Preview

Аэрокосмический научный журнал

Расширенный поиск

Система уравнений теплообмена и изменения массы фазы в проточных аккумуляторах теплоты фазового перехода

https://doi.org/10.24108/aersp.0317.0000068

Полный текст:

Аннотация

В статье предложена система дифференциальных уравнений, описывающих процессы в проточных аккумуляторах теплоты фазового перехода (АФП) и поставлена соответствующая краевая задача. При этом используется упрощенная математическая модель со следующими основными допущениями – предполагается одномерность течения теплоносителя, квазистационарность температурных полей, одномерность перемещения границы раздела фаз.

В отличие от других работ, посвященных расчетам проточных АФП, основанных на аналогичных упрощениях, использование в данной статье такого параметра, как удельная масса фазы на единицу длины аккумулятора (на погонный метр длины) в качестве неизвестной (искомой) функции, приводит к записи дифференциальных уравнений универсальной для всех проточных АФП, в которых приемлемы используемые при их выводе упрощения. Конкретные отличия для различных аккумуляторов выражаются в том, что коэффициенты в уравнениях представляют собой разные функции, соответствующие конкретному конструктивному исполнению этих устройств. Отмечены два примера вычисления таких коэффициентов (термических сопротивлений) для конкретных типов аккумуляторов, вычисляемых на основе одномерности и квазистационаности применительно к границе раздела фаз.

Представленная математическая модель в силу своей общности позволяет описать широкий класс проточных аккумуляторов теплоты и на этой основе проводить анализ особенностей процессов зарядки и разрядки, а также осуществлять выбор их оптимальных параметров с целью оптимизации работы энергетической установки в целом. 

Об авторе

Н. А. Россихин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва
Россия

Россихин Николай Алексеевич

Кафедра Э-6 "Теплофизика", старший преподаватель.



Список литературы

1. Sarada Kuravi, Jamie Trahan, D.Yogi Goswami, Rahman M.M., Stefanakos E. K. Thermal energy storage technologies and systems for concentrating solar power plants // Progress in Energy and Combustion Science. 2013. Vol. 39. No. 4. Pp. 285–319. DOI: 10.1016/j.pecs.2013.02.001

2. Грилихес В.А., Матвеев В.М., Полуэктов В.П. Солнечные высокотемпературные источники тепла для космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1975. 247 с.

3. Arkar C., Medved S. Enhanced solar assisted building ventilation system using sphere encapsulated PCM thermal heat storage // 2nd Workshop IEA ECES IA Annex 17: Advanced thermal energy storage techniques – feasibility studies and demonstration projects (Ljubljana, Slovenia, April 3-5, 2002). Ljubljana, 2002.

4. Спэрроу Е.М., Сю С.Ф. Замкнутое аналитическое решение задачи о затвердевании вблизи плоской стенки, охлаждаемой вынужденной конвекцией // Труды Американского общества инженеров-механиков. Сер. С: Теплопередача. 1981. Т. 103. № 3. C. 231–233.

5. Россихин Н.А., Чукаев А.Г. Затвердевание ограниченного плоского слоя материала, омываемого теплоносителем // Естественные и технические науки. 2015. № 11. С. 482–484.

6. Россихин Н.А., Чукаев А.Г. Затвердевание цилиндрического слоя материала, омываемого изнутри теплоносителем // Естественные и технические науки. 2016. № 2. С. 87–89.

7. Россихин Н.А., Чукаев А.Г. Затвердевание цилиндрического слоя материала, омываемого снаружи теплоносителем // Естественные и технические науки. 2016. № 2. С. 90–92.

8. Россихин Н.А. Уравнение изменения массы фазы в аккумуляторе теплоты фазового перехода // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 5(17). С. 28. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-5-726

9. Россихин Н.А. Особенности расчета аккумуляторов теплоты на фазовых переходах с промежуточным теплоносителем // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 5 (17). С. 29. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-5-727

10. Зорина И.Г., Россихин Н.А., Чукаев А.Г. Расчет теплообмена и изменения соотношения фаз в протяженных проточных аккумуляторах теплоты с прямоугольными вставками // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн . 2016. № 4. С. 34-47. DOI: 10.7463/0416.0836051


Для цитирования:


Россихин Н.А. Система уравнений теплообмена и изменения массы фазы в проточных аккумуляторах теплоты фазового перехода. Аэрокосмический научный журнал. 2017;3(3):39-52. https://doi.org/10.24108/aersp.0317.0000068

For citation:


Rossikhin N.A. A System of Equations of Heat Transfer and Changing Phase Mass in Phase Transition Heat Accumulators. Aerospace Scientific Journal. 2017;3(3):39-52. (In Russ.) https://doi.org/10.24108/aersp.0317.0000068

Просмотров: 126


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-0982 (Online)