EDN: RUAAOO
Авторы
Левченко В.А.1, Кащеев М.В.1, Аксенов И.А.2
Организация
1 ООО ЭНИМЦ «Моделирующие системы», Обнинск, Россия
2 Московский филиал «Центратомтехэнерго» АО «Атомтехэнерго», Москва, Россия
Левченко В.А. – директор, кандидат технических наук.
Кащеев М.В. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249035, Обнинск Калужской обл., пр-т Ленина, д. 133. Тел.: (484) 396-03-61, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Аксенов И.А. – инженер первой категории.
Аннотация
В статье поставлена одномерная нестационарная задача теплопроводности для кольцевого ребра с произвольным профилем при наличии в ребре энерговыделения. Методом интегрального преобразования Лапласа получено аналитическое решение задачи для ребра с прямоугольным профилем. В качестве граничных условий задается температура основания ребра, а на торце ребра происходит теплообмен по закону Ньютона – Рихмана с окружающей средой. Определены эффективность ребра и тепловой поток через основание ребра. Энерговыделение в ребре снижает его эффективность по сравнению с эффективностью ребра при отсутствии энерговыделения и уменьшает тепловой поток. Найдено ограничение по значениям энерговыделения в ребре как условие применимости оребрения. Линейный тепловой поток через основание ребра должен быть больше нуля. Если линейный тепловой поток меньше нуля, ребро играет противоположную роль: поток направлен в обратную сторону. При наличии энерговыделения применение оребрения наиболее эффективно, когда параметр μ, зависящий от числа Био и размеров ребра, находится в окрестности своего оптимального значения. В статье получено выражение для коэффициента наращивания поверхности kН. При расчете нагревания (охлаждения) тела с оребренной поверхностью коэффициент теплоотдачи следует увеличивать в kН раз. Выполненные в статье расчеты продемонстрировали влияние энерговыделения на характеристики ребра.
Ключевые слова
оребрение поверхности, энерговыделение, наращённая поверхность, кольцевое ребро, прямоугольный профиль, эффективность ребра, тепловой поток, нестационарная задача теплопроводности, метод интегрального преобразования Лапласа
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1990. 208 c.
- Субботин В.И., Ибрагимов М.Х., Ушаков П.А., Бобков В.П., Жуков А.В., Юрьев Ю.С. Гидродинамика и теплообмен в атомных энергетических установках. М.: Атомиздат, 1975. 408 с.
- Дрейцер Г.А., Гомон В.И., Аронов И.З. Сравнительное исследование величины отложений в трубах с кольцевыми турбулизаторами и в гладких трубах кожухотрубчатых аппаратов. Промышленная теплотехника, 1981, т. 3, № 6, c. 36–42.
- Вилемас Ю.В., Воронин Г.И., Дзюбенко Б.В. и др. Интенсификация теплообмена: Темат. сб. Серия: Успехи теплопередачи, 2. Под ред. проф. А.А. Жукаускаса и проф. Э.К. Калинина. Вильнюс: Мокслас, 1988. 188 c.
- Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980. 144 c.
- Михайлов А.И., Борисов В.В., Калинин Э.К. Газотурбинные установки замкнутого цикла. АН СССР, 1962. 148 c.
- Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности. М.: Издательство иностранной литературы, 1960. 478 c.
- Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 c.
- Кириллов П.Л., Богословская Г.П. Тепломассообмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 2000. 456 c.
- Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990. 360 c.
- Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979. 416 c.
- Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов. М.: Издательство МЭИ, 2005. 550 c.
- Левченко В.А., Кащеев М.В., Аксенов И.А. Определение характеристик прямого ребра прямоугольного профиля с энерговыделением по двумерной стационарной модели. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2023, вып. 4, с. 191–202. Доступно на: https://www.vant.ippe.ru/images/pdf/2023/issue2023-4-191-202.pdf (дата обращения 05.12.2024).
- Левченко В.А., Кащеев М.В., Аксенов И.А. Решение двумерной стационарной задачи теплопроводности в кольцевом ребре прямоугольного профиля с энерговыделением. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2024, вып. 1, с. 221–232. Доступно на: https://www.vant.ippe.ru/images/pdf/2024/issue2024-1-221-232.pdf (дата обращения 05.12.2024).
- Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. Т. 2. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1966. 800 c.
- Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600 с.
- Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1971. 576 c.
- Смайт В. Электростатика и электродинамика. М.: Издательство иностранной литературы, 1954. 604 с.
- Курош А.Г. Курс высшей алгебры. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1975. 432 с.
- Ланс Дж.Н. Численные методы для быстродействующих вычислительных машин. М.: Издательство иностранной литературы, 1962. 208 с.
- Левченко В.А., Кащеев М.В., Дорохович С.Л., Зайцев А.А. Характеристики кольцевого ребра прямоугольного профиля с энерговыделением. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы, 2021, вып. 4, c. 98–105. Доступно на: https://www.vant.ippe.ru/im-ages/pdf/2021/issue2021-4-98-105.pdf (дата обращения 05.12.2024).
УДК 536.21
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 1, c. 211-224
