Гузель Рамилевна Бадретдинова, ассистент
кафедра «Теоретические основы теплотехники»
Казань
Guzel R. Badretdinova
Kazan
Ильдар Рамилевич Калимуллин, к. т. н., доцент, заведующий кафедрой
кафедра «Энергобезопасность»
Казань
Ildar. R. Kalimullin
Kazan
Вадим Эдуардович Зинуров, ассистент
кафедра «Теоретические основы теплотехники»
Казань
Vadim E. Zinurov
Kazan
Андрей Владимирович Дмитриев, д-р. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой
кафедра «Теоретические основы теплотехники»
Казань
Audrey V. Dmitriev
Kazan
Исследование теплообменных процессов с помощью численного моделирования в программных комплексах представляет собой сложную операцию. В ходе проведения численных исследований по передаче тепла необходимо адекватно настроить решение задачи. Для этого подбираются наиболее подходящие модели турбулентности, создаются сеточные модели, задаются граничные условия. Получение достоверных результатов численного моделирования теплообменных процессов напрямую зависит от задания верных параметров, которые необходимо изначально проанализировать. По итогу работы над анализом необходимых параметров можно получить адекватное решение задачи.
ЦЕЛЬ. Оценить влияние моделей турбулентностей на процесс теплоотдачи и подобрать наиболее подходящую модель для проведения численного моделирования внешнего обтекания нагреваемой трубы. Изучить влияние количественных критериев сеточной модели на точность и сходимость решения численного расчета.
МЕТОДЫ. При проведении численного моделирования был использован метод конечных элементов в программном комплексе ANSYS Fluent.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе проведения исследования была подобрана наиболее подходящая модель турбулентности для решения задачи внешнего обтекания нагреваемой трубы. Построена сеточная модель с учетом особенностей рассматриваемой задачи. Определены погрешности в зависимости от количественных критериев сеточноймодели.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенные численные исследования позволили дать сравнительную оценку для труб с различным оребрением. Полученные результаты показали, что замена труб с прямым оребрением на спиральное позволяент увеличить интенсивность теплоотдачи до 40 %.
The study of heat exchange processes using numerical modeling in software systems is a complex operation. In the course of conducting numerical studies on heat transfer, it is necessary to adequately adjust the solution of the problem. To do this, the most suitable turbulence models are selected, grid models are created, and boundary conditions are set. Obtaining reliable results of numerical simulation of heat exchange processes directly dependson setting the correct parameters that need to be analyzed initially, , 4 s a result of the work on the analysis of the necessary parameters, an adequate solution to the problem can be obtained.
THE PURPOSE. To evaluate the influence of turbulence models on the heat transfer process and to select the most suitable model for numerical simulation of the external flow around the heated pipe. To study the influence of quantitative criteria of the grid model on the accuracy and convergence of the numerical calculation solution.
METHODS. During the numerical simulation, the finite element method was used in the ANSYS Fluent software package.
RESULTS. In the course of the study, the most suitable turbulence model was selected to solve the problem of external flow around the heated pipe. A grid model is constructed taking into account the features of the problem under consideration. The errors are determined depending on the quantitative criteria of the grid model.
CONCLUSION. Numerical studies have made it possible to give a comparative assessment for pipes with different fins. The results obtained showed that replacing pipes with straight fins with spiral ones allows increasing the heat transfer intensity up to 40 %.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.