Heating of the pipeline with thermally insulated outer surface was modelled using the explicit finite difference method. The time variation of the fluid temperature at the pipeline inlet has the ramp form. An exact analytical solution was found using the method of superposition. The differences between the analytically and numerically predicted fluid and tube wall temperatures are small. The same method will be used in future for modeling, a heat storage unit, that is used in a combined electric-water heating system.
PL
Nagrzewanie rurociągu z izolowaną cieplnie powierzchnią zewnętrzną zostało zamodelowane z zastosowaniem metody różnic skończonych. Czasowy przebieg temperatury czynnika na wlocie do rurociągu ma kształt rampy. Ścisłe rozwiązanie analityczne zostało wyznaczone za pomocą metody superpozycji. Różnice między temperaturą cieczy wyznaczoną analitycznie i numerycznie są nieznaczne. Ta sama metoda różnic skończonych zastosowana zostanie w przyszłości do modelowanie akumulatora ciepła w hybrydowym elektryczno-wodnym układzie ogrzewania.
Przedmiotem pracy jest wyznaczanie nieustalonego rozkładu temperatury czynnika i ścianki rurociągu za pomocą metody różnic skończonych. Czasowe przebiegi temperatury przepływającego czynnika i ścianki rurociągu wywołane skokową zmianą temperatury czynnika na wlocie rurociągu otrzymane na drodze numerycznej porównano z przebiegami obliczonymi za pomocą ścisłych wzorów analitycznych. Przedstawiony w pracy numeryczny sposób wyznaczania nieustalonych przebiegów temperatury czynnika i ścianki rurociągu może znaleźć zastosowanie w analizie nagrzewania i ochładzania rurociągów ciepłowniczych lub energetycznych przy dowolnych zmianach w czasie strumienia masy przepływającego czynnika lub temperatury czynnika na wlocie do rurociągu.
EN
In this paper transient distributions of fluid and pipeline temperatures are determined using the explicit finite difference method. Transient temperature responses of the fluid and the pipeline wall obtained from numerical solutions are compared with exact analytical solutions for the step-wise temperature rise at the pipeline inlet. The numerical technique presented in the paper can be used in the analysis of heating and cooling of water and steam pipelines when the mass flow and temperature at the inlet are time dependent.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.