ЧИСЛЕННО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ОДНОФАЗНОЙ ЗАДАЧИ СТЕФАНА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССА ОСУШЕНИЯ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ИСПАРИТЕЛЕОХЛАДИТЕЛЕ ТЕПЛОВОГО НАСОСА

А.А. Шевцов, Л.И. Лыткина, Т.Н. Тертычная, С.С. Куликов
DOI: 10.25699/SSSB.2020.33.5.002 Download PDF
Аннотация: Разработана математическая модель процесса конденсации влаги из паровоздушной смеси на поверхности трубы испарителя-охладителя теплового насоса с образованием ледяной корки, представленная системой одномерных уравнений теплопроводности. Численно-аналитическое решение математической модели сведено к однофазной задаче Стефана, в соответствии с которой подвижная граница раздела фаз «ледяная корка - паровоздушная смесь» перемещается эквидистантно относительно поверхности охлаждающей трубы. В соответствии с классической задачей Стефана предполагалось, что энергия кипящего хладагента, выделяемая на охлаждающей поверхности трубы за счет теплопередачи фронту фазового превращения, компенсируется потоком тепловой энергии от конденсации влаги из паровоздушной смеси. На первом этапе определялась температура поверхности трубы охладителя-испарителя, которая, в зависимости от установившегося значения температуры кипения хладагента, принимала фиксированное значение в отсутствие теплового потока со стороны паровоздушной смеси. Второй этап решения в условиях фазового перехода заключался в определении времени образования ледяной корки. Погрешность результатов моделирования составила 10…12 %. Модель может быть использована при исследовании процесса конденсации влажного воздуха с образованием ледяной корки, при решении прямых и обратных задач математической физики и в задачах оптимального управления процессом осушения влажного воздуха в установках, работающих с применением теплового насоса.
Ключевые слова: паровоздушная смесь, испаритель-охладитель, конденсация влаги, математическая модель, тепловой насос, «ледяная корка».

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство