Новый подход к
моделированию полей
Языковые версии сайта:

>> >> >>

Нагрев воздуха в вентиляционном канале

Через охлаждающий канал цилиндрической формы протекает воздух.

Тип задачи:

Осесимметричная задача стационарной теплопередачи.

Геометрия:

вентиляционный канал

Исходные данные:

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 4 итерации, чтобы выйти на установившийся температурный режим. Подогрев воздуха в канале составил: dT = 21.81 °C

эффективный тепловой поток охлаждающего канала

Нагрев воздуха в вентиляционном канале

Результаты итерационного расчета.

0-итерация

№ участка

Температура конвекции, °C

Тепловой поток, Вт

Приобретенная энергия, Дж

1

0

18.85

0.754

2

0

18.85

0.754

3

0

18.85

0.754

4

0

18.85

0.754

5

0

18.85

0.754

6

0

18.85

0.754

7

0

18.85

0.754

8

0

18.85

0.754

9

0

18.85

0.754

10

0

18.85

0.754

1-итерация

№ участка

Температура конвекции, °C

Тепловой поток, Вт

Приобретенная энергия, Дж

1

0

19.95

0.798

2

2.41

18.90

0.756

3

4.82

18.85

0.754

4

7.24

18.85

0.754

5

9.65

18.85

0.754

6

12.06

18.85

0.754

7

14.47

18.86

0.754

8

16.89

18.84

0.754

9

19.30

18.81

0.752

10

21.71

17.74

0.709

2-итерация

№ участка

Температура конвекции, °C

Тепловой поток, Вт

Приобретенная энергия, Дж

1

0

19.97

0.799

2

2.55

18.88

0.755

3

4.97

18.85

0.754

4

7.38

18.85

0.754

5

9.80

18.85

0.754

6

12.21

18.85

0.754

7

14.62

18.85

0.754

8

17.03

18.82

0.753

9

19.44

18.47

0.739

10

21.85

18.10

0.724

3-итерация

№ участка

Температура конвекции, °C

Тепловой поток, Вт

Приобретенная энергия, Дж

1

0

19.97

0.799

2

2.56

18.88

0.755

3

4.97

18.85

0.754

4

7.38

18.85

0.754

5

9.80

18.84

0.754

6

12.21

18.85

0.754

7

14.62

18.85

0.754

8

17.03

18.82

0.753

9

19.44

18.47

0.739

10

21.81

18.10

0.724

Download Загрузить файлы задачи vent_duct.zip.

Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН


Карта сайта