CC BY
42Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательных аппаратов
M. I. Tolstopyatov, A. A. Zuev, A. A. Kishkin, V. O. Falkov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
HEAT TRANSFER IN THE GAS TURBULENT FLOW
A model of the distribution of the temperature and the dynamic boundary layer flow around the surface of the gas turbulent flow and dependence to determine the local heat transfer coefficient as a Stanton criterion are studied.
© Толстопятов М. И., Зуев А. А., Кишкин А. А., Фальков В. О., 2012
УДК 621.325.5
М. Ю. Хайцен, Е. В.Черненко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ МАЛОРАСХОДНОГО ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА В CFD-ПАКЕТЕ SOLIDWORKS 2009 FLOW SIMULATION
Предложено виртуальное исследование гидродинамики малорасходного центробежного насоса в CFD-пакете SOLIDWORKS 2009 Flow Simulation для расчета коэффициента, учитывающего конечное количество лопаток.
Для проведения теоретических исследований гидродинамики малорасходного центробежного насоса (МН) была построена модель, с максимальной точностью имитирующая внутренний объем рабочей камеры. Кроме того, для максимальной степени соответствия условий проведения исследования гидродинамики МН в CFD-пакете SOLIDWORKS 2009 Flow Simulation и эксперимента, были построены модели рабочих колес, в точности повторяющие геометрию рабочих колес, применяемых в эксперименте.
Целью виртуального эксперимента являлось получение значений коэффициента KZ, учитывающего конечное количество лопаток [1].
Ввиду крайне ограниченных вычислительных мощностей было принято решение о проведении виртуального эксперимента без варьирования угловой скорости. Значение угловой скорости, равное 10 000 об/мин, было выбрано с учетом того, что данные значения угловой скорости предположительно являются переходными от нерасчетных режимов к расчетным.
Геометрическое пространство расчета модели было разбито на 201 212 тетрагональных элементов [2]. В среднем один расчет длился 4,5 ч процессорного времени. Удовлетворительная сходимость, как правило, достигалась при числе итераций более 350. Первым граничным условием выступало статическое давление, равное 3 атм на входе в расчетную область, что имитировало давление наддува. Вторым граничным условием выступал массовый расход на выходе из расчетной области, варьирующийся в диапазоне от 0,05 до 0,25 кг/с с шагом 0,05 кг/с (рис. 1).
После завершения расчета при достижении сходимости были проведены расчеты теоретического и действительного напоров на различных расходах с разными рабочими колесами. Использовались зави-
симости напора от скорости и давлений на входе и выходе [3]. Зависимость коэффициента ^ от объемного расхода показана на рис. 2.
ОЛьганын рюш! м:| ы, tnJcmpiv-Klxiüirf.lkrrii
Рис. 1. Граничные условия виртуального эксперимента
0,45 ♦ Цилиндрические ЛОГИКИ 60-60
^ Ш Тангенциальные лопатки
А Радиал ьн ы е лоп а т ки
0,35
Ж Цилиндрические лрпзтки GО-ЯО
0,3 I...... I ■
О 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 0,0003
Объемный рлсход, н'/с
Рис. 2. Зависимость К от расхода для различных типов колес
Решетневскце чтения
Впоследствии планируется сравнить данные, полученные методом конечных элементов с использова -нием программного обеспечения SOLIDWORKS 2009 Flow Simulation, и данными, полученными при проведении эксперимента на реальной установке с идентичными геометрическими параметрами проточной части и колес центробежного насоса.
Библиографические ссылки
1. Пфлейдерер К. Л. Лопаточные машины для жидкостей и газов. М. : Гостехиздат, 1960.
2. Дударева Н., Загайко С. SOLIDWORKS 2009 на примерах. М. : БХВ-Петербург, 2009.
3. Михайлов А. К., Малюшенко В. В. Лопастные насосы. М. : Машиностроение, 1977.
M. Yu. Haytsen, E. V. Chernenko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
INVESTIGATION OF HYDRODYNAMICS LOW CONSUMPTION CENTRIFUGAL PUMP CFD-PACK SOLIDWORKS 2009 FLOW SIMULATION
Proposed virtual study hydrodynamics low consumption centrifugal pump CFD-package SOLIDWORKS 2009 Flow Simulation to calculate the coefficient that takes into account a finite number of blades
© Хайцен М. Ю., Черненко Е. В., 2012
УДК 621.56
А. А. Ходенков, А. В. Делков, М. А. Козловцева, Ф. В. Харитонов, Д. Б. Ситничук
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ В РЕЖИМЕ «ПУСК-ОСТАНОВКА» КОМПРЕССОРА
Рассматривается моделирование работы холодильной установки малой производительности. Приводятся результаты расчетного и экспериментального исследования режимов ее работы.
Современный этап развития холодильной техники требует перехода к оптимизации проектируемых систем с целью повышения их эффективности, сокращения энергозатрат и капитальных вложений. Для решения этой задачи необходимо создать математическую модель, в которой соединяются внешние и внутренние характеристики работы холодильной установки [1].
Для моделирования рассмотрим обычную холодильную машину (ХМ) малой производительности, состоящую из четырех основных частей: испарителя, компрессора КМ, конденсатора, капиллярной трубки КТ (рис. 1). Испаритель помещен в холодильную камеру, в которой находится охлаждаемый объект. Классическим примером подобной системы является бытовой холодильник [2].
Обозначим температуру в холодильной камере /кам, температуру испарения хладагента ^сп, конденсации ^овд, температуру окружающей среды tос. Выделим два теплопритока: через ограждения Qпр1 и
от обработки продукта рпр2. Холодопроизводитель-ность установки - Q0, тепловая мощность конденсатора - йконд.
Поддержание температуры в холодильной камере для холодильной машины малой производительности
в самом распространенном случае осуществляется периодическим пуском и остановкой компрессора, как, например, при работе бытового холодильника. В этом случае температура в холодильной камере колеблется в диапазоне температур, который задается терморегулятором. Процессы, происходящие в холодильной машине, будут нестационарными, т. е. зависеть от времени.
Рис. 1. Схема холодильной установки
