Название: Методика комплексной оптимизации компактных теплообменников - Методические указания (А. В. Чичиндае)

Жанр: Технические

Просмотров: 873

Введение

Наиболее распространенными агрегатами в системах кондиционирования воздуха (СКВ) являются теплообменные аппараты (ТА, теплообменники – ТО). Только в одной подсистеме СКВ может насчитываться 4–5 ТА, а общее число теплообменников СКВ может достигать 15…20 единиц (например, на самолетах ИЛ-86, ИЛ-96-300). Учитывая то, что ТА работают в диапазоне высот от 0 до 20000 м, в различных климатических условиях, можно представить круг проблем, с которыми сталкивается инженер-конструктор при проектировании каждого конкретного ТА.

Весогабаритные ограничения привели к появлению в 40-х годах, компактных пластинчато-ребристых теплообменников (КПРТ), которые в последующем получили самое широкое распространение в авиации (корабельной и автомобильной промышленности). Простота конструкции, большой ресурс, отсутствие регламентного обслуживания наряду с хорошей эффективностью и малой массой поставили КПРТ в ряд широко распространенных ТА, используемых в современной технике.

Основной рабочий элемент КПРТ – оребренная пластина. По мере распространения компактных теплообменников появляются и исследуются новые разновидности оребрений абсолютно различной формы и как следствие с сильно различающимися условиями теплообмена. В настоящее время накоплен большой опыт в применении и уникальные экспериментальные данные о более чем 200 видах оребрений. Понимание особенностей работы каждого из них и грамотное использование в КПРТ лежат в основе успешной работы инженера, занимающегося проектированием компактных теплообменников.

Широкое распространение ЭВМ в настоящее время позволяет существенным образом облегчить задачу расчета, проектирования и оптимизации конструкции КПРТ с помощью автоматизации «рутинной» работы и применения более совершенных (численных) методов расчета.

Целью настоящей работы является изложение алгоритма и методики оптимизации конструкции КПРТ, адаптированной к возможностям современных персональных компьютеров.

В первом разделе указаний даны особенности конструкции и работы КПРТ, а также предложена методика комплексной оптимизации компактных теплообменников. Второй раздел описывает алгоритм, критерии, результаты и вспомогательный аналитический материал по технологической оценке эффективности конструкции КПРТ. Третий раздел содержит алгоритм, критерии, результаты и вспомогательный аналитический материал по тепловой оценке эффективности конструкции КПРТ. Четвертый раздел работы посвящен описанию алгоритма, критериев, результатов и вспомогательного аналитического материала по эксплуатационной оценке эффективности конструкции КПРТ. В приложении представлены краткая характеристика и описание интерфейса разработанной программы по комплексной оптимизации КПРТ, необходимые для самостоятельного овладения применяемым в учебном процессе прикладным пакетом программ. особое внимание уделено вопросам комплексной оценки эффективности компактных теплообменников, учитывающей многофакторный анализ и требования с технологической, тепловой, эксплуатационной стороны применения КПРТ.

Работа выполнена при финансовой поддержке в форме гранта Министерства образования Российской Федерации по направлению «Фундаментальные исследования в области технических

наук».