Моделювання теплових процесів у газодинамічному тепло-холодильному акустичному генераторі з газовим розподільником

Анотація

З розвитком сучасних технологій, застосування математичного моделювання у вивченні різних фізичних процесів стало доволі актуальною темою для дослідників. Швидка зміна фізичних процесів не дозволяє вивчати процес глибше, що як раз і спонукає дослідника до використання моделювання та послідовного програмування математики. Одним з таких процесів є коливання газу в резонансній трубці у газоструминному акустичному холодильно-нагрівальному генераторі. Простота конструкцій та швидка зміна процесів в генераторі дала можливість використання математичного моделювання, що більш досконало дозволяє вивчити процеси генераторів. Робота генераторів доволі цікава з точки зору теплового та холодильного напряму розвитку безмашинних газодинамічних методів отримання зміни температур. Даний пристрій сполучає в собі простоту й надійність конструкції на відміну від інших холодильних машин, оскільки має у своїй конструкції прості рушійні частини або не має їх зовсім. Газоструминні акустичні холодильно-нагрівальні генератори знайшли своє застосування у нафтовому та газовому видобуванні, космічних технологіях. Тому актуальність вивчення самих генераторів і, головне, процесів в них займає не останнє місце в холодильній та тепловій техніці. Розглянувши розвиток технологій та математичного моделювання, було обрано перспективний спосіб отримання зміни температури, який базується на коливальному процесі газів, виникаючих в заглушених трубках. В роботі розглянуті гіпотези виникнення теплових ефектів. Представлена власна одновимірна математична модель газодинамічних процесів, де використовується система диференційних рівнянь, яка розв’язується різницевими методами. Створена модель запрограмована у мові програмування Lazarus Free Pascal та представлена у вигляді програми розрахунку характеристик газуструминного холодильно-теплового акустичного генератора. Використовуючи створену програму, проведено дослідження виникнення теплового ефекту на різних температурних рівнях