8 / 12
А.В. Костюков, А.Р. Макаров, В.Г. Мерзликин
136
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
Значения степени регенерации
σ
и гидравлического сопротивления Δ
P
теп-
лообменника определялись по формулам:
σ
,
mid air
gas
air
T T
T T
(3)
( )
Δ
,
i
i
P t
P
t
(4)
где
( )
i
i
mid
T t
T
t
— средняя интегральная температура воздуха на выходе из
теплообменника за время половины его оборота;
i
— номер текущего шага по
времени;
T
i
— температура воздуха на выходе теплообменника на
i
-м шаге вре-
мени;
Δt
— временной шаг;
t
— время половины оборота теплообменника.
В таблице представлены расчетные характеристики теплогидравлических
процессов в роторном теплообменнике с коническими пористо-сетчатыми теп-
лопередающими элементами в сравнении с экспериментальными данными.
Данные таблицы свидетельствуют, что расчетные характеристики модельного
теплогидравлического процесса с применением полученных формул (1) для
фактора Колборна дают более близкое (отличающееся не более чем на 1,5 %)
совпадение с результатами натурного эксперимента [15].
Расчетные и экспериментальные характеристики роторного теплообменника
с коническими пористо-сетчатыми теплопередающими элементами микротурбины
мощностью 270 кВт
Параметры
процесса
Расчет с использованием
Экспериментальные
исследования натурного
образца роторного тепло-
обменника [15]
эмпирической
формулы (1) [16]
уточненных зависимостей
фактора Колборна (2)
Δ
P
gas
, Пa
3950
4130
4080
Δ
P
air
, Пa
910
990
980
σ, %
86,0
83,5
84,0
Выводы.
1. Проведено математическое моделирование теплогидравличе-
ских процессов в пористо-сетчатой матрице, состоящей из 10 слоев металличе-
ской сетки, используемой в теплопередающих элементах роторных теплообмен-
ников транспортных микротурбин малой мощности.
2. Получены уточненные зависимости фактора Колборна, описывающие
процессы теплоотдачи при нагреве и охлаждении сеточной теплопередающей
матрицы роторного теплообменника транспортных микротурбин.
3. Результаты расчета модельного теплогидравлического процесса в роторном
теплообменнике микротурбины мощностью 270 кВт, проведенного с применением
температурных зависимостей для фактора Колборна, показали хорошее совпадение
с экспериментальными данными в пределах 1,5 %.