Аналитико-численное решение задачи о нестационарном теплообмене встречных потоков

Получено решение нестационарной задачи о теплообмене встречных потоков, имеющих место при течении жидкости по петле. На дальнем конце петли задано равенство температур, а разность температур на входе и выходе определяется на основе расчетов при заданной температуре входящего теплоносителя. Показано, что формирование теплофизических процессов в рассматриваемой теплообменной системе определяется безразмерным конвективно-кондуктивным параметром \(P\nu ,\) представляющим собой соотношение вкладов конвекции и теплоотдачи в теплообмен системы. Решение представлено в пространстве интегрального преобразования Лапласа–Карсона. Построение оригиналов выполнено на основе алгоритма численного обращения ден Изегера, поскольку получение их аналитическими методами затруднено. Представлены пространственно-временные зависимости температурных изменений нисходящего и восходящего потоков, которые позволяют расширить существующие представления о физических процессах, для различных значений безразмерного конвективно-кондуктивного параметра. Показано, что при увеличении \(P\nu \) вклад конвекции, как и кинематических температурных волн, увеличивается.