Zastępcza sieć cieplna wymiennika ciepła pracującego w stanach

Zastępcza sieć cieplna wymiennika ciepła pracującego w stanach
przejściowych
The equivalent thermal network for heat exchanger working in the transient states
Streszczenie
Analizowano działanie hybrydowego systemu zasilania energią odnawialną, badając
zachowanie się wszystkich składników tego systemu, w szczególności wymienników ciepła.
Wymienniki ciepła w systemach czerpiących energię ze źródeł odnawialnych pracują na ogół w
stanach przejściowych, ze względu na dużą zmienność warunków zewnętrznych, wpływających na
wartości dostarczanego strumienia ciepła.
Przeprowadzono badania dla wymiennika pracującego w takim systemie, a następnie
wymiennika przemysłowego o innych parametrach, w szczególności o innej mocy i pojemności
cieplnej. Wskazały one na zmienny charakter wymiany ciepła. Wykazywał on w części przypadków
charakter inercyjny, a w części charakter oscylacyjny. Pojawiające się oscylacje nie występowały
zawsze i miały różne parametry, we wszystkich przypadkach charakteryzowały się jednak silnym
tłumieniem. Przeprowadzono następnie badania dla wymiennika modelowego, umożliwiające analizę
zależności parametrów tych oscylacji od parametrów wymiany ciepła.
Dodatkowo dla tego samego układu wymiennika modelowego przeprowadzono badania z
wykorzystaniem smugoskopu w celu zbadania własności medium (powietrza) uczestniczącego w
wymianie ciepła. Badania wykazały powtarzalność zjawiska, zaobserwowanego dla poprzednio
analizowanych wymienników oraz jego pojawianie się w niektórych tylko przypadkach.
Wykorzystano analogię termo-elektryczną do przedstawienia zaobserwowanego zjawiska w
analogowym modelu wymiennika ciepła, jakim jest zastępcza sieć cieplna. Interpretacją oscylacyjnego
charakteru obserwowanych zjawisk w zastępczej sieci cieplnej jest element, odpowiadający
indukcyjności elektrycznej, nazwany indukcyjnością cieplną.
Przeprowadzony przegląd literatury wskazał na brak takiego rodzaju interpretacji dla
fizycznych sytuacji, a szczególnie budowy ZSC dla wymiennika ciepła pracującego w stanach
przejściowych. Sprawdzono poprawność zbudowanej zastępczej sieci cieplnej, porównując strukturę
jej transmitancji operatorowej ze strukturą transmitancji modeli otrzymanych w wyniku przybliżeń
eksperymentów. Porównano bieguny obu transmitancji i z otrzymanych w ten sposób równań
wyznaczono wartość indukcyjności cieplnej. Zaobserwowane zjawisko wymaga dalszych badań,
szczególnie badań własności medium i ich wpływu na wartość indukcyjności
Recenzenci:
prof. Małgorzata Trojanowska - Uniwersytet Rolniczy w Krakowie,
prof. Stanisław Osowski - Politechnika Warszawska,
prof. Stanisław Peroń - Uniwersyt Przyrodniczy we Wrocławiu
prof. Janusz Piechocki - Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie.
Kontakt
dr hab. Ewa Piotrowska
SGGW w Warszawie
Katedra Podstaw Inżynierii
Ul. Nowoursynowska 164
02-787 Warszawa