Justification of the Flow Characteristics of the Recuperator for the Thermal Preparation of Machinery and Equipment Units

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 4 2020 86 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ жающей среды . В качестве теплоносителя при моделировании применялся 50%- ный раствор этиленгликоля с соответствующими характери - стиками [26]. Результаты и их обсуждение Моделирование в стационарном режиме Стационарным режимом работы тепловых устройств считают такой режим , при котором температура в каждой точке остается неизмен - ной и не зависит от времени . В данном режиме не учитывается , что тела имеют время нагрева и охлаждения . Несмотря на то что такой режим вряд ли можно назвать характерным для рассма - триваемого рекуператора , посредством которого происходит нагрев теплоносителя , руководства по SolidWorks рекомендуют любое моделирова - ние начинать именно со стационарного режима , а уже после , убедившись в адекватности полу - ченных результатов , производить моделирова - ние в режиме нестационарности . Кроме того , первоначальное моделирование в стационарном режиме позволяет быстро заметить и устранить ошибки , а также сокращает время расчета за счет меньшего потребления вычислительных ресурсов компьютера . Внешний вид построенной модели приведен на рис . 2. По полученным в процессе моделирования данным были построены необходимые зависи - мости , которые представлены на рис . 3. Анализ зависимостей показывает , что тем - пература газов довольно высокая во всем рас - сматриваемом диапазоне и газы все еще имеют избыточную тепловую энергию . С увеличением подачи теплоносителя в рекуператор происхо - дит плавное снижение его температуры в труб - ках рекуператора , поскольку увеличение скоро - сти движения потока жидкости не позволяет ей принять тепловую энергию газов . При этом мак - симальная температура теплоносителя , равная 383 К , достигается при подаче теплоносителя 1 л / ч . На графике температуры теплоносителя на выходе из рекуператора отчетливо заметен уча - сток , где имеется область максимальных значе - ний , соответствующая диапазону от 4 до 10 л / ч . Падение температуры свыше значения произво - дительности 10 л / ч связано с увеличением ско - рости движения жидкости , что соответствует кривой температуры теплоносителя в трубках рекуператора . Однако при значениях подачи ме - нее 4 л / ч температура также падает , хотя темпе - ратура теплоносителя внутри рекуператора мак - симальна . Этот эффект объясняется тем , что при малых подачах насоса нагретая в рекуператоре жидкость успевает охладиться , пока проходит через выходной патрубок . Моделирование в нестационарном режиме Как было указано ранее , стационарный те - пловой режим нехарактерен для работы рассма - триваемых рекуператоров и нельзя не учитывать время на разогрев и остывание . Кроме того , вре - мя выхода рекуператора на постоян - ный режим является важной характе - ристикой , которую можно получить , только проводя моделирование в не - стационарном режиме . Расчет в нестационарном режи - ме проводился для следующего ряда производительностей насосов : 5, 10, 20, 50, 150, 250 л / ч . Физическое время моделирования принималось равным 3600 с . Графики выхода работы ре - куператора на стационарный режим представлены на рис . 4. Из графика видно , что время вы - хода в стационарный режим увели - чивается при уменьшении значения производительности насоса . Вместе с Рис . 2. Модель рекуператора в SolidWorks в разрезе Fig. 2 . The model of the recuperator