- Расчет и оценка равномерности распределения, прохождения нагревающей жидкости по всей площади нагревательных пластин.
- Проверка достаточности напора потока нагревающей жидкости в системе, учитывая расположение насосов и коллекторов.
- Оценка эффективности работы системы, с учетом распределения тепла и обеспечения необходимого потока жидкости.
В Артматику обратился производитель сублимированных фруктов и ягод за услугой по разработке математической модели CFD для расчета гидродинамики теплоносителя и процессов теплообмена в сушильной камере (сублиматоре).
Заказчик занимается глубокой переработкой плодово-ягодной продукции и входит в тройку крупнейших в мире производителей сублимированных фруктов и ягод по загрузке сырья.
Исходные данные для CFD расчета осушителя (сублиматора)
Для выполнения работы заказчик предоставил следующие исходные данные:
- Чертеж нагревательных пластин
- Рабочая схема и параметры среды
- План и разрезы сублиматора
- Таблица с расчетными параметрами и материалами
Постановка задачи и основные этапы по CFD расчету теплообмена сублиматора
По результатам встреч и общения со специалистами Заказчика были уточнены требования по расчетам теплообмена в сушильной камере.
В техническом задании были сформулированы основные этапы работы:
- Разработка 3D CAD твердотельной модели сушильной камеры, основанной на чертежах заказчика.
- Создание расчетной сетки с трассировкой лучей для учета радиационной теплопередачи.
- Проведение гидродинамических расчетов для моделирования (CFD) теплообмена в системе:
- Теплообмен между наружными поверхностями камеры и окружающей средой.
- Перенос тепла с жидкостью и ее взаимодействие с теплопередачей.
- Радиационный теплообмен внутри камеры.
- Выполнение CFD расчетов для различных температурных режимов теплоносителя (145°C, 130°C, 110°C, 90°C, 70°C, 55°C, 35°C).
- Составление отчета по результатам расчетов и анализу поведения жидкости в системе при различных температурах.
Работы по CFD и 1D моделированию сублиматора
Приступив к работе, мы столкнулись с рядом сложностей по физике процесса, и возникла идея сначала построить гидравлическую модель осушителя в 1D постановке. Это довольно частый случай в гидравлических системах, когда 1D моделирование позволяет выявить в прямом и переносном смысле "узкие места". Для построения модели и анализа использовалось специализированное программное обеспечение Amesim.
Параллельно с разработкой гидравлической модели, наши инженеры создали смоделировали одну панель сублиматора в STAR CCM+
Режим ко-симуляции 1D и CFD часто используется при решении подобных задач, и здесь оказался очень полезным.
По окончании работ выданы:
- Файлы полных компьютерных моделей
- Результаты нескольких расчетных сценариев
- Пояснительная записка с подробными результатами расчетов, анализом и выводами.
