Estudio de las características de transferencia de calor y fuga de sellos de cepillo basadas en un modelo de no equilibrio térmico local
Autores: Zhang, Jiahao; Liu, Meihong; Peng, Neng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de las características de transferencia de calor y fuga de sellos de cepillo basadas en un modelo de no equilibrio térmico local
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Modelo
Sello de cepillo
LTNE
LTE
Transferencia de calor
Fuga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, para mejorar la precisión del modelo de transferencia de calor del sello de cepillo, se estableció un modelo matemático de las características de transferencia de calor y fuga del sello de cepillo, basado en el método de volúmenes finitos (FVM) acoplado con las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) del modelo de no equilibrio térmico local (LTNE). Se analizó la distribución de los campos de presión, flujo y temperatura del sello de cepillo. Se realizó programación de función definida por el usuario (UDF) para el modelo LTNE. Luego, se comparó el modelo LTNE con el modelo de equilibrio térmico local (LTE) en términos de los factores que influyen en las características de transferencia de calor y fuga. Los resultados muestran que la temperatura máxima del filamento del cepillo aumenta con un aumento en la relación de presión, la interferencia y la velocidad para ambos modelos; la tasa de flujo del fluido aumenta con un aumento en la relación de presión, la interferencia y la velocidad; y la tasa de fuga aumenta con un aumento en la relación de presión y disminuye con un aumento en la interferencia y la velocidad. Se encontró que la temperatura máxima del filamento del cepillo bajo el modelo LTNE era más alta que la del modelo LTE, pero la diferencia de temperatura máxima no supera el 3.1%. Además, la tasa de flujo del fluido bajo el modelo LTNE fue más alta que la del modelo LTE, y la diferencia de tasa de flujo no supera el 3.4%. Y la tasa de fuga bajo el modelo LTNE fue más baja que la del modelo LTE, y las tasas de fuga difieren en no más del 9.0%. En última instancia, se encontró que el análisis numérico del sello de cepillo bajo el modelo LTNE era más efectivo y consistente con las condiciones de trabajo reales que los modelos alternativos.
Descripción
En este estudio, para mejorar la precisión del modelo de transferencia de calor del sello de cepillo, se estableció un modelo matemático de las características de transferencia de calor y fuga del sello de cepillo, basado en el método de volúmenes finitos (FVM) acoplado con las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en Reynolds (RANS) del modelo de no equilibrio térmico local (LTNE). Se analizó la distribución de los campos de presión, flujo y temperatura del sello de cepillo. Se realizó programación de función definida por el usuario (UDF) para el modelo LTNE. Luego, se comparó el modelo LTNE con el modelo de equilibrio térmico local (LTE) en términos de los factores que influyen en las características de transferencia de calor y fuga. Los resultados muestran que la temperatura máxima del filamento del cepillo aumenta con un aumento en la relación de presión, la interferencia y la velocidad para ambos modelos; la tasa de flujo del fluido aumenta con un aumento en la relación de presión, la interferencia y la velocidad; y la tasa de fuga aumenta con un aumento en la relación de presión y disminuye con un aumento en la interferencia y la velocidad. Se encontró que la temperatura máxima del filamento del cepillo bajo el modelo LTNE era más alta que la del modelo LTE, pero la diferencia de temperatura máxima no supera el 3.1%. Además, la tasa de flujo del fluido bajo el modelo LTNE fue más alta que la del modelo LTE, y la diferencia de tasa de flujo no supera el 3.4%. Y la tasa de fuga bajo el modelo LTNE fue más baja que la del modelo LTE, y las tasas de fuga difieren en no más del 9.0%. En última instancia, se encontró que el análisis numérico del sello de cepillo bajo el modelo LTNE era más efectivo y consistente con las condiciones de trabajo reales que los modelos alternativos.