Сравннительный анализ различных методов математического моделирования рекуперативных теплообменников

 

Далибор Стевич

 

 

Рекуперативные теплообменники очень часто использованы в роли конструктивных элементов различных оборудований, из-за чего очень важным является познание их динамики. Теплообменники тоже употребляются во военных летательных аппаратах всех размеров, с различными назначениями и в роли составных частей различных систем этих летательных аппаратов. Их функционирование в большинстве случаев контролировано регулированием входящих температур рабочих жидкостей или значением их протока массы.  На основании действительно принятых предположений выведена линейная математическая модель теплообменника с перекрёстным потоком рабочих жидкостей, учитывая и динамику стены теплообменника. Модель обоснована на фундаментальном законе консервации энергии, учитывая все аккумуляторы теплоты этого процесса и представлена путём систем частичных дифференциальных уравнений (ЧДУ), чьё решение в общем случае возможно только в закрытой форме. В роли одного из возможных способов во избежание решений систем частичных дифференциальных уравнений, в настоящей работе рассматриваются различные методы математического моделирования теплообменников: подход обоснован на трансформации Лапласа, приближение (апроксимация) частичных дифференциальных уравнений при помощи метода конечных разниц, метода физической дискредитации и транспортный подход. Для конкретно приемлемых значений параметров теплообменника проведена симуляция его работы и даны графики отскакивающих отзывов для всех рассматриванных методов и анализировано их практическое значение.

Kлючeвыe слoвa: tеплообменник, математическая модель, сравннительный анализ, трансформация Лапласа, метод конечных элементов, метод дискретизации.