ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КОНФИГУРАЦИИ СИСТЕМЫ ВОЗДУХООБМЕНА НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ЛОКАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ЗОН В ПОМЕЩЕНИИ С ГАЗОВЫМ ИНФРАКРАСНЫМ ИЗЛУЧАТЕЛЕМ

Abstract

Ссылка для цитирования: Численный анализ влияния конфигурации системы воздухообмена на температурный режим локальных рабочих зон в помещении с газовым инфракрасным излучателем / Б.В. Борисов, А.В. Вяткин, Г.В. Кузнецов, В.И. Максимов, Т.А. Нагорнова  // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 2. – С. 7-16. Актуальность. Наиболее перспективным вариантом энергоэффективной системы обеспечения регламентного теплового режима локальных рабочих мест, занимающих малую долю площадей больших по размерам цехов, являются системы так называемого «лучистого» отопления, основной частью которых являются газовые инфракрасные излучатели. Основную роль в формировании теплового режима локальной рабочей зоны играет процесс смешанной конвекции (движение воздуха вследствие его нагрева ограждающими конструкциями и потоками, которые формирует система воздухообмена). До настоящего времени анализ влияния месторасположения каналов системы воздухообмена на тепловой режим локальной рабочей зоны с использованием газового инфракрасного излучателя не выполнялся. Цель: анализ по результатам математического моделирования с использованием модели влияния положения отверстий каналов системы воздухообмена на температурные поля локальных рабочих зон вблизи макета оборудования. Объект: система отопления с использованием газового инфракрасного излучателя светлого типа и системы воздухообмена. Методы. Математическое моделирование проведено в рамках двумерной модели сопряженного теплопереноса с применением метода конечных элементов. Для численного анализа процессов теплопереноса использовались модули «The Heat Transfer in Fluids Interface», «Surface-to-Surface Radiation» и «The Turbulent Flow, k-ε Interface» программной среды COMSOL Multiphysics. Результаты. Приводятся результаты теоретических исследований, выполненных с целью определения влияния положения отверстий каналов системы воздухообмена на температурные поля и возможности управления процессом формирования регламентного теплового режима в локальных рабочих зонах при использовании газового инфракрасного излучателя. Представлены поля температур и скоростей, а также распределения температуры воздуха по высоте локальной рабочей зоны для различных вариантов расположения областей ввода и вывода системы воздухообмена. По результатам исследований выявлены основные закономерности процессов тепломассопереноса в рассматриваемых условиях, а также выявлена возможность управления процессами формирования теплового режима локальных рабочих зон, варьируя положения отверстий каналов системы воздухообмена, систем отопления на основе газового инфракрасного излучателя.