Автоматизированное проектирование и расчет пластинчатого теплообменника для малоразмерного газотурбинного двигателя

Авторы

Ремчуков С. С.^*, Данилов М. А.^**, Чистов К. А.^***

Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: remchukov.sviatoslav@yandex.ru
**e-mail: danilovma@mail.ru
***e-mail: evander2010@yandex.ru

Аннотация

Представлен расчетный комплекс, позволяющий проводить автоматизированное проектирование и расчет компактного теплообменника для малоразмерного газотурбинного двигателя. Разработанный расчетный комплекс позволяет осуществлять доводку теплообменника в автоматическом режиме с минимальными затратами временных ресурсов. В результате расчета и проектирования строятся 3D-модели теплообменника, определяются основные параметры полученного теплообменника, такие как степень регенерации, гидравлические потери и другие. Разработка применима для пластин различных конфигураций при наличии параметризованных 3D-моделей пластин. Автоматизация алгоритма проектирования и расчета позволяет использовать его совместно с автоматизированными программными комплексами многокритериальной оптимизации.

Ключевые слова

малоразмерный газотурбинный двигатель, пластинчатый теплообменник, параметрическое проектирование

Библиографический список

1. Ланский А.М., Лукачев С.В., Коломзаров О.В. Тенденции изменения геометрических размеров и интегральных параметров камер сгорания малоразмерных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 47-57.

2. Шмагин К.И., Попова Т.В., Ломазов В.С., Осипов И.В., Тимофеев В.В., Данилов М.А., Князев А.Н. Малоразмерный газотурбинный двигатель с регенерацией тепла. Патент № 2563079 C1. Бюлл. № 26, 20.09.2015.

3. Дрейцер Г.А. Компактные теплообменные аппараты: Учеб. пособие. – М.: МАИ, 1986. – 73 с.
   

4. Кожухотрубный (кожухотрубчатый) теплообменник. Устройство и принцип работы, http://www.teploobmenka.ru/oborud/art-shelltube/

5. Пластинчатый теплообменник. Устройство и принцип работы, http://www.teploobmenka.ru/oborud/artphe/

6. Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенецкий А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. – М.: Машиностроение, 1973. – 288 с.

7. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. – М.; Л.: Энергия, 1966. – 184 с.

8. Егоров К.С., Щеголев Н.Л. Исследование характеристик высококомпактных пластинчато-ребристых поверхностей теплообмена со смещенным ребром // Наука и образование. 2012. № 6. С. 351-362. DOI: 10.7463/0612.0431788

9. Хаузен Х. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе / Пер. с нем. И.Н. Дулькина. – М.: Энергоиздат, 1981. – 384 с.

10. Савостин A.Ф., Тихонов А.М. Исследование характеристик пластинчатых поверхностей теплообмена // Теплоэнергетика. 1970. № 9. С. 75-78.

11. Силуянова М.В., Попова Т.В. Исследование теплообменного аппарата для газотурбинных двигателей сложного цикла // Труды МАИ. 2015. № 80. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=56934

12. Краев В.М. Современное состояние исследований нестационарных турбулентных течений // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. С. 61-67.

13. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – 6-е изд. – Л.: Машиностроение, 1979. – 520 с.

14. Тихонов А.М. Регенерация тепла в авиационных ГТД. – М.: Машиностроение, 1977. – 108 с.

15. Ремчуков С.С., Ярославцев Н.Л. Исследование влияния загромождения каналов компактных теплообменников на их теплогидравлические характеристики // Эпоха науки. 2016. № 8. C. 186-201.

16. Ярославцев Н.Л., Ремчуков С.С. Анализ теплогидравлических характеристик пластинчато-ребристых интенсификаторов теплообмена // Гагаринские чтения 2017: Сборник тезисов докладов. – М.: МФИ, 2017. C. 548.

17. Focke W., Zachariades J., Olivier J. The Effect of the Corrugation Inclination Angle on the Thermohydraulic Performance of Plate Heat Exchangers // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1985. Vol. 28(8), pp. 1469-1479. DOI: 10.1016/0017-9310(85)90249-2

18. Данилов М.А., Попова Т.В. и др. Методика параметрического проектирования применительно к пластинчатому теплообменнику // Научные перспективы ХХI века. Достижения и перспективы нового столетия: Сборник трудов III Международной научно-практической конференции (15-16 августа 2014 г.). – Новосибирск: International Scientific Institute «Educatio», 2014. C. 111-113.

19. ANSYS CFX Release 11.0, 2006. http://product.caenet.cn/uploadfiles/12872437250986625020081129090050986.pdf

20. Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: Учебное пособие. – СПб.: Изд-во Политехнического института, 2012. – 88 с.

Скачать статью