Questo rapporto illustra l'analisi termica e il modello di distribuzione del flusso d'aria come parte di un pacchetto di riscaldatori d'aria prodotto da Zeeco. La prima sezione comprende i dettagli di progettazione della griglia di distribuzione del flusso applicata all'ingresso del riscaldatore, situata sotto i bruciatori del condotto. La progettazione della griglia si è basata su un'analisi CFD.
La seconda sezione comprende un'analisi eseguita da Zeeco per determinare la distribuzione finale della temperatura all'uscita del riscaldatore. A tale scopo è stato utilizzato un programma per eseguire un bilancio termico basato sul flusso e sulla temperatura di ciascun elemento. Questi elementi sono stati creati tagliando il riscaldatore in una serie di sezioni trasversali a diverse altezze e sovrapponendo una griglia a ciascuna sezione.
Analisi termica
L'obiettivo dell'analisi termica era quello di determinare la distribuzione finale della temperatura in una sezione trasversale situata all'uscita del riscaldatore d'aria e il rilascio controllato del calore (schema di perforazione). In questo modo si è riusciti a minimizzare la variazione di temperatura per soddisfare le specifiche. I calcoli sono stati eseguiti dividendo ogni sezione trasversale in elementi quadrati di 6 "x6" in uno schema a griglia. In questo modo sono state determinate le temperature eseguite per ciascun elemento in sezioni trasversali ogni 6" di altezza sopra i bruciatori, a partire dal livello di iniezione del combustibile. La perforazione fornita è stata utilizzata per trovare il calore rilasciato in ogni cella. I calcoli sono stati eseguiti finché non è stata indicata una variazione di temperatura soddisfacente o non è stata raggiunta la parte superiore del riscaldatore. Il processo di calcolo della temperatura prevedeva tre iterazioni per ogni sezione trasversale prima di registrare le temperature finali.
Risultati
Dopo aver esaminato i risultati dell'analisi termica e del modello di distribuzione del flusso d'aria, si è constatato che la distribuzione della temperatura del riscaldatore è sufficientemente uniforme (meno dell'1% di variazione rispetto alla media) quando il riscaldatore inizia ad abbassarsi all'uscita. Questo risultato è dovuto alla maggiore miscelazione dell'aria e al tempo necessario per raggiungere l'equilibrio.
I grafici seguenti riportano le temperature lungo diverse corde parallele alla linea di simmetria Nord-Sud a diverse quote. Le quote scelte sono tutte a 12" di distanza l'una dall'altra, in modo che tutti i grafici utilizzino la stessa formula per la terza iterazione. Z=264" è la quota finale mostrata, appena sotto il punto in cui il riscaldatore inizia ad abbassarsi all'uscita.
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