Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Нагрев воздуха в вентиляционном канале

температура, потери, охлаждение, вентиляция, электрическая машина, моделирование вентиляционного канала электрической машины

Через охлаждающий канал цилиндрической формы протекает воздух.

Тип задачи

Осесимметричная задача стационарной теплопередачи.

Геометрия

D = 30 мм, L = 4000 мм.

Дано
D = 30 мм, L = 4000 мм;
Скорость воздуха в канале v = 10 м/с,
Коэффициент конвекции a = 50 Вт/К·м²,
Тепловая нагрузка q = 300 Вт/м².

Задание

Определить подогрев воздуха в канале.

Решение

При прохождении воздуха через канал, происходит его подогрев. Это вызывает неравномерное распределение температуры по длине канала. Для учета подогрева разобьем весь канал на n-участков. Решение задачи носит итерационный характер.

1. Задаемся начальной температурой конвекции.
2. Решаем задачу и считаем тепловой поток q каждого участка
3. Считаем подогрев воздуха на каждом участке
4. Корректируем температуры конвекции каждого участка и опять п.2.

Нагрев воздуха можно определить согласно формуле:

dT = dQ / (dV·С·ρ), где
dQ - приобретенная энергия (Дж),
dV - объем воздуха (м³),
С - теплоемкость воздуха (Дж/кг·К),
ρ - плотность воздуха (кг/м³).

Приобретенную энергию можно найти как:

dQ = q·t, где
q - тепловой поток (Вт),
t - время прохождения участка воздухом (с): t = (L/n) / v.

Результаты расчета:
Всего потребовалось 3 итерации, чтобы выйти на установившийся температурный режим. Подогрев воздуха в канале составил: dT = 21.81 °C

Нагрев воздуха в вентиляционном канале

• Скачать файлы задачи