MÔ PHỎNG DÀN NÓNG CỦA MÁY SẤY BƠM NHIỆT DÙNG MÔ HÌNH XỐP

Tóm tắt

Bài báo này trình bày nghiên cứu mô phỏng đặc tính dòng chảy và truyền nhiệt qua dàn nóng của máy sấy bơm nhiệt bằng cách sử dụng phương pháp môi trường xốp (porous medium). Mục tiêu chính của nghiên cứu là đơn giản hóa cấu trúc hình học phức tạp của dàn ống cánh mã hiệu fc_tubes_sCF-775-58T nhằm tối ưu hóa nguồn lực tính toán trong mô phỏng CFD. Bằng phương pháp hồi quy đa thức từ dữ liệu thực nghiệm về độ sụt áp suất theo vận tốc đón gió, nghiên cứu đã xác lập được hàm tương quan ∆P = 3.65335V² + 5.93523V. Từ đó, các thông số trở kháng quan trọng của dàn đã được trích xuất với hệ số kháng nhớt đạt 1.928 ÷ 106 1/m² và hệ số kháng quán tính đạt 105 1/m. Kết quả mô phỏng bằng phần mềm ANSYS Fluent cho thấy sự phân bố nhiệt độ và áp suất qua dàn có độ tin cậy cao; cụ thể ở vận tốc đón gió 4 m/s, nhiệt độ không khí ra đạt xấp xỉ 40°C và độ sụt áp suất khoảng 100 Pa, hoàn toàn trùng khớp với các thông số tính toán và điều kiện biên ban đầu. Phương pháp tiếp cận này cung cấp một công cụ hiệu quả cho việc dự báo nhanh hiệu suất nhiệt và tối ưu hóa thiết kế các hệ thống sấy bơm nhiệt trong thực tế.

Title

SIMULATION OF A HEAT PUMP DRYER'S CONDENSER UNIT USING A POROSITY MODEL

Abstract

This paper presents a simulation study on the flow characteristics and heat transfer across the condenser of a heat pump dryer using the porous medium approach. The primary objective of the research is to simplify the complex geometry of the finned-tube heat exchanger (model fc_tubes_sCF-775-58T) to optimize computational resources in CFD simulations. By applying polynomial regression to experimental data regarding pressure drop versus frontal air velocity, the study established the correlation function: ∆P = 3.65335V² + 5.93523V. From this, critical resistance
parameters were extracted, yielding a viscous resistance coefficient of 1.928 x 10⁶ 1/m² and an inertial resistance coefficient of 105 1/m. Simulation results obtained via ANSYS Fluent demonstrate high reliability in temperature and pressure distribution; specifically, at a frontal velocity of 4 m/s, the outlet air temperature reached approximately 40°C with a pressure drop of about 100 Pa, aligning perfectly with calculated parameters and initial boundary conditions. This approach provides an efficient tool for rapid thermal performance prediction and design optimization of practical heat pump drying systems.