7 / 19
координатах имеют вид [10]:
∂ρ
∂t
+
∂
∂x
i
(
ρu
i
) = 0
,
(1)
∂ρu
i
∂t
+
∂
∂x
j
(
ρu
i
u
j
) +
∂p
∂x
i
=
∂
∂x
j
τ
ij
+
τ
R
ij
+
S
i
,
(2)
∂ρh
∗
∂t
+
∂ρu
i
h
∗
∂x
i
=
∂
∂x
i
u
j
(
τ
ij
+
τ
R
ij
) +
+
∂p
∂t
−
τ
R
ij
∂u
i
∂x
i
+
ρε
+
S
i
u
i
+
W
к
,
(3)
где
u
— скорость;
i, j
= 1
,
2
,
3
— номера осей координат
(
x, y, z
)
;
ρ
—
плотность воздуха;
τ
ij
— тензор касательных напряжений для осей
i, j
;
τ
R
ij
— тензор напряжений Рейнольдса для осей
i, j
;
h
∗
=
h
+
u
2
2
—
энтальпия потока по параметрам торможения;
S
i
— сила, позволяющая
моделировать в трубном пучке гидравлическое сопротивление (потери
давления) потоку воздуха, создаваемое оребренными трубками;
W
к
—
тепловая мощность, передаваемая при конденсации пара к воздуху.
При численном моделировании были сделаны следующие допу-
щения: модель воздуха — несжимаемый вязкий газ, режим течения —
квазистационарный.
На расчетную область накладывались следующие начальные и гра-
ничные условия:
•
давление атмосферного воздуха
P
а
= 101325
Па;
•
температура атмосферного воздуха
t
а
= 15
◦
С;
•
на стенках
u
ст
= 0
м/с и логарифмический профиль скорости у
поверхности ЦТ;
•
на область оребренного трубного пучка — анизотропный фильтр,
не пропускающий поток в направлении, перпендикулярном реб-
рам теплообменной поверхности трубного пучка. Гидравличе-
ское сопротивление фильтра задавалось в соответствии с пред-
варительно экспериментально полученной характеристикой ви-
да
Δ
p
ф
=
f
(
u
н
)
, где
u
н
— локальная скорость набегающего на
теплообменную поверхность потока;
•
тепловая мощность
W
к
, передаваемая воздуху от теплообменной
поверхности, задавалась из условия полной конденсации пара в
макете воздушного конденсатора.
Численное решение системы уравнений движения воздуха в соот-
ветствии с поставленными граничными условиями выполнялось ме-
тодом конечных объемов с использованием стандартной (
k
−
ε
)-модели
турбулентности вдали от стенок и модифицированной модели турбу-
лентности в пристеночных областях [11].
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 5 93