Изилдөө жогорку температуралуу катуу сезилме жылуулук сактоо системаларында топтолгон жылуулукту критикалык астындагы көмүр кычкыл газы (CO₂) аркылуу канчалык натыйжалуу чыгарып алууга болорун эксперименттик түрдө изилдейт. Бул максатта изилдөөчүлөр электр менен ысытылган куйма темир жылуулук сактоо чөйрөсүнөн, CO₂ айланма линиясынан, өзгөрмө жыштыктагы насостон, каныккан бууландыргычтан, чыгым өлчөгүчтөн жана температура-басым сенсорлорунан турган жабык контурлуу сыноо системасын курган. Тажрыйбалар 0,2 MPa басымда жана жогорку Reynolds сандарында жүргүзүлгөн.

Сыноо системасындагы CO₂ куйма темир сактоо блогунун ичиндеги тегерек каналдардан өтүп жатып катуу чөйрөдөн жылуулук алат жана анын температурасы агым багыты боюнча жогорулайт. Ысыган CO₂ андан соң каныккан бууландыргычка жетип, ташыган энергиясын азыктандыруу суусуна өткөрөт. CO₂ бүт айлануу учурунда бир фазалуу газ абалында калат; фаза өзгөрүшү бууландыргычтын суу тарабында гана болот. Ошондуктан изилдөө CO₂нин куйма темир бет менен болгон мажбурланган конвекциялык жылуулук берүүсүн өзүнчө баалайт.

Тажрыйбаларда Reynolds саны болжол менен 7,5×10⁴төн 1,35×10⁵ке көтөрүлгөндө, эксперименттик Nusselt саны болжол менен 74төн 97ге чыккан. Бул натыйжа каралган иш диапазонунда агымдын күчү жана турбуленттүүлүк арткан сайын CO₂ менен ысык куйма темир беттин ортосундагы конвекциялык жылуулук берүүсү күчөй турганын көрсөтөт.

Изилдөөчүлөр өлчөнгөн маалыматтарды Dittus–Boelter, Gnielinski, Colburn жана Zhou корреляциялары менен салыштырган; бул классикалык байланыштар изилдөөдөгү жогорку температуралуу куйма темир–критикалык астындагы CO₂ системасы үчүн эксперименттик Nusselt маанилерин жетиштүү тактыкта чагылдыра албасын көрсөткөн. Мунун негизинде тажрыйба маалыматтарынан төрт жаңы эмпирикалык корреляция чыгарылып, инженердик колдонуу үчүн \(Nu=0.202Re^{0.465}Pr^{-2.19}\) байланышы сунушталган.

Сунушталган корреляция үчүн аныкталуу коэффициенти R²=0,988, орточо абсолюттук пайыздык ката (MAPE) %0,715 жана максималдуу салыштырмалуу четтөө %2,404 деп билдирилген. Изилдөөчүлөр бул байланыштын тажрыйба камтыган 70.000≤Re≤140.000, 9≤u≤15 m/s, 450–550 °C жана 0,2 MPa шарттарында гана колдонулушун сунуштайт. Демек, натыйжа башка басымдарга же суперкритикалык CO₂ шарттарына түздөн-түз жалпыланбашы керек.

Түркия жагынан бул иш күн жылуулугу, электрден жылуулукка айландыруу, өнөр жай калдыктуу жылуулугу же кайра жаралуучу булактардан келген ашыкча электр энергиясын жогорку температуралуу сезилме жылуулук сактоо системаларында пайдалануу боюнча иштеген инженердик колдонмолор үчүн методикалык мааниге ээ. Бирок изилдөө Түркияда курулган энергия сактоо объектисин, жергиликтүү энергия наркын же реалдуу түрк электр станциясынын эксплуатациялык маалыматтарын талдабайт. Куйма темир–CO₂ ыкмасынын Түркиядагы кайсы бир объект үчүн колдонулушу системанын температурасы, сактоо сыйымдуулугу, басымдагы CO₂ инфраструктурасы, материалдын баасы, насостук керектөө, коопсуздук жана бүт контурдун натыйжалуулугу эске алынып өзүнчө текшерилиши керек.

Изилдөөнүн негизги суроосу эмне?

Иштин негизги суроосу — жогорку температурага чейин ысытылган куйма темир катуу сактоо чөйрөсүнөн критикалык астындагы CO₂ агымы менен жылуулук чыгарылганда конвекциялык жылуулук берүүсү кандай өзгөрөт жана бул жүрүм-турум инженердик долбоорлоодо колдонууга жарай турган ишенимдүү Nusselt корреляциясы менен туюнтулушу мүмкүнбү деген маселе.

Катуу сезилме жылуулук сактоо системаларында сакталган энергиянын колдонууга жарактуу болушу сактоо материалынын жалпы жылуулук сыйымдуулугуна гана көз каранды эмес. Жылуулуктун агымга кандай ылдамдыкта берилиши разряд убактысын жана ошого жараша талап кылынган сактоо материалынын көлөмүн да аныктайт. Ошондуктан изилдөөчүлөр CO₂ менен куйма темирдин ортосундагы мажбурланган конвекция коэффициентин туура алдын ала баалоону системаны өлчөмдөө үчүн маанилүү деп эсептешет.

Эмне үчүн жылуулук сактоо чөйрөсү катары куйма темир колдонулган?

Иште катуу сезилме жылуулук сактоо материалы катары куйма темир тандалган. Изилдөөчүлөр бул тандоону материалдын жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгү, механикалык бекемдиги жана жогорку температуралардагы структуралык туруктуулугу менен негиздешет.

Таш же бетон сыяктуу салттуу катуу сактоо чөйрөлөрүнө салыштырмалуу жылуулук өткөрүмдүүлүгү жогору металлдык чөйрө сакталган энергияны тезирээк алууга шарт түзүшү мүмкүн деп эсептелет. Ошентсе да иш куйма темир башка сактоо материалдарынан экономикалык жактан артык экенин түздөн-түз сыноодон өткөргөн эмес; салыштыруу тажрыйбасынын негизги темасы материалдын наркы эмес, куйма темир ичиндеги CO₂ каналдарынын жылуулук берүүсү болуп саналат.

Тажрыйба системасы кантип иштейт?

Тажрыйба түзүлүшү жабык контур катары долбоорлонгон. Электр жылыткыч адегенде куйма темир сактоо чөйрөсүн жогорку температурага жеткирет. Андан кийин өзгөрмө жыштыктагы насос CO₂ни сактоо чөйрөсүндөгү ички каналдардан өткөрөт. CO₂ ысык куйма темирден жылуулук алгандан кийин каныккан бууландыргычка багытталып, алып келген жылуулугун азыктандыруу суусуна берет.

Системада өлчөө жана маалымат топтоо үчүн CO₂ линиясында чыгым өлчөгүч, басым өткөргүчтөрү жана температура өткөргүчтөрү бар. Тажрыйба түзүлүшүнүн схемасында CO₂, суу жана пайда болгон буу контурлары өзүнчө линиялар катары көрсөтүлгөн; өлчөө элементтери маалымат топтоо системасына жана компьютерге туташтырылган.

Маанилүү физикалык айырма — CO₂ бүт айланма контур боюнча бир фазалуу газ абалында калат. Бууландыргычтагы фаза өзгөрүшү суу тарабында. Ошондуктан изилдөө өлчөгөн кубулуш CO₂нин кайнашы же конденсациясы эмес, ысык катуу беттен газ фазасындагы CO₂ге мажбурланган конвекция менен жылуулук берилиши болуп саналат.

Куйма темир сактоо бирдигинин геометриясы кандай?

Жылуулук сактоо чөйрөсү ичинде тегерек агым каналдары бар массивдүү куйма темир блоктон турат. Каналдар шахматтык тартипте жана блок боюнча бир калыпта жайгаштырылган. Өзүнчө ички канал электр жылыткычты жайгаштыруу үчүн колдонулат.

Булак иштеги реалдуу тажрыйба түзүлүшүнүн сүрөттөрү көп сандагы чоң диаметрдүү металл түтүктөр куйма темир блоктун ичинен өткөнүн көрсөтөт. Сактоо бирдигинин сырткы жагында жылуулук изоляциясы жана жылыткыч туташмалары да көрүнөт.

Бир нече сактоо бирдиги катар туташтырылып, талап кылынган жалпы жылуулук берүү узундугу түзүлгөн. Иште 32 окшош бирдиктин жалпы натыйжалуу канал узундугу 26,24 m. Каналдар геометриялык жактан бирдей деп кабыл алынгандыктан, деталдуу жылуулук берүү эсебинде бир канал өкүлчүлүктүү сыноо кесими катары колдонулган.

CO₂ касиеттери кантип аныкталган?

Тығыздык, динамикалык жана кинематикалык илешкектүүлүк, туруктуу басымдагы менчик жылуулук сыйымдуулугу жана жылуулук өткөрүмдүүлүк сыяктуу CO₂ термофизикалык касиеттери NIST Chemistry WebBook SRD 69 маалыматтарынан алынган. Тийиштүү касиеттер эсептөөлөрдө кириш, чыгыш же арифметикалык орточо температура боюнча бааланган.

Сыноо бөлүгү жакшы изоляцияланган деп билдирилген жана статикалык сактоо чөйрөсү менен туташтыргыч түтүктөрдөгү жылуулук жоготуулары CO₂ алган энергияга салыштырмалуу эске албоого боло тургандай аз деп кабыл алынган. Ошондуктан маалыматтарды иштетүүдө сыноо бөлүгү болжол менен адиабаттык катары алынган.

CO₂ алган жылуулук кантип эсептелген?

Туруктуу режимде CO₂ алган жылуулук ылдамдыгы массалык чыгым менен кириш жана чыгыш энтальпиясы ыкмасын менчик жылуулук–температура формасында туюнтуу аркылуу эсептелген:

\[ Q_c=q_m\left(c_{out}T_{out}-c_{in}T_{in}\right) \]

Мында \(Q_c\) CO₂нин жылуулук алуу ылдамдыгын, \(q_m\) массалык чыгымды, \(c_{in}\) жана \(c_{out}\) тиешелүү температуралардагы менчик жылуулук сыйымдуулуктарын, ал эми \(T_{in}\) жана \(T_{out}\) CO₂нин кириш жана чыгыш температураларын билдирет.

Конвекциялык жылуулук берүү коэффициенти жалпы энергия балансы:

\[ Q_c=h_fA\Delta t \]

аркылуу аныкталган. Андан соң эксперименттик Nusselt саны:

\[ Nu_{exp}=\frac{h_fd_1}{\lambda} \]

түрүндө эсептелген. Мында \(h_f\) конвекциялык жылуулук берүү коэффициентин, \(d_1\) канал диаметрин жана \(\lambda\) CO₂нин жылуулук өткөрүмдүүлүгүн көрсөтөт.

Reynolds жана Prandtl сандары кантип аныкталган?

Тажрыйбада Reynolds саны:

\[ Re=\frac{ud_1}{\nu} \]

байланышы менен эсептелген. Бул жерде \(u\) канал ичиндеги агым ылдамдыгы жана \(\nu\) CO₂нин кинематикалык илешкектүүлүгү.

Prandtl саны болсо:

\[ Pr=\frac{\mu c_p}{\lambda} \]

деп аныкталган. Prandtl эсептөөсүндөгү термофизикалык касиеттер кириш жана чыгыш температураларынын арифметикалык орточосунда бааланган.

Тажрыйба кайсы иш диапазонунда жүргүзүлгөн?

Эксперименттик белгисиздиктер кандай деңгээлде?

Изилдөөчүлөр түз өлчөөлөрдө A тибиндеги жана B тибиндеги белгисиздиктерди, кыйыр эсептелген чоңдуктарда болсо ката таралышын эске алган. Булактагы негизги белгисиздиктер төмөнкүдөй:

Бул белгисиздик талдоосу тажрыйбанын күчтүү жактарынын бири; себеби сунушталган корреляция сандык моделден гана эмес, өлчөө шаймандарынын ката чектери ачык бааланган физикалык сыноолордон алынган.

Температура бөлүштүрүүлөрү эмнени көрсөткөн?

CO₂ температурасы сактоо чөйрөсүнүн киришинен чыгышына карай үзгүлтүксүз жогорулаган. Бул көрүнүш агым канал боюнча ысык куйма темирден энергия алып жатканын түз көрсөтөт. Ал эми орточо дубал температурасы октук багыт боюнча салыштырмалуу бир калыпта калган деп билдирилген.

Булак иштин температура графигинде төмөн, орто жана жогорку Reynolds санын көрсөткөн үч иш абалы боюнча CO₂нин октук температурасы баскычтуу жогорулаганы көрүнөт. Өзүнчө дубал температурасы графигинде Case Aнын орточо дубал температурасы болжол менен 645 °C, Case Bники болжол менен 627 °C жана Case Cники болжол менен 597 °C айланасында.

Изилдөөчүлөр дубал жана агым температураларында күтүүсүз секириктердин жоктугун туруктуу иш шарттарынын жана куйма темирдин жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгүнүн көрсөткүчү катары чечмелейт.

Case Bдеги Reynolds саны эмне үчүн өзүнчө белгилениши керек?

Булактын 3-таблицасында Case A үчүн Re=7,6×10⁴, Case B үчүн Re=8,7×10⁵ жана Case C үчүн Re=1,3×10⁵ деп жазылган. Бирок ошол эле иш тажрыйба диапазонун 7,5×10⁴–1,35×10⁵ деп аныктайт. Case Bнин 8,7×10⁵ мааниси бул диапазондон кыйла жогору жана Case Cден да чоң.

Ошондуктан Case B мааниси булак ичиндеги сандык шайкешсиздик катары каралышы керек. Бул жерде мүмкүн болгон басма ката деп эсептелип, 8,7×10⁴ түрүндө үнсүз оңдолгон эмес.

Reynolds саны артканда Nusselt саны кандай өзгөргөн?

Тажрыйбанын эң ачык жыйынтыктарынын бири — Nusselt санынын Reynolds саны менен монотондуу өсүшү. Reynolds саны болжол менен 75.000ден 135.000ге көтөрүлгөндө, Nusselt саны болжол менен 74төн 97ге чыккан.

Төмөн Reynolds аймагында маалымат чекиттеринде белгилүү чачырандылык бар болсо, жогорку Reynolds аймагында жалпы өсүү тенденциясы аныгыраак болот. Изилдөөчүлөр муну агым ылдамдыгы артканда турбуленттик конвекциянын күчөшү менен байланыштырат.

Классикалык жылуулук берүү корреляциялары эмне үчүн жетишсиз болгон?

Изилдөө Dittus–Boelter, Gnielinski, Colburn жана Zhou корреляцияларын шилтеме катары колдонгон. Бул байланыштардын маанилүү бөлүгү жылмакай тегерек түтүктөрдө, белгилүү термалык чек шарттарда жана салттуу агым касиеттеринде иштелип чыккан.

Иштин салыштыруу графиктеринде классикалык байланыштардан эсептелген Nusselt маанилери эксперименттик Nusselt маанилеринен кыйла жогору болуп калат. Айрыкча Dittus–Boelter жана Colburn байланыштары эксперименттик болжол менен 74–97 диапазонуна карата кыйла жогорку божомолдорду берет. Zhou байланышы классикалык байланыштардын айрымдарына салыштырмалуу тажрыйба маалыматтарына жакындаганы менен, дагы эле айкын системалуу четтөө көрсөтөт.

Изилдөөчүлөр бул айырманы жогорку температуралуу катуу сактоо чөйрөсүнүн идеалдуу эмес термалык чек шарттары, жогорку Reynolds саны жана CO₂нин температурага көз каранды термофизикалык касиеттери классикалык байланыштар иштелип чыккан шарттардан айырмаланары менен байланыштырат.

Кандай жаңы Nusselt корреляциялары иштелип чыккан?

Тажрыйба маалыматтарынан адегенде классикалык даражалык мыйзам түзүлүшүндө үч байланыш, андан кийин логарифмдик мейкиндикте экинчи даражада кеңейтилген бир байланыш алынган:

Алгачкы үч байланыш инженерияда кеңири колдонулган Reynolds–Prandtl даражалык мыйзам формасын сактайт. Төртүнчү байланыш болсо жогорку Reynolds аймагындагы ийриликти жакшыраак кармоо үчүн \((\ln Re)^2\) мүчөсү кошулган ийкемдүүрөөк эмпирикалык модель болуп саналат.

Эмне үчүн математикалык жактан эң жогорку R²ге ээ модель тандалган эмес?

Изилдөөчүлөр аныкталуу коэффициентин гана максималдаштырууну жетиштүү деп эсептеген эмес. Кеңейтилген полиномдук модель эң жогорку R² маанисине ээ болсо да, орточо жана максималдуу божомол каталары чоңураак экени көрсөтүлгөн.

Иштин 6-таблицасында төртүнчү сап үчүн R²=0,994, MAPE=%4,137 жана максималдуу четтөө=%8,083 берилген. Ошондуктан татаалыраак модель окутуу маалыматтарына жакшыраак туура келгени менен, инженердик божомолдо ката жүрүм-туруму начарыраак деген жыйынтык чыгарылган.

Сунушталган акыркы корреляция кандай?

Изилдөө сунуштаган акыркы байланыш:

\[ \boxed{Nu=0.202Re^{0.465}Pr^{-2.19}} \]

түрүндө.

Бул корреляция үчүн иш төмөнкү маанилерди билдирет:

• R²: 0,988
• MAPE: %0,715
• Максималдуу салыштырмалуу четтөө: %2,404

Изилдөөчүлөр бул байланыш туура келүү тактыгы менен эң начар абалдагы ката ортосунда жакшыраак тең салмак бергенин белгилеп, инженердик эсеп үчүн ушуну сунуштаган.

Теңдеме номерлеринде кандай шайкешсиздик бар?

Булактын 3.4.2-бөлүмүндө төрт жаңы байланыш так түрдө Теңдеме (14), (15), (16) жана (17) деп номерленген. Бирок дароо кийинки 6-таблицанын саптары Eq.12, Eq.13, Eq.14 жана Eq.15 түрүндө. 45–48-беттерде өзүнчө берилген божомол графиктери да ошол эле жылышкан Eq.12–Eq.15 энбелгилерин колдонушат.

Ошол эле учурда 3.4.4-бөлүм жана жыйынтык бөлүмү акыркы байланыш Теңдеме (16) экенин ачык көрсөтөт. Мындан тышкары, кыскача бөлүмүндөгү R²=0,988, MAPE=%0,715 жана максималдуу четтөө=%2,404 маанилери 6-таблицанын үчүнчү сабындагы маанилер менен бирдей.

Ошондуктан бул Verianla текстинде сунушталган математикалык байланыш булакта Теңдеме (16) катары берилген калыбында сакталган, бирок 6-таблица жана 9-сүрөттөгү эки орунга жылган номерлөө шайкешсиздиги үнсүз оңдолгон эмес.

Сунушталган корреляция кайсы шарттарда колдонулушу мүмкүн?

Иштин жыйынтык бөлүмүндө ачык берилген жарамдуулук чеги төмөнкүдөй:

Бул чектер корреляцияны чечмелөөдө өтө маанилүү. Байланыштын 0,2 MPaдан башка басымдарга, башка температураларга, башка канал геометрияларына же суперкритикалык CO₂ге түз колдонулушу иш тарабынан көрсөтүлгөн эмес.

Иш колдогон жыйынтыктар

• Критикалык астындагы CO₂ каралган жабык контурлуу сыноо системасында жогорку температуралуу куйма темир сактоо чөйрөсүнөн мажбурланган конвекция менен жылуулук алган.
• Каралган Reynolds диапазонунда Reynolds саны арткан сайын Nusselt саны системалуу түрдө жогорулаган.
• Болжол менен Re=75.000–135.000 диапазонунда эксперименттик Nu болжол менен 74төн 97ге көтөрүлгөн.
• Классикалык Dittus–Boelter, Gnielinski, Colburn жана Zhou корреляциялары учурдагы тажрыйба шарттарында айкын божомол четтөөлөрүн көрсөткөн.
• Тажрыйба маалыматтарынан төрт жаңы эмпирикалык Nusselt корреляциясы иштелип чыккан.
• \(Nu=0.202Re^{0.465}Pr^{-2.19}\) байланышы тактык менен максималдуу ката ортосунда эң ылайыктуу тең салмак бергендиктен сунушталган.
• Сунушталган корреляция үчүн R²=0,988, MAPE=%0,715 жана максималдуу салыштырмалуу четтөө %2,404 деп билдирилген.

Иш далилдебеген жыйынтыктар

• Иш куйма темир сактоо бардык альтернативдүү жылуулук сактоо материалдарынан экономикалык жактан артык экенин далилдебейт.
• Тажрыйба суперкритикалык CO₂ жылуулук берүүсүн изилдебейт.
• Сунушталган корреляция башка басымдар жана канал геометриялары үчүн текшерилген эмес.
• Иш толук энергия сактоо станциясынын электрден-электрге айлануу натыйжалуулугун өлчөгөн эмес.
• Насостук электр керектөө, жалпы система экономикасы жана деңгээлдештирилген энергия сактоо наркы эсептелген эмес.
• Куйма темирдин өтө узак мөөнөттүү термалык циклдерден кийинки механикалык же микроструктуралык эскириши изилденген эмес.
• Натыйжалар Түркиядагы белгилүү бир объект же станция үчүн түз иштөө кепилдиги эмес.

Иштин методу жана табылгалары

Эксперименттик долбоордун кыскача мазмуну

Үч өкүлчүлүктүү тажрыйба абалы

Иш температура профилдерин талкуулоо үчүн төмөн, орто жана жогорку Reynolds аймактарынан үч өкүлчүлүктүү абалды тандаган. Булак 3-таблицада маанилер төмөнкүдөй басылган:

Case Bдеги Reynolds мааниси изилдөөнүн жалпы иш диапазону менен туура келбегендиктен, оңдолгон маани катары колдонулбашы керек. Бул таблица булактын басылган абалын гана документтештирүү үчүн берилген.

Nusselt–Reynolds тенденциясынын физикалык түшүндүрмөсү

Reynolds саны артканда агымдын инерциялык таасирлери илешкектүү таасирлерге караганда күчөйт жана изилдөө караган турбуленттик иш диапазонунда CO₂ менен канал дубалынын ортосундагы конвекция интенсивдешет. Тажрыйбада мунун көрүнүшү Nusselt санынын монотондуу өсүшү болуп саналат.

Изилдөөчүлөр төмөн Reynolds тарабындагы чачырандылыкты дубал температурасы идеалдуу түрдө толук туруктуу болбогонуна жана жергиликтүү температура айырмасындагы майда өзгөрүүлөр эсептелген Nusselt маанилерине таасир бере алганына байланыштырат. Жогорку Reynolds тарабында өсүү тенденциясы күчтүүрөөк болгону менен, майда жергиликтүү термалык өзгөрүүлөр маалымат чачырандылыгына дагы эле салым кошот.

Классикалык корреляция салыштырууларынын негизги билдирүүсү

Dittus–Boelter салыштыруу графигинде классикалык модель эксперименттик болжол менен 74–98 диапазонундагы Nu маанилерине каршы болжол менен 160–250 деңгээлине чейин божомолдор бергенин көрсөтөт. Ушундай эле системалуу жогорку божомол Gnielinski жана Colburn графиктеринде да бар.

Zhou байланышы температура катышын камтыган өнүккөн туюнтма болсо да, эксперименттик маанилерге толук отурбайт. Бул натыйжалар изилдөөчүлөрдүн учурдагы жогорку температуралуу куйма темир–CO₂ системасына мүнөздүү регрессия байланышын иштеп чыгуу негизин түзөт.

Регрессия ыкмасы

Алгачкы корреляциялар жалпы:

\[ Nu=aRe^bPr^c \]

түзүлүшүнөн баштап иштелип чыккан. Тажрыйба маалыматтары логарифмдик мейкиндикке өткөрүлүп, коэффициенттер кадимки эң кичине квадраттарга негизделген көп өзгөрмөлүү сызыктуу регрессия менен аныкталган.

Жогорку Reynolds аймагындагы ийрилик классикалык даражалык мыйзам менен толук чагылдырылбай турганы көрүнгөндө, \(\ln(Re)\) өзгөрмөсүнүн экинчи даражадагы мүчөсүн камтыган кеңейтилген полиномдук модель да түзүлгөн. Изилдөөчүлөр мунун тажрыйба диапазонунун ичинде ийкемдүүрөөк туура келүү бере аларын, бирок диапазондон тышкары экстраполяцияда туруктуулугу төмөн болушу мүмкүн экенин белгилешет.

Сунушталган корреляциянын статистикалык бааланышы

Иштин parity графиктеринде жаңы корреляциялардан алынган божомолдор эксперименттик маанилердин айланасында топтолгону жана бардык маалымат чекиттери ±%10 тилкесинин ичинде калганы билдирилет. Бирок корреляциялардын окутулушунда жана бааланышында ошол эле эксперименттик маалымат топтому кандай бөлүнгөнүнө байланыштуу көз карандысыз тышкы тест маалымат топтому же кайчылаш текшерүү процедурасы түшүндүрүлгөн эмес.

Тажрыйбанын күчтүү жактары

• Натыйжалар CFD же теориялык эсеп менен гана эмес, физикалык жабык контурлуу сыноо системасынан алынган.
• Реалдуу куйма темир жылуулук сактоо бирдиги жана көп каналдуу архитектура колдонулган.
• CO₂ температурасы, басымы жана чыгымы реалдуу убакта өлчөнгөн.
• Өлчөө жана чыгарылган чоңдуктар үчүн белгисиздик талдоосу жүргүзүлгөн.
• Классикалык корреляциялар менен түз салыштыруу берилген.
• Эмпирикалык байланыш туура келүү коэффициенти менен гана эмес, MAPE жана максималдуу четтөө менен да бааланган.
• Сунушталган байланыштын жарамдуулук диапазону так чектелген.

Негизги методикалык чектөөлөр

Тажрыйба 0,2 MPa басымда гана жүргүзүлгөн. Ошондуктан басымдын жылуулук берүүгө көз карандысыз таасири параметрдик түрдө сыноодон өткөн эмес.

Иш бир негизги канал геометриясына жана 200 mm канал диаметринин негизине таянат. Канал диаметринин, беттин бүдүрлүүлүгүнүн же башка ички геометриялардын таасири эксперименттик түрдө салыштырылган эмес.

Сунушталган байланыш учурдагы эксперименттик маалымат топтомунан чыгарылып, ошол эле тажрыйба диапазонунда бааланган. Башка лаборатория, башка куйма темир түзүлүшү же көз карандысыз маалымат топтому менен тышкы текшерүү берилген эмес.

Жылуулук жоготуулары жакшы изоляциядан улам эске албоого боло тургандай аз деп кабыл алынган; бирок иш бүт контур үчүн деталдаштырылган энергия жоготуу бюджетін же узак мөөнөттүү динамикалык заряд-разряд натыйжалуулук картасын бербейт.

Иштин максаты жергиликтүү/орточо конвекциялык жылуулук берүүнүн инженердик корреляциясын иштеп чыгуу болуп саналат. Толук система деңгээлиндеги сактоо натыйжалуулугу, насос керектөөсү, жабдуу баасы, жашоо циклинин наркы же экологиялык көрсөткүчтөр бул тажрыйбанын түз натыйжалары эмес.

Булак жана метод эскертүүсү

Толук түпнуска иштин аталышы: Experimental investigation of forced convective heat transfer of subcritical CO₂ in high-temperature cast-iron thermal storage channels

Авторлор жана тартиби: Hongbo Wang; Cong Liu; Qimin Wang; Xiaohui Zhang.

Жооптуу автор: Cong Liu.

Жооптуу автордун электрондук почтасы: liucong@sie.edu.cn

Бирдей салым/бирдей биринчи авторлук: Жүктөлгөн версияда бирдей салым же бирдей биринчи авторлук билдирүүсү жок.

Мекеме: Shenyang Institute of Engineering, Shenyang 110136, China.

Булак түрү: Жогорку температуралуу катуу сезилме жылуулук сактоо системасында критикалык астындагы CO₂ конвекциялык жылуулук берүүсүн изилдеген эксперименттик изилдөө preprint.

Платформа: SSRN.

SSRN каттоо номери: 6934134.

DOI: 10.2139/ssrn.6934134.

Расмий шилтеме:SSRN 6934134

Рецензия абалы: Каралган версия рецензиядан өтө элек preprint болуп саналат. Библиографиялык текшерүүдө ошол эле аталыш үчүн так тастыкталган өзүнчө рецензияланган журнал версиясы табылбагандыктан, журнал же рецензияланган DOI маалыматы кошулган эмес.

Жарыяланган жылы: 2026.

Эксперименттик метод: 0,2 MPa басымдагы жабык контурлуу критикалык астындагы CO₂ системасы; электр менен ысытылган куйма темир сезилме жылуулук сактоо чөйрөсү; 32 катар сактоо бирдиги; өзгөрмө жыштыктагы насос; температура, басым жана чыгым өлчөөлөрү; Reynolds, Prandtl жана Nusselt эсептери; эксперименттик белгисиздик талдоосу жана эмпирикалык регрессия.

Термофизикалык маалымат булагы: Изилдөөчүлөр CO₂нин тығыздык, илешкектүүлүк, менчик жылуулук жана жылуулук өткөрүмдүүлүк маанилери үчүн NIST Chemistry WebBook SRD 69 колдонгон.

Сунушталган корреляция: \(Nu=0.202Re^{0.465}Pr^{-2.19}\).

Сунушталган корреляциянын иш билдирген көрсөткүчү: R²=0,988; MAPE=%0,715; максималдуу салыштырмалуу четтөө=%2,404.

Жарамдуулук чеги: 70.000≤Re≤140.000; 9≤u≤15 m/s; 450≤T≤550 °C; p=0,2 MPa. Бул чектердин сыртында колдонуу иш тарабынан эксперименттик түрдө тастыкталган эмес.

Булак ичиндеги сандык шайкешсиздик: 3-таблицада Case B үчүн Reynolds саны 8,7×10⁵ деп берилген; бул маани иш аныктаган 7,5×10⁴–1,35×10⁵ тажрыйба диапазонуна туура келбейт. Маани үнсүз оңдолгон эмес.

Булак ичиндеги номерлөө шайкешсиздиги: Төрт жаңы корреляция негизги текстте Теңдеме 14–17 катары берилсе, 6-таблица жана тиешелүү божомол графиктеринде Eq.12–Eq.15 энбелгилери колдонулат. Текст жана жыйынтык бөлүмү акыркы сунушту Теңдеме 16 катары аныктагандыктан, математикалык байланыш дал ошол бойдон сакталган жана номерлөө шайкешсиздиги өзүнчө белгиленген.

Каржылоо: Жүктөлгөн версияда өзүнчө каржылоо билдирүүсү табылган эмес.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Жүктөлгөн версияда өзүнчө кызыкчылыктардын кагылышы билдирүүсү табылган эмес.

Маалыматтын жеткиликтүүлүгү: Жүктөлгөн версияда өзүнчө маалымат жеткиликтүүлүгү билдирүүсү жок.

CRediT/автордук салымдар: Жүктөлгөн версияда кеңири CRediT автордук салым билдирүүсү жок.

Генеративдик жасалма интеллект билдирүүсү: Изилдөөчүлөр иштин текстин даярдоодо окулушун жана логикалык аныктыгын жакшыртуу үчүн ChatGPT колдонгонун, андан кийин мазмунду карап чыгып түзөткөнүн жана иштин мазмунуна жоопкерчиликти өздөрү алганын билдирет.

Лицензия: Каралган версияда Creative Commons же ага тең ачык кайра колдонуу лицензиясы табылган эмес. Ошондуктан булак иштин түпнуска тажрыйба түзүлүшү сүрөттөрүн жана графиктерин түз көчүрүүгө негизделген визуалдык колдонуу болжолдонгон эмес.

Негизги илимий чек: Табылгалар белгилүү бир 200 mm канал геометриясына, 32 бирдиктүү куйма темир сактоо системасына жана 0,2 MPa критикалык астындагы CO₂ шарттарына тиешелүү. Корреляцияны башка басымдарга, материалдарга, канал геометрияларына же суперкритикалык иш режимине өткөрүү өзүнчө текшерилиши керек.

Илимий мазмун принциби: Бул Verianla түшүндүрмөсүндөгү тажрыйба долбоору, формулалар, өлчөө маанилери, корреляциялар, статистикалар жана чектөөлөр каралган ишке негизделет. Тышкы библиографиялык текшерүү SSRN идентификаторун жана DOIни ырастоо максатында гана колдонулган; башка изилдөөлөрдөн жаңы илимий натыйжа негизги баяндоого кошулган эмес.