Комп’ютерне моделювання потоків у плоских каналах

Abstract

У статті розглядається дослідження процесів перенесення в економічному охолоджувачі повітря непрямого випарного типу. Принцип роботи пропонованого охолоджувача повітря ‒ використання ефекту випарного охолодження. Вода (прісна або морська) є робочим агентом, що витрачається. Охолоджувачі повітря випарного типу відрізняються низькою собівартістю та малими експлуатаційними витратами. Матриця охолоджувача організована системою щілинних каналів. Для виготовлення насадки використовуються дешеві, екологічно безпечні та поширені матеріали: пластини або плівки на основі поліетилену, полістиролу чи поліпропілену та пористі неткані матеріали на основі поліпропілену або целюлози (флізелін). Описано організацію комп'ютерного моделювання тепло-масоперенесення у системі плоских каналів складного (у плані) профілю за малої величини зазору, який у 15-50 разів менше ширини каналу. В якості математичної моделі приймається система рівнянь: нерозривність, Нав'є-Стокс в проекції на координатні осі, тиску і Фур'є-Кірхгофа. Для спрощення постановки завдання запропоновано прийом усереднення величини швидкості третьої координати (за зазором в каналі). Зосередження проводиться з урахуванням профілю швидкості. Таким чином, здійснюється перехід від тривимірної до двовимірної математичної моделі. Для вирішення отриманої системи рівнянь використано модифікований різницевий метод розв'язання. У цьому випадку використовується апроксимація за триточковою схемою одночасно членів рівняння з другою та першою похідними. Вирази для коефіцієнтів апроксимуючої формули виходять методом аналітичного рішення. Схема має абсолютну стійкість.