Исследование работы теплообменного аппарата при имитационном моделировании

Внедрение: 2008 г.

Модуль Е14‑140‑М был применён в учебном оборудовании, в установке "Исследование и ознакомление с теплообменными аппаратами и процессами теплопередачи" ТТ1‑4 [1]. Установка предназначена для проведения методом математического моделирования лабораторной работы по изучению процессов теплопередачи в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах типа "труба в трубе".

Работа может осуществляться в режимах прямотока и противотока теплоносителей. При установке начальных условий возможно изменение в широких пределах геометрических размеров основных элементов теплообменного аппарата, а также могут быть выбраны произвольные сочетания пары теплоносителей (воздух, вода).

Рисунок 1. Общий вид лабораторной установки [2].

Система ввода и вывода цифровой и аналоговой информации выполнена на базе модуля Е14‑140‑М, который располагается около наборного поля. Интерфейс сопряжения с компьютером – USB.

В состав установки входят специальный стол с наборным полем для крепления модели теплообменного аппарата и пульта управления лабораторной работой, а также персональный компьютер с модулем Е14‑140‑М. ПО позволяет визуализировать структурную схему лабораторной работы, динамически отслеживать все изменения, происходящие в процессе её выполнения, а также отображать все цифровые параметры. 

Установка ТТ1‑4 была применена в лабораторной работе "Исследование работы теплообменного аппарата при имитационном моделировании" для студентов специальности "промышленная теплоэнергетика" в Тюменском государственном архитектурно-строительном университете.

Цель лабораторной работы – с помощью численного эксперимента определить зависимость тепловой мощности теплообменного аппарата в зависимости от схемы включения, вида теплоносителя, геометрических параметров (диаметры наружной и внутренней труб, длина) и режимных параметров, определить коэффициент теплопередачи в зависимости от режимных параметров, коэффициент теплоотдачи по одному из теплоносителей методом теплообменника, а также зависимость тепловой мощности аппарата, коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи от геометрических параметров турбулизаторов. Внешний вид макета экспериментальной установки для исследования зависимости тепловой мощности теплообменного аппарата от схемы включения, вида теплоносителя, геометрических и режимных параметров показан на рисунке 1.

В программном окне измерений область отображения измеренных значений представлена в виде условного графического изображения установки. Внешний вид условного графического изображения установки может иметь 4 различных варианта, в зависимости от направления движения теплоносителей и их материала (рисунок 2). Для примера на рисунке отображен вариант, когда направление движения – прямоток, а вещество обоих теплоносителей – воздух.
 

Рисунок 2. Программное окно измерений.

Источники:

1. Установка «Исследование и ознакомление с теплообменными аппаратами и процессами теплопередачи» ТТ1‑4: [Электронный ресурс] // Русучприбор. Портал учебного оборудования. – М. – 2017. – URL: http://www.rusuchpribor.info/teplotehnika-termodinamika/ustanovka-issledovanie-i-oznakomlenie-s-teploobmennymi-apparatami-i-processami-teploperedachi-tt1-4-uchebnoe_oborudovanie.html. (Дата обращения: 08.06.19).
2. Исследование работы теплообменного аппарата при имитационном моделировании: методические указания к лабораторным работам по курсу "Теоретические основы теплотехники". Часть 2. Теплопередача. – ТюмГАСУ.  – Тюмень. – 2008. – 36 с.

Разработчик: ГОУ ВПО Тюменский государственный архитектурно-строительный университет