Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

теплообмена получена зависимость

Nu = 0,178 (R/L)^0,5Re^0,67 , (2.6)

где R/L = 0,6…0,75.

Для сравнения теплогидравлических характеристик пучков труб с вогнутыми и плоскими ребрами исследованы двухрядные пучки с размерами:

R

- 30 -

/L = 0,71; d_o = 22 мм; поперечный шаг S₁ = 42 мм, продольный S₂ = 62 мм, расположение труб коридорное. В результате получены зависимости:

для пучков с вогнутыми ребрами

Nu = 0,075 Re ^0,67 ; (2.7)

 = 0,489 Re^{ 0,2} (2.8)

и плоскими ребрами

Nu_гл = 0,193 Re ^0,47; (2.9)


= 0,465 Re ^{ 0,29} . (2.10)

Рис. 2.5. Трубы с вогнутыми пластинчатыми ребрами

Из полученных зависимостей следует, что при использовании труб с вогнутыми ребрами достигается двукратное увеличение теплоотдачи при практически таком же росте сопротивления. Это свидетельствует об эффективности предложенной поверхности.

В МЭИ получены опытные данные для группы поверхностей (рис. 2.6) по теплоотдаче, в том числе для решеток Г-образных профилей. Схема течения в каналах такой решетки приведена на рис. 2.6, ж. В исследовании реализован метод локального моделирования, часто используемый при изучении теплообмена в пучках труб. Для решеток профилей были получены следующие зависимости по теплоотдаче:

первого ряда

Nu = 0,165 (d / l)^0,53 Re_y ^0,65 , (2.11)

где d= 2 ( t_ф  ) ( l₁ cos ₁ + l₂ cos ₂ )/( l₁ + l₂) , l= ( l₁ + l₂);

г

- 31 -

лубинного ряда

Nu = 0,17(d / l)^0,53 Re_y ^0,65. (2.12)

Сопротивление решеток удалось аппроксимировать зависимостью

l

t_г

0 1 2

0 1 2





t_г

l₁

l₂

l₀

₁ ₂

L

l

l

l₀



c

₁ ₂

b

l₀



l = l₀



t_г = l₀/2

а

б

в

г

д

е

ж

з

 =0,12 (d / l)^1,45 Re_y ^{– 0,064}. (2.13)

Рис. 2.6. Схемы движения в профилированных каналах и решетках профилей

Д

- 32 -

анные уравнения справедливы в диапазоне чисел Re_y = u_y d_y /  =

= 1000…20000. В качестве характерного поперечного размера в числах Рейнольдса и Нуссельта использована половина гидравлического диаметра решетки в свету d_у= t_ф    l₂ sin ₂ . К этому же сечению отнесена определяющая скорость u_y. Разброс опытных точек не более нескольких процентов.

Результаты исследования моделей плоских каналов с прямыми прерывистыми, жалюзийными и Г-образными ребрами приведены на рис. 2.7.

3а

0,7 10³ 2 3 4 Re

St Pr^2/3



0,02

0,03

0,04

0,05

0,08

0,10

2а

3б

3в

2б

1

3а

L

b

Р

d = 2,72 мм; L = 98 мм; b = 13,7 мм; t_ф = 1,6 мм;  = 0,1 мм

ис. 2.7. Теплоотдача и сопротивление в плоских каналах с прямыми

прерывистыми (1), прямыми жалюзийными (2а, и 2б) и Г-образными

жалюзийными ребрами (3а, 3б, 3в)

Там же представлены основные геометрические характеристики каналов и их сравнение по энергетической эффективности. Обобщение большого количества данных по поверхностям с прямыми прерывистыми ребрами показало, что в них реализуется эффект начального участка, т.е. рост коэффициента сопротивления опережает рост коэффициента теплоотдачи.

В

- 33 -

каналах с Г-образными ребрами, наряду с эффектом начального участка, проявляется эффект отрыва потока, аналогично тому, как это происходит в профилированных каналах. Наилучшие показатели имеет Г-образный профиль ребра с отношением длин лобовой и кормовой частей 1:4. Полученные в этой работе результаты показывают, что при выборе типа оребрения для воздушных конденсаторов каналы с плоским прерывистым, жалюзийным и Г-образным профилем оребрения следует рассматривать как конкурентоспособные (рис. 2.7).

Таблица 2.2. Размеры решеток Г-образных профилей, мм

Интересными, с точки зрения облегчения конструкции аппаратов, являются результаты исследования теплогидравлических характеристик цилиндрических труб с различной формой спирального оребрения , приведенные в [19]. Применение поперечных ребер из высокотеплопроводных материалов позволяет при тех же габаритах теплоообменных аппаратов резко увеличить теплоотводящую поверхность за счет уменьшения шага и толщины ребер, но без изменения их высоты. При этом коэффициент оребрения достигает 20. Вместе с тем, на поверхности ребер за кормовой частью поверхности трубы интенсивность теплообмена существенно ниже, чем на остальной части поверхности. В то же время, доля сопротивления, приходящегося на эти участки поверхности более существенна. Поэтому кормовая часть ребер на некоторых трубах удалена (рис. 2.4, д, е). Испытания показали, что коэффициенты теплоотдачи у труб с облегченными ребрами на 9 % выше, чем с цельными. Снизилось и аэродинамическое сопротивление труб.

В последние годы много внимания уделяется исследованию теплообмена и сопротивления поверхностей, на которых имеются сферические или другой формы лунки [10]. Такой способ интенсификации теплообмена может найти применение в пучках труб с пластинчатым оребрением. Несмотря на ряд чрезмерно оптимистичных публикаций, опытные данные, полученные многими исследователями, показывают, что достигаемый при использовании данного способа эффект примерно того же уровня, что и в каналах с дискретной шероховатостью, в профилированных каналах.

- 34 -

2.2. Влияние технологии изготовления оребренных поверхностей на расчет и интенсивность теплообмена

Развитие поверхностей нагрева за счет оребрения часто рассматривают как один из методов интенсификации теплообмена. В принципе это правильно, если речь идет об увеличении удельной теплопередающей способности стенки, разделяющей греющую и нагреваемую среды. Действительно, при увеличении поверхности стенки общее количество передаваемой через нее теплоты может существенно возрасти. Оребрение теплообменной поверхности целесообразно, если коэффициент теплоотдачи одного из теплоносителей намного больше другого, т.е. ₁  ₂, или термическое сопротивление стенки намного меньше конвективных термических сопротивлений, т.е. _СТ_СТ  1₁ и _СТ_СТ  1₂. В первом случае поверхность оребряют со стороны теплоносителя с худшими условиями теплообмена, во втором 

с обеих сторон.

Характеристики

Список файлов книги