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【冷水机百科】计算流体动力学在区域冷却设计中用于TES设计

返回列表 作者:工业冷水机厂家 浏览:359 发布日期:2021-04-12【

  目前,全球超过50%的人口居住在城市地区。种种迹象表明,这一数字将继续增加,在能源使用和排放方面给环境带来更大的压力。由于这些发展,在包括区域供冷在内的大多数过程中,能源效率已成为主要焦点。通过CFD分析管理区域供冷中的能源是解决这些问题的有效方法。过去,工程师仅依靠经验来开发其设计的空气动力学方面。后来,他们求助于隧道,但是该过程仍然昂贵且耗时。自1930年代初出现计算流体动力学(CFD)以来,许多行业都实现了跨越式发展,并且出现了许多创新。这项技术的灵活性,价格可承受性和精度已经使佩诗将该技术应用于区域供冷设计中,从而使客户满意。

  差价合约分析基础

  计算流体动力学(CFD)是一种预测流体流动的定量结果的概念,尤其是在机械运动,传质,热流和化学反应等因素共同影响下。该工具已经在领先的行业中得到了广泛应用,例如预测性污染控制和空气动力学设计等应用。佩诗现在正在使用CFD工具重塑热能储存装置。由于可靠性和成本效益等原因,通过佩诗的CFD模型设计的TES储罐受到市场的高度追捧。我们的专家将使用最佳方法来设计扩散器,以确保稳定的温跃层。通过保持很少或没有湍流,我们的TES水箱确保冷水和热水保持分开,从而实现最佳的水箱容量和效率。您想知道什么是差价合约吗?TES的复习可能会有所帮助。

  热能存储(TES)和扩散器

  热能存储(TES)储罐是一种蓄热器,可以存储在非高峰时间产生的冷却,从而降低了运营成本,并降低了区域冷却设备的所需容量。冷冻水补充了冷水机,涵盖了需求高,冷水机重启或电源故障的时间。TES有两种概念,即部分存储和完全存储,各有其优缺点。出于简单和低成本的原因,自然分层是最流行的系统。在这种情况下,重力将水分开,较热(密度较小)的水在顶部沉降,而较冷(密度)的水在底部沉降。

  一个分层冷却水热能存储罐,包括两组配水;一个在底部,另一个在顶部。在这两个分配器之间出现了一个非物理边界层,通常被称为温跃层。这些部分可容纳不同温度的水。存储容量取决于温度差,因此,对于给定的水量,较高的温度差会产生较高的存储容量。

  但是,如果不正确地设计/省略CFD分析,则自然分层装置中的温跃层就有被破坏的危险,因为扩散器的设计会影响TES在区域制冷中的性能。这些组件在充电和放电过程中都起着至关重要的作用。没有扩散器,将难以在所需的流速下实现分层。TES水箱入口和出口的水流速度必须保持缓慢,以使惯性不会超过浮力。为使分层发生,扩散器的设计必须使它们能在重力流的作用下将水温和地引导到水箱中,使冷水和温水之间的混合最少。

  计算流体动力学(CFD)的秘密

  通常,较旧的工程工具不足以支持可靠的TES系统。因此,佩诗的团队使用了许多巧妙的方法,其中最受欢迎的是计算流体动力学。自然分层由于其低成本和简单性而受到高度重视。它可能很简单,但是它具有在不同温度下分布水的功能,并由称为Thermocline的非物理边界分隔开。温差至关重要,因为它决定了储罐的容量。维持该边界的需要使得水的混合成为复杂的过程。具体地说,混频器设计在TES系统中可能是一项艰巨的任务。CFD可以方便地用作独特设计的可靠工具。计算流体动力学因此(CFD)用于区域散热以进行热设计。非常可靠的工具涉及使用数值技术和计算机来解决流体流动问题。使用高速计算机,佩诗的专家们可以精确地预测质量和热量的传递。

佩诗在充分了解存在多种类型的扩散器(例如八角形和径向类型)的情况下进行设计。雷诺数是CFD模拟过程中出现的一个重要参数,它是惯性与运动学之比。其他同样重要的测量指标包括长宽比,扩散器类型,冷水温度和温水温度。其他的是扩散器的尺寸和流速。佩诗理解设计扩散器以正确实现分层的重要性。两种最流行的扩散器样式是径向圆盘扩散器和八角形管道扩散器。

  径向盘式扩散器结构坚固,因此减少了安装工作。它可以承受水浪和锤子。这与八角形不同,八角形需要更多的安装,但根据情况可能更具成本效益,并且还可以适用于不同的储罐成型机。我们将两个流(入口和出口)保持在低速状态,以使浮力高于惯性。这样可以在罐的顶部或底部保持较高的密度。为什么使用此工具如此重要?这种方法的基础是每个TES客户都有独特的需求。为了获得确切的冷却要求,设计的扩压器几何形状必须经受实际条件的影响,因此强烈建议在安装之前测试其性能。

  CFD对TES的重要性

  设计不当的内部扩散器是导致系统无法满足要求的秘诀。客户可能无法获得所需的冷却能力。用于区域供冷的TES是一项重大项目,应确定地进行处理。佩诗CFD工具的应用是从TES系统获得最佳性能的最可靠方法。项目中的任何遗漏或错误都会尽早纠正,以避免金钱和时间的损失。TES冷冻水箱的性能取决于许多因素,其中包括:

  坦克长宽比

  Δt或温差

  流量

  扩散器设计

  为了提高性能,TES储罐的设计必须考虑到所有这些因素,并且在两种操作(充电和放电)过程中,温床都应尽可能薄。通过使用CFD软件执行模拟,佩诗能够解决TES储罐的众多流动问题。高速计算机使专家们可以预测质量和热量传递的最精细细节。TES储罐的传热稀有,涉及自然对流,固体传导等,但是CFD工具能够分析所有这些。比较CFD分析和实验测量的结果以创建简化的分析,从而建立最佳的工作条件和参数。计算流体动力学使佩诗工程师能够优化我们量身定制的扩散器的配置,并提高TES储罐的性能。该仿真软件使工程师能够确保成功进行产品开发。工程师开发了TES储罐的数字原型,并对产品与流体行为之间的相互作用进行了仿真。通过使用计算流体动力学方法,佩诗能够在设计周期的初期阶段确认产品是否符合客户要求。产品开发过程在此过程中变得更加有效。

  致力于设计过程

  佩诗使用软件来优化扩散器设计。该软件包在确定最大储热罐的最大排放速率和存储容量方面也很重要。目的是设计散流器,该散流器以低速产生水,以减少充放电过程中水混合的机会。根据经验,CFD设计通过热分层优化了有用的存储能量。尽管区域制冷中用于TES的CFD是设计过程中的关键工具,但重要的是要了解最终产品的外观,因为运行条件可能会发生很大变化。在这种情况下,最重要的考虑因素包括上游和下游流量条件。佩诗明白客户对储罐的几何形状和冷却需求有不同的需求。为了实现理想的分层,必须将恒温器保持在适当的范围内,这要求每个客户使用不同的扩散器参数。借助精确的扩散器几何形状,TES储罐中的水将均匀分层,并提供所需的区域冷却额外容量。

  结论

  无论您是在谈论工业环境还是商业环境,区域供冷都是室内舒适度和舒适度的最终解决方案。但是,如果效率被忽视,它将消耗掉很大一部分功率预算。由于扩散器的设计会影响区域供冷系统的整体性能,因此即使您确保TES系统设计的所有阶段都完美无缺,也只有花时间设计此组件才值得。这种设计的成功与否取决于许多因素,包括特定用户的项目要求。尽管可以根据先前设置的参数安装系统,但是使用CFD分析可以消除可能妨碍有效性能的假设。考虑到计算流体动力学的基本原理,很明显只有经验丰富的CFD公司才能提供可靠的帮助。佩诗通过其经验丰富的专业人员提供CFD解决方案。该公司为气流和温度提供全面的CFD模型,从而提高了能量分布的准确性。请与我们的专家联系以获取更多信息。