ках 2 і 3 для розрахунку параметрів термодинамічних і теплофізичних властивостей реального робочого речовини і параметрів B і q кр. У блоці 4 задаються початкові умови розрахунку, за якими в блоках 5 і 6 обчислюються основні величини.
У блоці 7 відбувається нарощування циклу розрахунку і передача інформації в блок 5 або 4. Оскільки в алгоритмі розрахунку прийнята умова бульбашкового режиму кипіння кріоагента, у блоці 9 відбувається порівняння величин q кр і q i ; в разі переходу в режим плівкового кипіння рішення зупиняється. Після завершення всього циклу інформація передається в блок 8 для виведення та друку результатів.
На основі наведеної блок-схеми і системи рівнянь (2.9) - (2.14) розроблена і реалізована підпрограма HEX2 розрахунку розподілених параметрів підсистем моделі погружного рекуперативного теплообмінного апарату [10].
Рекуперативні теплообмінники з киплячим в міжтрубному просторі кріоагента можуть бути використані в двоконтурних кріогенних системах термостатування в якості інтегрального елемента, забезпечує зв'язок кріогенної установки з циркуляційним контуром охолодження об'єкта криостатирования.
На рис. 2.8-2.10 відображені результати моделювання процесу теплообміну в теплообміннику навантаження кріогенної гелієвої установки (КДУ) системи охолодження ротора кріотурбогенераторів (КТГ) гелієм при сверхкритическом тиску. Найбільш інтенсивне зниження температури гелію (див. Рис.2.8) відбувається на початкових ділянках. У міру руху гелію по трубі D T i зменшується і при достатній площі поверхні теплообміну досягає мінімального розрахункового значення (D T ж=0,1 До ). Локальні коефіцієнти тепловіддачі (див. Рис.2.9) більше на початкових ділянках каналу, де значення температурного напору D T i великі, а при відносній довжині l i / L т? 5 коефіцієнти? i залишаються практично постійними. Ці статичні характеристики повністю відповідають фізичної моделі теплообмінника типу газ-рідина.
У зв'язку з тим що повне гідравлічний опір теплообмінника D p пропорційно M 2, зі збільшенням витрати (див. рис.2.10) спостерігається різке зростання D p (при зміні M ? від 0,02 до 0,1 кг/с втрати тиску зростають з 0,0026 до 0,0439 МПа). У цьому випадку тиск гелію, що виходить з теплообмінника, становить 0,256 МПа.
Рис. 2.8 Зміна температури гелію при сверхкритическом тиску по довжині каналу теплообмінного апарату
кріогенна система теплообмінний апарат
Рис. 2.9 Зміна коефіцієнта тепловіддачі по довжині трубок змійовика апарату
Рис. 2.10. Залежність повного опору? p теплообмінника навантаження від витрати переохолоджуватися потоку гелію p 1=0,3 МПа
Подальше збільшення витрати при даній геометрії каналу може призвести до того, що тиск потоку на виході стане нижче критичного.
На рис. 2.11 показана залежність витрати випарувався гелію d G ? від зміни кількості теплоти, що підводиться циркуляційним потоком до рідкого гелію (у відносних одиницях при Т кип=3,5 К). Очевидно, що наявність додаткового тепловиділення в об'єкті криостатирования викликає перехід на нерозрахованих режим роботи парогенеруючого елемента системи, який, у свою чергу, передає обурення через зворотний потік основного теплообміннику КДУ.
Рис. 2.11. Зміна відносної величини парового потоку від ставлення Q / Q 0 при Q 0 =70 Вт і G 0? =3,07 · 10 - 8 кг/с
Математична модель радіаційного теплообмінного апарату з розподіленими параметрами. На рис.2.12 показані фізична модель і розрахункова схема апарату, який складається з двох підсистем - прямого потоку і оболонки каналу. Зовнішній тепловий потік Q може мати різну інтенсивність і довільний характер розподілу уздовж поверхні оболонки каналу і всередині її. При розробці моделі було прийнято, що зовнішній потік рівномірно розподілений по зовнішній поверхні оболонки.
Розрахунок розподіленого уздовж ординати x температурного поля T i потоку M ? і оболонки каналу Q i починається з визначення локальних коефіцієнтів тепловіддачі? i при заданій на початку розрахунку среднемассовой температурі потоку T i 0.
З теплового балансу елементарної ділянки (див. рис.2....
