Математическая модель рто жидкостного контура

Математическая модель РТО строится на основе модели типового элемента (см. рис. 1.11), рассмотренного в подразд. 1.11 и представляющего собой оребренный канал теплоносителя шириной 2t, наружная сторона которого покрыта терморегулирующим покрытием и является излучающей поверхностью, а внутренняя теплоизолирована от газовой среды гермоконтейнера.

При этом общая поверхность излучения РТО (F_p) связана с длиной выделенного типового элемента (L_p) соотношением

F_p=2tL_p.

Ширина типового элемента 2t ( или расстояние между соседними каналами теплоносителя) находится в зависимости от принятой величины коэффициента эффективности оребрения:

Например, для РТО, выполненного из алюминиево-магниевого сплава АМг-6 при толщине оребрения δ_р=1,5 мм, значение коэффициента эффективности = 0,95-0,98 будет обеспечиваться при ширине типового элемента 2t = ( 300. .200 ) мм.

Математическая модель типового элемента РТО аналогична рассмотренной в п. 1.11.1 и записывается следующим образом:

,

Граничные условия:

Распределение температуры поверхности РТО по ширине оребрения (по оси OY) находится в результате решения второго уравнения системы:

где - превышение температуры основания ребра над температурой условной среды .

Найденное решение используется для определения среднеин- тегральной температуры поверхности РТО ( средней по длине и по ширине оребрения температуры поверхности ).

Среднеинтегральная температура РТО зависит от температуры основания ребра и определяется на основании следующих соотношений: 

, ,

,

где - хладопроизводительность РТО; - средняя по длине РТО (при x=L_p/2) температура основания оребрения; - коэффициент лучистого теплообмена РТО с окружающей средой; - перепад температур между теплоносителем в канале РТО и стенкой канала в среднем по длине сечении РТО (при х = L_p/2); F_T - поверхность внутреннего теплообмена канала теплоносителя;

Для наиболее характерных размеров типового элемента (d = 14мм, 2t = 200мм) .

Найденное значение среднеинтегральной температуры используется при определении хладопроизводительности РТО.

Моделирование температурного состояния газожидкостной сотр

Стационарное температурное состояние ГЖ СОТР определяется математическими моделями входящих в систему тепловых агрегатов и в соответствии с принципиальной схемой (см. рис. 2.5) представляется в следующем виде:

1) гермоотсек:

2) газожидкостный агрегат:

3) РТО:

;

4) конвективный теплообмен в канале РТО для жидкостного теплоносителя на турбулентном режиме (Re > 2300):

; ; ; ;

5) смеситель жидкостного контура:

Здесь - хладопроизводительность СОТР (количество тепла, отводимого ГЖ СОТР в единицу времени); kF - суммарный коэффициент теплопередачи в ГЖА; cG - водяной эквивалент жидкостного теплоносителя; G - суммарный массовый расход жидкостного теплоносителя в контуре; G₂ - расход теплоносителя через РТО; G₁ - расход теплоносителя через байпасную магистраль; 0 - среднеинтегральная температура поверхности РТО; - температура условной среды; - плотность поглощенного поверхностью РТО внешнего теплового потока; h - положение регулирующего органа РРТ: при h= 0 G₂ = 0; G₁ = G; при h= 1 G₂ =G G₁ = 0; - максимальный диапазон изменения температуры газа в гермоотсеке (считается заданной).

Модель стационарного температурного состояния испcользуется при построении алгоритма определения проектных параметров газожидкостной СОТР.