Thermal energy transfer models in the heat exchange equipment calculations

详细

Background: Studies in the field of heat transfer in the heat exchange equipment show significant deviations in calculations when the thermophysical properties of materials are assumed to be averaged. This creates problems in design and reduces the efficiency of heat exchangers.

Objective: Building and implementation of the heat transfer models that consider variations in temperature within the thermal properties of materials, with the goal of enhancing the precision of heat transfer predictions and optimizing the design of heat exchange systems.

Methods: The study utilized numerical analysis of heat transfer considering temperature variations of thermophysical properties. Heat transfer agent mobility and relaxation models were applied. The study included the analysis of density, average flow rate of heat transfer agents, thermal conductivity coefficient, specific heat capacity, relaxation time and free path length. The evaluation methods included mathematical modeling and numerical calculations.

Results: The analysis showed that the use of the models that take into account temperature dependencies significantly improves the accuracy of heat transfer calculations. The heat transfer coefficient, heat transfer agent mobility and relaxation time were found to depend significantly on temperature. Qualitative changes in the mobility of heat transfer agents as a function of temperature and the aggregate state of the material were determined.

Conclusions: The proposed models of mobility and relaxation of heat transfer agents allow to predict heat transfer more accurately, which improves the design of heat exchangers and increases their efficiency in industry. These models can be used for further research and optimization of heat transfer systems.

作者简介

Alexey Kryukov

Moscow Polytechnic University

编辑信件的主要联系方式.
Email: AlexseyKryukov@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-5460-5208
SPIN 代码: 3780-7865

Student of the Industrial Heat Power Engineering Department

俄罗斯联邦, 38 Bolshaya Semenovskaya st, Moscow, 107023

Leonid Marushin

Moscow Polytechnic University

Email: katzbalger@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-5240-0186
SPIN 代码: 3812-2917

Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Industrial Heat Power Engineering Department

俄罗斯联邦, 38 Bolshaya Semenovskaya st, Moscow, 107023

Olga Sennikova

Moscow Polytechnic University

Email: borjusya@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-0069-5669
SPIN 代码: 6470-5501

Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Industrial Heat Power Engineering Department

俄罗斯联邦, 38 Bolshaya Semenovskaya st, Moscow, 107023

Gleb Semochkin

Moscow Polytechnic University

Email: glebsem03@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-4269-4678
SPIN 代码: 3228-5831

Student of the Management Department

俄罗斯联邦, 38 Bolshaya Semenovskaya st, Moscow, 107023

参考

  1. Features of calculations of heat transfer processes based on models of mobility and relaxation of heat carriers. Edited by A.S. Okhotin. Moscow State Textile University named after A.N. Kosygin. Moscow. 2001:233
  2. Zaiman DM. Models of disorder: theoretical physics of homogeneously disordered systems. Moscow. 1982:591.
  3. Okhotin AS, Maryushin LA, Pimenova EL, Afanasyeva EV. Analysis of the temperature dependences of the diffusivity coefficient of the materials (in Russ.). Energosberezhenie i vodopodgotovka. 2009;57(1):43–46. EDN:JWBVZV
  4. Reisland J. Physics of Phonons. Moscow. 1975:365.
  5. Croxton K. Physics of the liquid state. Statistical Introduction. Moscow. 1978:400.
  6. Okhotin AS. Models of Heat Transfer in Condensed Media. Moscow. 1990:198.
  7. Marushin LA, Tikhonova DA. Heat transfer in materials with a disordered. Structure “Conference on Applied Physics, Information Technologies and Engineering” (APITECH-2019). Journal of Physics: Conference Series. 2019;1399(5). doi: 10.1088/1742-6596/1399/5/055005 EDN:QEDZEX

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Dependence of silicone dioxide mobility in temperature.

下载 (262KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».