Журнал СФУ. Техника и технологии / Моделирование и расчет теплопередачи в многослойных стеновых конструкциях на основе итерационных моделей

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2022 15 (5)
Авторы
Жакатаев, Т. А.; Какимова, К.; Таукенова, Л.; Сериков, Т.
Контактная информация
Жакатаев, Т. А.: Университет Туран-Астана Казахстан, Нур-Султан; Какимова, К.: Карагандинский государственный технический университет Казахстан, Караганда; Таукенова, Л.: Университет Туран-Астана Казахстан, Нур-Султан; Сериков, Т.: Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина Казахстан, Нур-Султан
Ключевые слова
wall many layers; heat transfer; nonlinear boundary conditions; iterative calculations; systems of equations; heat flows; многослойная стена; теплопередача; нелинейные граничные условия; итерационные вычисления; системы уравнений; тепловые потоки
Аннотация

Рассмотрена сквозная теплопередача: теплоноситель, жидкостная среда 1 – стена из произвольных n слоев, жидкостная внешняя среда 2, охладитель. Для тепловых потоков рассмотрена система (n+1) нелинейных уравнений. Методом исключения неизвестных последовательно вычислены все значения. Расчетная схема позволяет проводить итерационные вычисления температуры стенок от одного до трех слоев и, соответственно, пяти тепловых потоков. Новизна решения в том, что температура первой и последней стенок не заданы, а являются неизвестными. Их вычисляют по итерационной схеме. При дальнейшем увеличении количества слоев стенок вычисления становятся громоздкими. Речь идет о явном выражении всех tw, i через формулы на основе ручного преобразования уравнений. Оптимально приведение задачи к замкнутой и определенной системе (n +1) уравнений для (n+1) неизвестных значений температур стенок. Данная система уравнений легко вычисляется в массово доступных пакетах, к которому относится и Matlab. Преимущество имеет матричное решение всей системы сразу. В случае системы цилиндрических и сферических стенок задача также разрешима. Установлены новые коэффициенты для этих систем уравнений, которые позволяют сохранить балансовые уравнения для тепловых потоков

Страницы
622–633
DOI
10.17516/1999-494X‑0410
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/148774

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).