Рис. 2. Расчетная область
Ω
:
S
1
и
S
2
— вход и выход из расчетной области;
S
3
— внешние границы расчетной
области;
S
4
и
S
5
— границы раздела между жидкой средой и твердым телом, а также
воздухом в сосуде
От преобразователя энергии рабочее тело получает теплоту в ре-
зультате конвективного теплообмена. Через стенку сосуда теплота пе-
редается теплопроводностью. В процессе нагрева жидкости возникает
неравномерное распределение температур по ее объему, в результате
чего возникает разность плотностей и, как следствие, разность грави-
тационных сил. Следовательно, в объеме жидкости наблюдается сво-
бодное движение и теплота от внутренней стенки сосуда к жидкости
передается в процессе конвективного теплообмена.
В качестве расчетной области выбрана часть теплового блока пнев-
матической системы стабилизации температуры (рис. 2), которая со-
держит объект исследования и наиболее полно и точно отражает про-
исходящие в нем тепловые процессы. Как объект исследования в на-
стоящей работе выступает жидкость, находящаяся в сосуде. Для более
полного описания процессов теплообмена между рабочим телом и
сосудом в расчетную область также включены рабочее тело и элек-
трический нагреватель.
В итоге расчетная область будет состоять из газообразного рабоче-
го тела
Ω
1
, жидкости
Ω
2
, воздуха
Ω
3
, сосуда
Ω
4
, стенок
Ω
5
и электри-
ческого нагревателя
Ω
6
.
Математическая модель.
При построении математической моде-
ли приняты следующие допущения: жидкая среда считается ньюто-
новской и несжимаемой; движение жидкой среды ламинарное; все
рассматриваемые материалы однородны по составу и изотропны по
теплофизическим свойствам; физические параметры жидкой среды
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 25
