Введение
1. Обзор высокотемпературных теплообменных аппаратов и течений в каналах со вдувом 14
1.1. Технические требования к высокотемпературным теплообменным аппаратам 14
1.2. Труба Фильда 15
1.3. Применение теплообменных аппаратов на основе трубы Фильда 16
1.4. Предложения по улучшению теплогидравлических характеристик трубы Фильда 21
1.5. Анализ выбранного способа повышения тепловой эффективности теплообменного аппарата на основе трубы Фильда 25
1.5.1. Гидродинамика ламинарного течения в круглых трубах со вдувом и отсосом 27
1.5.2. Теплообмен в круглых трубах со вдувом и отсосом при ламинарном течении жидкости 30
1.5.3. Турбулентное течение и теплообмен в трубах с проницаемыми стенками 30
2. Исследование турбулентного течения в канале с равномерным вдувом 36
2.1. Описание экспериментальной установки 36
2.2. Методические эксперименты 47
2.3. Методика проведения и обработки эксперимента 51
2.3.1. Методика обработки эксперимента 52
2.4. Результаты экспериментов 58
3. Численный эксперимент в пакете CFD star-CD 63
3.1. Постановка задачи исследования 63
3.2. Уравнения для средних величин и модели турбулентности 64
3.3. Приведение исходной системы уравнений к обобщенному виду 65
3.4. Граничные условия и теплофизические свойства моделируемой среды 66
3.5. Используемые разностные схемы 70
3.6. Влияние шероховатости пористой стенки 72
3.7. Влияние турбулентного числа Прандтля 72
4. Расчет теплообменного аппарата на основе трубы фильда 78
4.1. Обзор различных расчетных методик 78
4.1.1. Первая методика 78
4.1.2. Вторая методика 83
4.1.3. Третья методика 86
4.2. Результаты расчетов 89
4.3. Модификация методики для расчета с пористой стенкой 94
4.4. Результаты расчетов и их анализ 96
5. Оптимизирование параметров згту с втгр из условия максимальной экономичности при минимальной суммарной поверхности теплообмена та (регенератора, концевого и промежуточного охладителя) 101
Выводы 112
Заключение 114
Список литературы 115
Приложение 127
