14 / 19
гой стороны, вертикальная составляющая скорости воздуха на стен-
ке диффузора равна нулю. Невысокая скорость в центре диффузора
(3. . . 4 м/с) объясняется также установленными в центре электродви-
гателем и втулкой вентилятора.
Исследование поля скоростей на выходе из ТМ.
Для оценки
значения и протяженности неравномерности поля скоростей за ТМ ма-
кета ВК было выполнено 3D-моделирование в элементе ТМ, показан-
ное на рис. 10,
а
. Ребра на трубах в данной модели условно заменены
пористой средой.
В результате численного моделирования были получены значения
скоростей воздуха за модулем (рис. 10,
б
). На рис. 10,
в
условно пока-
зана область выравнивания поля скоростей за ТМ макета ВК. Можно
сделать вывод, что неравномерность потока, вызванная прохождением
его через оребренный ТМ, не может достичь входа в вентилятор и не
влияет на его характеристики.
Для определения расхода воздуха через ЦТ ВК можно было бы
воспользоваться уравнением теплового баланса
Q
= (
G
п
i
00
1
x
1
−
i
00
2
x
2
) +
c
p
Δ
t
пер
G
п
(1
−
x
2
)
≈
G
воз
(
t
1
−
t
2
)
c
р
воз
,
(7)
где
i
00
1
,
i
00
1
— энтальпия пара на входе и выходе их теплообменного моду-
ля ВК;
G
п
— расход парожидкостной смеси на входе в теплообменный
модуль ВК;
G
воз
— расход воздуха;
t
1
,
t
2
— температуры воздуха на вхо-
де и выходе из ЦТ ВК;
c
p
,
c
p
воз
— удельные теплоемкости конденсата
и воздуха;
Δ
t
пер
— переохлаждение конденсата.
Однако опыты показали, что температура воздуха на выходе из
диффузора вентилятора для одноходового по пару макета ВК значи-
тельно (до 10
◦
С) изменяется по его сечению (см. рис. 4,
в, г
). Поэтому
использование уравнения (7) для определения
G
воз
при среднем нагре-
ве охлаждающего воздуха менее 15
◦
С может привести к значительным
ошибкам.
Зависимость среднего по оребренной поверхности коэффициента
теплопередачи (рис. 11) имеет вид
ˉ
K
=
Q
п
(
t
21
−
t
1
)
ln
ˉ
t
S
−
t
1
ˉ
t
S
−
t
21
F
,
(8)
где
Q
п
— тепловая мощность, выделяемая при конденсации пара;
ˉ
t
S
—
средняя температура насыщения, определяемая по среднему давлению
насыщения пара внутри теплообменного модуля (давление изменялось
в опытах не более чем на 300 Па);
t
2
— температура воздуха на выходе
из ЦТ ВК, рассчитанная по
Q
п
и расходу воздуха, определенному с
100 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 5