Оптимальная конструкция и численный анализ системы быстрого предварительного охлаждения
К. Лю1, Ч. Ай1, С. Ван1, С. Цай1, Ю. Ван2
1Сианьский исследовательский институт высоких технологий, Сиань, Китайская Народная Республика
professor_0926@163.com
2Национальный университет оборонных технологий, Чанша, Китайская Народная Республика
Ключевые слова: система быстрого предварительного охлаждения, коэффициент теплообмена, шероховатость стенки, число диссипации энтранса, rapid precooler, heat transfer coefficient, wall roughness, entransy dissipation number
Страницы: 125-139
Аннотация
На базе компактной конструкции теплообменника для сверхзвукового аэрокосмического двигателя разработана система быстрого предварительного охлаждения и выполнено моделирование ее работы с целью определения эффективности на значительном удалении от земли. Для этого, во-первых, согласно известному диапазону параметров с помощью генетического алгоритма для нахождения минимума целевого числа диссипации энтранс-функции разработана плоская ребристо-трубчатая система быстрого предварительного охлаждения с оптимальными параметрами. Во-вторых, введен коэффициент вязкости шероховатости в улучшенный метод конечного объема, благодаря чему становится очевиден эффект быстрого повышения теплопередачи. Ребристая конструкция может увеличить эффективность теплообмена блока теплообменника на 46,5 %. Наконец, на базе этого устройства разработана система быстрого предварительного охлаждения. Результаты моделирования по определению эффективности ее работы показали, что средняя температура горячего воздуха, протекающего с высокой скоростью через систему быстрого предварительного охлаждения, уменьшилась на 735 K менее чем за 1,5 мс. Таким образом, достигнута цель быстрого повышения теплообмена. В работе также исследуется влияние различных скоростей горячего воздуха и охлаждающей жидкости на систему быстрого предварительного охлаждения и изучается влияние масштабного эффекта на характеристики теплопередачи.
|
