Диссертация (1090499), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Они такжемогут быть открытыми и закрытыми (рис. 1.8, г).В термосифонах, в которых теплоноситель находится вблизи критической23теплопередача осуществляется за счет свободной конвекции жидкости. Они такжемогут быть открытыми и закрытыми (рисунки 1.8, г).В термосифонах, в которых теплоноситель находится вблизи критическойточки, исчезает различие между жидкостью и газом, т.е. теплоноситель находитсяв состоянии, в котором значения его некоторых теплофизических свойствнаибольшие. В таком термосифоне теплопередача осуществляется за счетвысокой теплопередачи.
Так, например, условная теплопроводность стальнойтрубки, заполненной аммиаком при критических параметрах, примерно в 20 разбольше теплопроводности меди [8]. Однако широкого распространения такиетермосифоны не получили, что связано со сложностью поддержания значенийтемпературыидавленияпостояннымитермосифона.!приизменениирежимаработы22!В Вприведённыхприведённыхконструкцияхконструкцияхтермосифоновтермосифоноввозвратвозвратжидкостижидкостииз изконденсаторав испарительпроисходитподподдействиемгравитационныхсил.сил.конденсаторав испарительпроисходитдействиемгравитационныхОднако,возвращениеконденсатав испарительвозможнои поддействиемдругихОднако,возвращениеконденсатав испарительвозможнои поддействиемдругихсил,например,центробежных[7, [12,8, 12,1.8,д).д).сил,например,центробежных8, 13]13, (рисунок7] (рис.
1.8,ПерспективныПерспективны длядля практическогопрактического примененияприменения термосифонныетермосифонныетеплообменники-рекуператоры,теплообменники-рекуператоры,предназначенныепредназначенныедлядляутилизацииутилизациитеплотытеплотыотходящихотходящихгазовгазовпромышленныхпромышленныхпечныхпечныхустройствустройстви инизкотемпературныхнизкотемпературныхпромышленныхвыбросов.промышленныхвыбросов.В зависимостиот отспособациркуляциитермосифоныможноподразделитьВ зависимостиспособациркуляциитермосифоныможноподразделитьна надведвегруппы:1) с1) неорганизованнойциркуляцией(рисунокгруппы:с неорганизованнойциркуляцией(рис.
1.9)1.9)и и2) 2)с сорганизованнойциркуляциейпромежуточноготеплоносителя(рисунок1.10).организованнойциркуляциейпромежуточноготеплоносителя(рис. 1.10).абвгдежзиРисунок 1.9термосифоновс неорганизованнойРисунок1.9.– КонструктивныеКонструктивныевариантывариантытермосифоновс неорганизованнойциркуляциейтеплоносителя.[8]циркуляцией теплоносителя. [8]По конструктивным признакам теплопередающие устройства даннойгруппы можно разделить на две подгруппы [8]: 1) термосифоны простойгеометрической формы (а—д); 2) термосифоны с разветвленной системойтеплоподвода и теплоотвода (е—и). Среди различных конструктивных схем24По конструктивным признакам теплопередающие устройства даннойгруппы можно разделить на две подгруппы [8]: 1) термосифоны простойгеометрической формы (а—д); 2) термосифоны с разветвленной системойтеплоподвода и теплоотвода (е—и). Среди различных конструктивных схемпростых термосифонов можно выделить термосифоны с торцевым и боковымподводом теплоты (рисунки 1.9, а, б).Различными авторами предложено большое количество конструктивныхвариантов термосифоновс организованной циркуляцией промежуточноготеплоносителя, отдельные конструктивные схемы которых представлены на!рисунке1.9.а23!бвгдеРисунок– Конструктивныевариантыварианты термосифонов с организованнойРисунок1.10.1.10Конструктивныес организованнойциркуляцией теплоносителя [8]циркуляцией теплоносителя [8]ВВсвоюсвоюочередь,очередь,термосифонытермосифоныссорганизованнойорганизованнойциркуляциейциркуляциейпромежуточноготеплоносителятеплоносителятакжетакжеможноможноразделитьразделить нана дведве подгруппы:подгруппы:промежуточного1)1)наружнымрасположениемрасположениемопускногоопускногоканалаканала(рис.(рисункиа, б, в);сснаружным1.9, а,1.9,б, в);2)2)опускным каналом,каналом, расположеннымрасположенным внутривнутри испарительногоиспарительного участкаучасткассопускным(артериальныетермосифоны,термосифоны,рис.рисунокг, д, е).(артериальные1.10, 1.10,г, д, е).Ряд оригинальныхоригинальных конструктивныхконструктивных решенийрешений закрытыхзакрытых двухфазныхдвухфазныхРядтермосифонов, повышающихповышающих ихих эффективностьэффективность сепарациисепарации пара,пара, представленпредставлен нанатермосифонов,рисункерис.1.11.1.11.габвдтермосифонов, повышающих их эффективность сепарации пара, представлен нарис.
1.11.25габдв1.11 – Конструкционныетермосифоновс организованнойРисунокРисунок1.11. Конструкционныерешениярешениятермосифоновс организованнойциркуляциейциркуляциейтеплоносителя.[8]теплоносителя. [8]К Кнедостаткамнедостаткамприведённыхприведённыхконструкцийконструкцийследуетследуетотнестиотнестиотсутствиеотсутствиевозможностирегулированиядавленияи, и,соответственно,температурынасыщениявозможностирегулированиядавлениясоответственно,температурынасыщениявнутривнутриполостиполоститермосифона.термосифона.В Втакихтакихтермосифонахтермосифонахдавлениедавлениеи итемпературатемпературапромежуточногопромежуточноготеплоносителятеплоносителязависятзависятот отусловийусловийи ирежимоврежимовработыработысамогосамогоаппаратаи будутизменятьсяс изменениемпоследних[55].[56, 57, 58, 59, 60, 61]аппаратаи будутизменятьсяс изменениемпоследних[51].ВозможныеВозможныеконструкцииконструкциитермосифоновтермосифоновс свозможностьювозможностьюрегулированиярегулирования!24!1.12рабочегодавленияпредставленынанарисунке[5653,– 61].рабочегодавленияпредставленырис.
1.12[52,54, 55, 56, 57] [52 – 57].абвгдРисунок 1.121.12.–ТермосифоныРисунокТермосифоныссрегуляторамирегуляторамидавления.давления.ОсобенностьюсаморегулирующегосясаморегулирующегосяавтономногоавтономноготеплопередающеготеплопередающегоОсобенностьюустройства(рис.(рис.1.7,1.7,д) д)[61][57]являетсяявляетсясоединениесоединениеполостиполоститермосифонатермосифонаустройствапосредствомперепускнойперепускнойтрубки,трубки,снабженнойснабженнойподпружиненнымподпружиненнымобратнымобратнымпосредствомклапаномс калиброваннымотверстиемс системойохлажденияТакоеклапаномс калиброваннымотверстием7, 7,с системойохлаждения6.
6.Такоеконструктивноерешениеобеспечиваетвзрывобезопасностьперетокаконструктивноерешениеобеспечиваетвзрывобезопасностьза засчетсчетперетокатеплоносителятермосифонав системуохлаждения.В такомтермосифонетеплоносителяиз изтермосифонав системуохлаждения.В такомтермосифонев вкачестветеплоносителейпервогои второгоконтуровиспользуетсяодната жекачестветеплоносителейпервогои второгоконтуровиспользуетсяоднаи таи жежидкость.жидкость.1.4.
Анализ эффективности работы термосифоновИсследованию эффективности работы термосифонов посвящено большоеколичество работ [40, 41, 58 – 73] [40] [58] [59] [60] [61, 62, 63, 64, 65] [66] [67][68] [69] [70] [71] [41] [72] [73]. Так, например, в [41] изучены характеристики261.4. Анализ эффективности работы термосифонов[42] [62] [63] [64] [65, 66, 67, 68, 69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [43] [76] [77] [78] [79].Исследованию эффективности работы термосифонов посвящено большоеколичество работ [42, 43, 63 – 79]. Так, например, в [43] изучены характеристикитеплопереноса ЗДТ в зависимости от степени его наполнения, определяемого какКЗ = ж⁄исп.Былпроведенрядэкспериментальныхитеоретическихисследований эффективности процессов, происходящих в термосифоне, взависимости от различного уровня его наполнения.
Было выявлено, что длякоэффициента теплопередачи испарительного участка коэффициент наполненияне играет значимой роли. Однако, для конденсатора в зависимости от уровнязаполнения могут существовать ограничения теплопередачи - ограничениезахлебывания (при чрезмерном уровне наполнения) и ограничение высыхания(при недостаточном (< 20 %) уровне наполнения).Экспериментальноеисследованиетеплопередающиххарактеристикдвухфазных термосифонов [44] показало, что коэффициент заполнения сильновлияет на максимальные тепловые нагрузки и что скорость движения пара вадиабатной (транспортной) зоне термосифона имеет характерный максимум(рисунки 1.13 а, б).а)б)Рисунок 1.13 – Зависимость от теплового потока при различных коэффициентахзаполнения (КЗ)а) термического сопротивления термосифона;б) скорости движения пара.27Проведено большое количество исследований, направленных на выявлениеметодов и средств повышения теплопередающей способности термосифона.Исследования проводились по двум основным направлениям.1.
Экспериментальные исследованияэффективноститермосифонов взависимости от рода рабочей жидкости, конструктивных характеристиктермосифонов, воздействия физических полей и поверхностных свойствиспарителя и конденсатора.2. Теоретическиеисследования,математическоеикомпьютерноемоделирование.В работах по первому направлению изучалось влияние свойств различныхрабочих жидкостей [45, 80 – 85] [45] [80] [81] [82] [83] [84] [85].В [45] M. R. Sarmasti Emami, S. H. Noie и M. Khoshnoodi провелиэкспериментальное исследование влияния отношения ширины термосифона к егодлине и уровня заполнения на теплопередающую способность закрытогодвухфазного.Вкачестверабочейжидкостиавторыиспользовалидистиллированную воду.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
