Теоретичне та експериментальне дослідження теплообміну в каналі з гранульованою насадкою

Abstract

Досліджується ефективність акумуляції теплоти повітря гранульованою насадкою ґрунтового регенеративного теплообмінника та можливості моделювання процесів розповсюдження теплового фронту по довжині насадки за часом. Розглядається один із додатків застосування регенеративного апарату з щільним шаром, для якого джерелом теплоти є сонячне випромінювання, а самий регенератор розробляється для підтримки необхідного температурного клімату в теплицях. Наведені результати випробування пілотної установки в натурних умовах. Отримані криві розподілу температур за довжиною теплообмінного каналу для різних моментів часу нагрівання гранульованої насадки. Проведено дослідження процесу теплообміну між потоком повітря та часткою щебеню в каналі. Встановлено, що відмінності в температурах стінки та частки незначні, внаслідок чого похибкою вимірювань температури на випромінювання можна знехтувати. Отримано, що акумульована часткою теплота передавалася в навколишнє середовище тривалий час, що свідчить про раціональність застосування щебеню в якості гранульованої насадки для регенеративних теплообмінників. Проведений аналіз ходу кривих температур на поверхні частки та в середині. Визначено, що закон зміни температури для всіх точок частки однаковий. Здійснено комп’ютерне моделювання процесу нагрівання щільного шару часток в теплообмінному каналі. Проведений аналіз розподілу температур по довжині теплообмінного каналу за різні періоди нагрівання. Показано, що комп’ютерне моделювання здатне прогнозувати швидкість розповсюдження теплового фронту для довільних вихідних даних та визначати в залежності від умов використання геометричні характеристики каналу та робочі параметри, такі як температура і витрата повітря, тривалість періодів нагрівання і охолодження