Верный расчёт

Новая математическая модель поможет повысить точность вычислений при моделировании процессов тепломассопереноса
15.01.2018

Сотрудники Института теплофизики имени С. С. Кутателадзе СО РАН для расчёта тепломассопереноса испаряющихся капель разработали эмиссионно-диффузионную модель, которая позволяет намного точнее определять изменения температуры и размеров мелких (около десятков и единиц микрона) капель в воздушном потоке по сравнению с классической диффузионной моделью.

«Речь идёт о классической задаче испарения капель в свободном потоке. Процессы испарения капель наблюдаются в различном оборудовании, например, в двигателях и в системах охлаждения, поэтому эта тема нас интересовала достаточно давно», - объясняет заведующий лабораторией проблем энергосбережения ИТ СО РАН доктор технических наук Михаил Низовцев.

Экспериментальные исследования подтверждают расчёты физиков. Температуру поверхности капли они определяют с помощью ИК-камер (техника инфракрасных измерений). Этот параметр важно знать, поскольку скорость испарения капли определяется разностью температур между её поверхностью и окружающей средой. Одновременно исследователи с помощью быстродействующих камер фиксируют формы и размеры капель.

Новая модель уже применяется при разработке отечественных регенеративных теплообменников для вентиляции помещений. Задача состоит в том, чтобы минимизировать затраты энергии на нагрев или охлаждение воздуха, поступающего с улицы. Для этого нужно зимой забирать тепло от уходящего воздуха и передавать входящему, а летом - наоборот. Так можно сэкономить до 50% энергии, которая сегодня тратится на отопление и кондиционирование жилых и производственных зданий.

В Европе регенеративные вентиляционные устройства получают всё более широкое распространение, однако в Сибири их применение осложняется низкими зимними температурами. Поэтому сотрудники лаборатории проблем энергосбережения ИТ СО РАН прорабатывают новые конструкции, подходящие для сурового сибирского климата. В дальнейшем учёные планируют применить новую расчётную модель для моделирования таких процессов, как испарение капель с поверхностей различных материалов.

Источник: «Наука в Сибири»

Читайте другие наши материалы