки и высотой канала. В общем случае профиль матрицы насадки должен выбираться исходя из степени загрязнения потоков воздуха, напора реверсивного вентилятора, необходимых интервалов и способа прочистки насадки, так же как и необходимой тепловой эффективности.
В стационарных регенераторах, применяемых в СКВ воздуха, как и в ВРТ, происходит не только нагрев, но и увлажнение приточного воздуха (при определенных параметрах воздушных потоков), что сокращает требуемое дополнительное увлажнение воздуха [11, 17, 60]. При этом возникает опасность вторичного загрязнения приточного воздуха, что связано с контактом поверхности насадки попеременно с вытяжным и приточным воздухом [67, 74, 80].
Так как температура воздушных потоков и рабочих поверхностей в регенераторе изменяется не только в пространстве, но и во времени, их расчет значительно сложнее, чем рекуператоров [33, 34]. Некоторые из соотношений, полученных для рекуператоров, такие как уравнения теплового баланса, средней разности температур и КПД, а также различие между прямотоком, противотоком и перекрестным током во многом справедливы и для регенераторов. Но существует принципиальное различие в распределении температур вдоль регенератора по сравнению с рекуператором. При противотоке это различие становится заметным только вблизи концов регенератора. При прямотоке эти отклонения проявляются значительно сильнее [49, 56].
В методах расчета тепловых процессов в регенераторах прослеживаются по существу два главных направления [85]. Одно направление, которое вначале имело особенный успех у представителей металлургической промышленности, исходит из стремления перенести метод расчета, разработанный для рекуператоров, по возможности без изменений на регенераторы и найти только уточненное выражение для коэффициента теплопередачи [10, 88]. Основанием для этого является исследование распределения температур в поперечном сечении насадки вращающегося регенератора, используемого, особенно при высокой разности температур. В этих работах предполагали более или менее очевидным, что температуры вдоль регенератора изменяются так же, как и вдоль рекуператора. Так как процессы в каналах как вращающихся, так и переключающихся стационарных регенераторов одинаковы, то предлагается использовать эти методы для обоих типов регенеративных теплообменников.
Сопоставление результатов расчетных и экспериментальных исследований
Предложенная уточненная методика выдает хорошие результаты, однако не может быть использована при расчете процесса теплообмена в каналах СПРТ из -за нестационарности самого процесса.
В результате обобщения и анализа данных ряда литературных источников Лебедев В. В. предложил методику расчета потери давления вращающихся регенеративных теплоутилизаторов, которая использована в данной диссертационной работе при расчете потерь давления в СПРТ.
На основе проделанной диссертационной работы автор получил функциональные зависимости термической эффективности, потери давления и площади поверхности теплообмена от геометрии и габаритов теплообменной насадки, расходов потоков воздуха. Обосновал выбор эффективных конструктивных решений и режимных параметров ВРТ.
Важнейшим показателем при оценке работы любого теплообменного аппарата является коэффициент теплопередачи [71, 71], который можно вычислить, зная коэффициенты теплоотдачи а и а , толщину стенки насадки 5 и теплопроводность материала ls, из которого она изготовлена. X. Хаузен предложил сравнительно простой метод расчета коэффициента теплопередачи к, справедливый с достаточно высокой точностью при постоянных физически свойствах и известных коэффициентах теплоотдачи.
Функция Ф отражает влияние очень быстрых изменений температуры, которые претерпевают газ и поверхность насадки непосредственно после переключения. Значение Ф зависит от безразмерного комплекса — ,где а== XJpc — температуропроводность; р —плотность; с — удельная теплоемкость материала насадки. Рассчитав упомянутый комплекс, который при одинаковой продолжительностью обоих периодов (Т=Т) переходит в д /аТ, можно найти значение Ф по графику, представленному в [85]. Таким образом, теплопроводность Xs , необходимую для вычисления коэффициента теплопередачи, можно найти по таблицам, в которых собраны значения теплопроводности большинства конструкционных материалов. Определение коэффициентов теплоотдачи а и а , зависящих, прежде всего от скоростей течения, физических свойств движущихся газов или жидкостей и обычно лишь в слабой степени от состояния поверхности стенки, требует знания сложных законов теплоотдачи. Теплоотдачу при ламинарном и турбулентном течении в канале произвольного поперечного сечения можно посчитать, используя эмпирические зависимости [5, 91]. Но эти зависимости описывают установившийся режим течения, а, следовательно, и стационарный процесс теплообмена при постоянной разнице температур между потоком воздуха и стенкой насадки. Строгое решение этих уравнений получено только для отдельных случаев, в частности, для так называемого стабилизированного ламинарного, течения, которое устанавливается в трубах на достаточном удалении от входа при скоростях ниже критической [1, 2]. Теплоотдача же при турбулентном течении столь сложна, что строгое решение пока кажется невозможным Вследствие переноса теплоты путем теплопроводности (главным образом в пограничном слое) коэффициент теплопередачи а зависит от теплопроводности Xs движущейся среды. Существенную роль играет также вязкость v, поскольку она влияет на толщину пограничного слоя. Кроме того, вследствие конвективного переноса а зависит от средней скорости v, а также плотности р и удельной теплоемкости среды Ср [18, 19]. На гидродинамические процессы и на значение а существенное влияние оказывают диаметр трубы d или эквивалентный размер канала, по которому движется поток [3]. Напротив, длина труды или канала L играет значительно меньшую роль, а во многих случаях ею вообще можно пренебречь. 1.4. Основные выводы по обзору литературных данных. Постановка целей и задач исследования. Проведенный обзор литературных источников позволяет сделать следующие выводы: 1. В настоящее время отсутствует инженерная методика расчета тепловых процессов в СПРТ, позволяющая вычислять циклические температурные поля вентиляционных потоков воздуха и теплоаккумулирующей насадки при различных режимных и конструктивных параметрах. 2. В доступной литературе отсутствуют рекомендации по выбору основных конструктивных, теплофизических и режимных параметров регенераторов СКВ, обеспечивающие их высокую эффективность в широком диапазоне температурных перепадов и расходов воздуха. 3. Экспериментальные данные о тепловых и гидродинамических характеристиках СПРТ носят разрозненный характер и не могут быть использованы для верификации расчетных методов. Основываясь на изложенном, можно сформулировать следующие цели исследования: Разработать методику расчета тепловых процессов в стационарном переключающемся регенеративном теплоутилизаторе. Сформулировать рекомендации по увеличению эффективности СПРТ. Для достижения поставленных целей, необходимо решить следующие задачи: 1. Разработать математическую модель тепловых процессов в СПРТ. 2. На ее основе разработать программный комплекс теплового расчета утилизатора. 3. Разработать методику экспериментального исследования. 4. Верифицировать адекватность разработанной методики. 5. Провести комплексные параметрические исследования, определяющие влияние основных режимных, конструктивных и теплофизических параметров на эффективность СПРТ.
