Моделювання задачі конвективного теплообміну з поверхні випарника холодильної установки рефрижераторного контейнера

Abstract

Результати роботи стосуються холодильної установки рефрижераторного контейнера і спрямовані на розв’язання задачі конвективного теплообміну навколо трубчатого випарника із вентилятором примусового обдування, які розташовано в металевому кожусі. Постановку задачі та її моделювання виконано для двомірної системі координат, а для її вирішення застосовано програм- не середовище COMSOL Multiphysics, Femlab 3.0, Fluid Dynamics - Incompressible Navier-Stokes – Convection and Conduction. Отримані результати дозволяють встановити межові умови при вирішенні задачі розрахунку поля температур повітря у шафі рефрижераторного контейнера і, на їх основі, розрахунку розподілу поля температур.

Результаты работы касаются холодильной установки рефрижераторного контейнера и направлены на решение задачи конвективного теплообмена вокруг трубчатого испарителя с вентилятором принудительного обдува, расположенных в металлическом кожухе. Постановка задачи и ее моделирование выполнена для двухмерной системы координат, а для ее решения применена программная среда COMSOL Multiphysics, Femlab 3.0, Fluid Dynamics - Incompressible Navier-Stokes - Convection and Conduction. Полученные результаты позволяют установить граничные условия при решении задачи расчета поля температур воздуха в шкафу рефрижераторного контейнера и, на их основе, расчета распределения поля температур.

The study is aimed at solving the problem of convective heat transfer calculating in the tubular evaporator unit of refrigerating container, which is equipped with fan forced convection. The mathematical model of the problem as a differential equation that establishes the energy conservation law in the air cells through the surface of which its movement is carried out is given. In the process of the convective heat transfer around the evaporator problem calculating the link between the basic physical quantities in the air − temperature fields and velocity of its movement was considered. Close relationship of obtained temperature values and air velocity at the outlet from evaporator unit as boundary conditions for further calculation of temperature field in the refrigerator compartment of refrigerating container was proved. Statement of the problem and its simulation were performed in a twodimensional coordinate system, and software environment COMSOL Multiphysics, Femlab 3.0, Fluid Dynamics - Incompressible Navier-Stokes - Convection and Conduction was applied for its solution. The accomplished calculations have shown that the integral temperature value at the outlet of the evaporator unit, was calculated taking into account air velocity, which is lower than its values obtained without air movement consideration. The results of the study should be useful during the research of the convective heat transfer phenomenon in the different refrigerating devices, allow to choose evaporator and fan capacity more reasonably under conditions of obtaining the desired cooling mode for perishable products as well as in the learning process.