Численное моделирование каталитического теплогенератора

Современные методы исследования различных физических процессов всё чаще требуют использования компьютеров, а именно различных программных средств, которые позволяют визуализировать процессы и решать разнообразные задачи. Подобный подход называется компьютерным моделированием. Созданные модели позволяют провести необходимые вычисления и получить данные, которые в дальнейшем будут применяться для создания реальных физических конструкций. Подобные методы так же позволяют избавиться от необходимости проведения реальных экспериментов, которые могут быть дорогостоящими и привести к непредсказуемым результатам. Существуют различные методы, которые лежат в основе компьютерного моделирования. Одним из таких методов является метод конечных элементов. Решение краевых задач с применением МКЭ происходит по следующим этапам: • создание геометрии модели, пригодной для МКЭ; • разбиение модели на сетку конечных элементов; • приложение к модели граничных условий; • численное решение системы уравнений (автоматически); • анализ результатов. Теплогенератор — нагревательный прибор, предназначенный для получения нагретого воздуха в процессе сжигания различных видов топлива. Снижение финансовых затрат достигается за счет возможности использования различных типов топлива, а также из-за отсутствия зависимости от водяных магистралей, не требует больших затрат на ремонт и обслуживание. Основные преимущества теплогенераторов: • Отсутствие воды как теплоносителя. • Высокая величина КПД. • Стоимость. • Возможность использования как в домашних, так и промышленных условиях. Поставленной задачей было моделирование конвективного течения воздуха внутри теплогенератора. Движение воздуха обуславливалось конвекцией и продувкой вследствие разницы в давлении на входе и выходе. Первым шагом к решению задачи было построение трехмерной модели. Для этого использовались чертежи с точными размерами деталей генератора и пакет программ SolidWorks. Пошаговое постороение начиналось с изображения двумерных эскизов, которые далее вытягивались и при помощи объединений сливались в единую модель генератора. Данный процесс занял намного меньше времени, нежели реальное построение модели, что говорит о преимуществе использования компьютерных разработок в промышленных областях.