МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ ВІДТВОРЕННЯ ВИСОКОІНТЕНСИВНОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ
DOI:
https://doi.org/10.24027/2306-7039.3А.2020.218713Ключові слова:
тепловий потік, блок відтворення, комп’ютерне моделюванняАнотація
Контроль інтегральних теплових втрат енергооб'єктів при експлуатації і вогневих випробуваннях супроводжуються інтенсивним процесом теплообміну, при якому значення поверхневого теплового потоку досягають близько 200 кВт/м2. Вимірювання теплового потоку здійснюється за допомогою контактних (датчики теплового потоку) і безконтактних (радіометри засобів вимірювань) датчиків, які необхідно калібрувати у відповідному діапазоні. Метою статті є аналіз способів формування теплового потоку теплового випромінювання в діапазоні значень (1 – 200) кВт/м2 і визначення факторів, що впливають на точність відтворення одиниці вимірювання. Основними факторами є однорідність теплового поля, що формується в площині приймальні поверхні вимірювального приладу, і внесок конвективної складової в результуючий тепловий потік. Аналіз однорідності теплового поля на поверхні радіатора проводився за допомогою комп'ютерного моделювання в пакеті ANSYS. В ході моделювання досліджувалася інтенсивність теплового випромінювання в замкнутій порожнині при зміні відстані між джерелом теплового випромінювання і поверхнею радіатора при фіксованій ширині порожнини. Для перевірки результатів комп'ютерного моделювання були проведені експериментальні дослідження розподілу теплового поля на поверхні радіатора за допомогою багатосекційного датчика теплового потоку.
Посилання
Strategy Document for Rolling Programme Development for 2018 to 2027. (2017, September 29). Retrieved from https://www.bipm.org/metrology/thermometry/ [Title screen].
Babak V.P. (Ed.) Aparatno-prohramne zabezpechennia monitorynhu obiektiv heneruvannia, transportuvannia ta spozhyvannia teplovoi enerhii [Hardware and software for monitoring facilities of generation, transportation and consumption thermal energy : monograph]. Kyiv: Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2016. 298 p. (in Ukrainian).
James T. Nakos. Description of Heat Flux Measurement Methods Used in Hydrocarbon and Propellant Fuel Fires at Sandia. REPORT of Sandia National Laboratories Albuquerque, New Mexico, USA, Dec 2010, 62 p. Access mode: http://prod.sandia.gov/techlib/accesscontrol.cgi/2010/107062.pdf
Murthy A. V., Tsai B. K. and Saunders R. D. Radiative Calibration of Heat-Flux Sensors at NIST: Facilities and Techniques. Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. 2000. Vol.105 (2), рр. 293–305.
Aurélien Jean, Adams Craig, Frédéric Miranville, Mario Medina. Experimental Method Calibration (MECr): A new relative method for heat flux sensor calibration. The 24th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy System, ECOS 2011, Jul 2011, Novi Sad, Serbia. Access mode: https://hal.archivesouvertes.fr/hal-01091835/file/ECOS2011-JEANRelative_Calibration_Theorie_V5.pdf
Tsai B. K., Gibson C. E., Murthy A. V. & others (2004). NIST MEASUREMENT SERVICES: Heat-Flux Sensor Calibration. NIST Special Publication 250-65, 44 р.
Murthy А. V., Tsai B.K., Saunders R.D. Facility for calibrating heat flux sensors at NIST: an overview. Proc. ASME Heat Transfer Division, 1997. Vol. 3, рр. 159-164.
Olsson S. Calibration of Radiant Heat Flux Meters The Development of Water Cooled Aperture for Use with Black Body Cavities, SP Report 1991:58, Nordtest Project 873-90, Swedish National Testing and Research Institute, Sweden (1991).
Murthy A.V., Tsai B.K., Saunders R.D. Comparative calibration of heat flux sensor in two blackbody facilities. Journal of research of the National Institute of Standards and Technology, 1999. Vol. 104 (5), рр. 487-494.
Osadchy S.M., Potapov B.G. Gosudarstvennyj etalon ediniczy plotnosti radiaczionnogo teplovogo potoka v diapazone ot 5 do 2500 kW/m2 [The state standard of the unit of density of the radiation heat flux in the range from 5 to 2500 kW/m2]. Almanac of modern metrology, 2017, No 12, p. 65-72. (in Russian).
Nazarenko L.A., Polevoy V.I., Bondarenko L.I. Derzhavnyi spetsialnyi etalon odynytsi enerhetychnoi osvitlenosti nekoherentnym vyprominiuvanniam [State special standard unit of energy illumination by incoherent radiation]. Ukrainian Metrological Journal,1995. Vol. 1, p. 31–36. (in Ukrainian)
Eisenberg Yu. B. (Ed.) Spravochnaya kniga po svetotekhnike [Reference book on lighting]. M .: Energoatomizdat, 2006. 972 p. (in Russian)
Babak V. P., Kovtun S. I., Haydurov V. V., Scherbak L. N. Modeliuvannia protsesu teploobminu v zamknenii systemi z dzerkalnymy ta dyfuznymy poverkhniamy [Modeling of heat exchanger in the closed system of mirror and diffusion surfaces]. Science-Based Technologies, 2018. №38(2), p. 76-87. (in Ukrainian) DOI: https://doi.org/10.18372/2310-5461.38.12832 .
Bloch A. G., Zhuravlev Yu. A., Ryzhkov L. N. Teploobmen izlucheniem [Radiation heat transfer: a reference]. M .: Energoatomizdat, 1991. 431 p. (in Russian)
Adrianov V.N. Osnovy radiaczionnogo i slozhnogo teploobmena [Fundamentals of radiation and complex heat transfer]. M.: Energy, 1972. 464 p. (in Russian)
Karlykhanov N. G. Primenenie metoda kvazidiffuzii dlya resheniya zadach perenosa izlucheniya [Application of the quasidiffusion method for solving radiation transfer problems]. Questions of atomic science and technology. Ser. Mathematical modeling of physical processes, 2010. Issue 1. p. 32-38. (in Russian)
Litvintsev K.Yu. Ispol`zovanie metoda konechnykh ob`emov dlya resheniya uravneniya perenosa teplovogo izlucheniya v trekhmernykh zadachakh [Using the finite volume method to solve the heat radiation transfer equation in three-dimensional problems]. Computational Technologies, 2014. Vol. 19 (5), p. 37-50. (in Russian)
Galanin M.P., Lukin V.V., Chechetkin V.M. Metody resheniya uravneniya perenosa izlucheniya dlya astrofizicheskikh modelej [Methods for solving the radiation transport equation for astrophysical models]. KIAM Preprints M.V. Keldysh, 2010. № 59. 30 p. (in Russian). URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2010-59
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
