Способ моделирования технологических аппаратов с подводящими и отводящими трубопроводами с нестационарными тепломассообменными процессами

(56) Михеев М.А., Михеевавы теплопередачи. - М.: Э1978. с. 277,Эйгенсон Л,С МоделироМ.: Сов. наука, 1952, с. чаренк И.М. Онергия,ванне.66-77. к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ГТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ПОДВОДЯЩИМИ И ОТВОДЯЩИМИ ТРУБОПРОВОДАМИ С НЕСТАЦИОНАРНЬМИ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ( 57) Изобретение относится к механие жидкости и газа и может быть исользовано при исследовании нестациоарно действующих процессов в технологических аппаратах в различных отраслях техники (химии, металлургии, авиакосмической технике и др,) путем их Физического моделирования. Целью изобретения является повышение достоверности результатов моделирования. Достижение цели обеспечивается благодаря поддерживанию в процессе моделирования скоростей текучих сред в подводящих и отводящих трубопроводах Физических моделей равными скоростям их течения в соответствующих трубопроводах технологических аппаратов и регистрации характеристик протекающих в физических моделях процессов с в моменты времени, отношения которых к соответствующим моментам времени для технологических аппаратов обратны константам их геометрического подобия. 2 ил.1262536 лам оригинала. С помощью регуляторов16 - 9 в процессе модельного эксперимента поддерживаются также расходы всех рабочих тел, чтобы в сходствен ные моменты времени скорости теченийв характерных сечениях модели соответствовали скоростям в тех же характерных сечениях оригинала. При этом время проведения эксперимента с моделью выдерживают таким, чтобы его отношение к времени в оригинале было обратным константе геометрического подобия, т.е, в 2 раз меньше для уменьшенной модели 1 или в 1 раз больше для модели 1 , увеличенной по сравнению с оригиналом 1 (что может быть целесообразно, если оригинал 1 имеет очень малые размеры). При таком проведении модельного эксперимента все характеристики модели равны соответствующим характеристикам оригинала 1, включая распределения скоростей, концентраций и температур по сечениям, приведенные тепловые характеристики, степени протекания процессов испарения или конденсации, уровни превращения энергии, коэФФициента полезного действия и т.п. Этого нельзя достичь при проведении модельного эксперимента другим способом, в Ь частности, выдерживая в оригинале и модели равные значения чисел Рейнольдса, как поступают обычно,35ЗЭ Эвц дам 2 длвхй(выходных) трубопроводов2, 3 и 4, 5 соответственно (штрихами обозначеныпараметры модели).50 При проведении модельного экспери" мента в соответствии с изобретением модель 1 устанавливается на стенд (не показан), Трубопроводы 2 - 5 модели подсоединяются к соответствую щим трубопроводам стенда., через которые в модель подают рабочие тела, идентичные по свойствам рабочим теИзобретение относится к механике жидкости и газа и может быть использовано при исследовании нестационарно действующих процессов в технологических аппаратах в различных отраслях техники (химии, металлургии, авиакосмической технике и др,) путем Физического моделирования.Цель изобретения - повышение достоверности результатов моделирования.На фиг.1 показана упрощенная схема технологического аппарата, характеристики процессов в котором необходимо определить моделированием; на Фиг,2 - схема его модели.Технологический аппарат-оригинал 1 имеет подводящие трубопроводы 2 и 3, отводящие трубопроводы 4 и 5 (в общем случае, число подводящих трубопроводов 2 и 3 может быть различным, и в зависимости от конкретной схемы аппарата не равным числу отводящих трубопроводов 4 и 5, которое также может быть любым), Для регулирования расходов и скоростей входящих и выходящих рабочих тел на трубопроводах установлены регуляторы 6, 7 (на входе) и 8, 9 (на выходе).Аналогичное устройство имеет и модель (Фиг,2), элементы которой обозначены соответствующими циФрами со штрихами.Константой геометрического подобия является отношение сходственных размеров оригинала и модели. П р и м е р проведения моделирования по предлагаемому способу. Изучают работу надувной гибкой тонкостенной оболочки при подаче в нее в качестве рабочего тела для создания давления смеси горячего воздуха и пара воды (такие емкости в последнее время применяют для подъема грузов), Размеры оболочек: Ь=2500 мм; В= =1280 мм; с 1 =52 мм; Ь =500 мм; 0 = =256 мм; й, 10,4 мм (константа геометрического подобия 1=5, отношение объемов И/1-1 =125). Оболочки изготовлены из полиэтиленовой пленки толщиной 0,055 мм и разворачивались по мере заполнения газом. Температура рабочего тела Т=Т =348 К, окружающая температура Т, =Т =293 К. В оболочке происходят процессы теплопередачи и массообмена (о нагреве оболочки свидетельствуют повышение температуры полиэтиленовой пленз 1262536ки, конденсация пара на стенках наб- ф о Р м У л алюдается визуально).1 и з о б р е т е н йя гС = - -118 сВ качестве приведенного параметра было принято время заполнения оболо чек до избыточного давления 16 мм водяного столба, при котором они при-. нимали правильную цилиндрическую форму при отсутствии груза, Идентичность состава рабочего мела и равен ство его скоростей на входе и оригинал и модель обеспечивают конструкцией генератора и контролируют по перепадам давлений и температур в различных его точках. 15 1 Среднее по результатам трех измерений время для оболочки-оригинала составляет Т=59 с. При одинаковых скоростях подачи рабочих тел для мо дели время должно составить 25По результатам трех экспериментов3получено й = 12,0 с относительнаяошибка составляет ж 1,77. Способ моделирования технологических аппаратов с подводящими и отводящими трубопроводами с нестационарными тепломассообменными процессами, основанный на регулировании расходов и скоростей текучих сред через физические модели аппаратов и регистрации характеристик протекающих в них процессов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов моделирования, в физические модели вводят через подводящие и отводящие трубопроводы текучие среды, скорости их течения устанавливают и в процессе моделирования поддерживают равными скоростям течения текучих сред в соответствующих трубопроводах технологических аппаратов, а характеристики протекающих в физических моделях процессов регистрируют в процессе М в конце моделирования в моменты времени, отношения которых к соответствующим моментам времени для технологических аппаратов выдерживают обратными константам их геометрического подобия.1 62536 оставитель А.Хаслехред Л. Кравчук Корректор Г.Решетник Редактор Н,Марголина аказ 5431 4 Тираж 671 дарственноизобретен ква, Ж,го коми и отаушск оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная ИИПИ Го по дел 3035, М Подписноеета СССРрцтийя наб., д. 4/5