مدل مرز متحرک برای مبدل حرارتی جریان دو فازی
چکیده
مدل دینامیک مرز متحرک، یک روش جذاب برای بررسی طرح های کنترل پیشرفته برای مبدل حرارت جریان دو فازی است. برای ابهام سرعت های نسبی بین مرز ها و سیال موجود در مدل mb قبلی، این مقاله یک مدل مرزی متحرک اصلاح شده را ارایه می کند. مدل دینامیکی با سرعت های نسبی از اصول فیزیکی حفاظت انرژی و جرم بدست امد و مدل در سیستم HYDROX زیر آبی برای پیش بینی عملکرد سایکلیک اجرا می شود. نتایج شبیه سازی مدل گسسته با استفاده از زبان متلب نشان می دهد که نوسانات موسوم به ارتعاش متوقف شده است.
مقدمه
مدل های سیستم مبدل حرارتی جریان(اواپراتور و کندانسور) برای راهبرد های کنترل پیشرفته مناسب تر هستند. بنداپودی و براون 1 به بحث در خصوص این رویکرد های مدل سازی از جمله مدل حجم محدود و مدل مرز متحرک پرداختند. مدل مرز متحرک قبلا توسط گرالد و مک ارتور (2) اثبات شده است که آن را به گزینه اول برای طراحی سیستم کنترل تبدیل کرده است.(3)
ایده مدل MB، پایش دینامیکی طول مناطق مختلف در مبدل گرمایی است. و سپس معادلات حفاظت انرژی و جرم برای هر حجم کنترل با مرز های متغیر فرموله سازی می شود. شکل هندسی ساده برای mb در اواپراتور در شکل 1 نشان داده شده است.
مطالعات مختلف مدل های دینامیکی MB را توصیف کرده اند. ادامز و همکاران(4) مدل MB را ارایه کرده اند. ری و باومن (5) یک مدل غیر خطی بر اساس کار های ادامز ایجاد کردند. آن ها مدل سه منطقه ای را با مرز های فاز متغیر زمانی با مجموعه ای از معادلات جبری و دیفرانسیل غیر خطی از معادلات اساسی حفاظت جرم، گشتاور و انرژی توصیف کردند. ادامه این کار در مطالعه 6-7 ارایه شده است. دار و سادل(8) از مدل مبدل حرارتی استفاده کردند که در آن وابستگی مکانی نادیده گرفته شد. مکینلی و الین(9)، نانسینی(10)، رامسن(11) و بانیل و همکاران (12-14) مطالعات زیادی بر روی MB در جریان های دو فازی انجام داده اند.
Abstract
Moving Boundary (MB) dynamic model is an appealing approach for investigation of advanced control schemes for two-phase flow heat exchanger. For the confusion of relative velocities between boundaries and fluid existing in the previous MB model, this paper presents a modified moving boundary model. The dynamic model incorporated with the relative velocities is derived from physical principles of mass and energy conservation. And the model is then implemented in a novel underwater HYDROX system to predict cyclic performance. The simulation results from discretized model using MATLAB language show that the oscillations which is known as “Chattering” have been suppressed.
1. Introduction
Current heat exchanger (evaporator or condenser) system models are more appropriate for advanced control strategies. Bendapudi and Braun [1] discussed such modeling approaches including both finite volume model and Moving Boundary (MB) model. MB model has been proved much faster by Grald and MacArthur [2], which makes it to be the first choice for control system design [3].
The idea of MB model is to dynamically track the length of different regions in heat exchanger. And then, mass and energy conservation equations are formulated for each Control Volumes (CVs) with variable boundaries. A simple geometry for MB in an evaporator can be seen in Fig. 1.
Several works have described MB dynamic models. Adams et al. [4] pioneered MB models. Ray and Bowman [5] developed a nonlinear model based on the work of Adams. They described a three-region model with time-varying phase boundaries by a set of nonlinear differential and algebraic equations derived from the fundamental equations of conservation of mass, momentum, and energy. Extensions of this work for solar applications are presented in [6,7]. Dhar and Soedel [8] employed a simplified heat exchanger model in which spatial dependency was ignored. Mckinley and Alleyne [9], Mancini [10], Rasmussen [11] and Bonilla et al. [12–14] have presented the remarkable MB model reviews for two-phase flows.
چکیده
1-مقدمه
2-مدل های قبلی
3- مدل MB اصلاح شده
3-1 معادلات حاکم در CV
3-2 شرایط مرزی
3-2-1 منطقه زیر سرد
4-توصیف ساختار
1-4- راکتور
4-2 محفظه احتراق
4-3 توربین
5-تحلیل قیاسی تفضیلی
5-1 مقایسه مدل
5-2 شبیه سازی دینامیک و بحث
6-نتیجه گیری
Highlights
Abstract
Keywords
Nomenclature
1. Introduction
2. Previous models
3. Modified MB model
4. Structure description
5. Model comparative analysis
6. Conclusions
Acknowledgements
References
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه