Личный кабинет
Подробное описание документа
Воропаев Р. А.
Валидация численной модели плавления октадекана с помощью лабораторного эксперимента / Воропаев Р. А., Мацак И. С. - DOI 10.18698/2308-6033-2023-8-2296 // Инженерный журнал: наука и инновации. - 2023. - № 8. -
Скачать документ
Представлены результаты исследования процесса плавления теплоаккумулирующего вещества — октадекана, используемого в космическом тепловом аккумуляторе. Задача Стефана, формулируемая для границы фазового перехода, имеет аналитическое решение лишь для одномерного случая, а для реальной геометрии конструкции может быть решена только с применением численных методов, в частности, посредством моделирования в универсальной программной системе анализа конечных элементов ANSYS Fluent. Для валидации разработанных численных моделей проводили модельные эксперименты по плавлению октадекана в цилиндрической стеклянной колбе с теплоизолированными боковыми стенками, в нижнем торце которой расположен нагреватель. Были исследованы двумерная и трехмерная численные модели при мощностях нагрева 7,1 Вт и 34,2 Вт. Проведено сравнение динамики доли расплавленного вещества в двумерной и трехмерной моделях с экспериментальными данными. Учтены тепловые потери на нагрев конструкции и конвективный теплообмен с внешней средой. Представлены результаты численных и лабораторных экспериментов, которые можно использовать для проверки модели нагрева теплоаккумулирующего вещества с постоянной мощностью. Полученные результаты показывают, что при абсолютном изменении температуры теплоаккумулирующего вещества на небольшую величину (до 10 °С) приближение Буссинеска дает результаты, хорошо верифицируемые с экспериментальными данными.
Статья опубликована в следующих изданиях
№ 8. - 2023.
