В качестве источника охлажденного воздуха можно использовать как отдельную вихревую трубу, так и модуль, состоящий из нескольких вихревых труб. Преимущества вихревых труб заключаются в высокой температурной эффективности (однако при сравнительно низком общем КПД), надежности, простоте изготовления, малой стоимости, устойчивости к высокоэнергетическим внешним воздействиям. Эти качества вихревых труб, а так же возможность их применения в силовых установках любой мощности, вызывают определенный интерес у производителей мобильных машин военного и двойного назначения. Вихревой эффект является чрезвычайно сложным объектом для моделирования. До появления высокопроизводительной вычислительной техники аналитические методы (в частности, механики сплошной среды) не давали возможности достаточно адекватно представить вихревой эффект. Поэтому ранее проектирование вихревых труб вели на основе эмпирических правил и закономерностей. работе [4] была рассмотрена физико-математическая модель вихревых труб, предназначенных для регулирования температуры наддувочного воздуха. В зависимости от задания входных характеристик потока эта модель может быть использована для определения оптимальных геометрических параметров вихревой трубы, а также давления на входе в нее и для любых газовых потоков. Для моделирования вихревой трубы в данной работе используется метод динамики частиц, в полной мере использующий возможности современной вычислительной техники. Этот метод позволяет с высокой степенью адекватности перенести в модель физические свойства воздушной среды, с высокой степенью детализации представить геометрию вихревой трубы, а также получить исчерпывающую информацию о распределениях температуры и скорости в рабочей области устройства. На рис. 2 представлены результаты моделирования параметров газа в вихревой трубе, полученные методом динамики частиц.
 |
Скачать 1.44 Mb.