Разработка вертикально-трубного конденсатора с интенсификаторами теплообмена

• Автор: Деревянко, Максим Васильевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Глава 1. ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ХЛАДАГЕНТА С ИНТЕНСИФИКАТОРАМИ ТЕПЛООБМЕНА
1.1 Анализ существующих методов интенсификации теплоотдачи при конденсации хладагента
1.2 Основы процесса конденсации хладагента на вертикально ориентированных теплообменных поверхностях
1.3 Выводы по литературному обзору и задачи исследования
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА КОНДЕНСАЦИИ
НАСЫЩЕННОГО ПАРА ПРИ ЕГО ДВИЖЕНИИ СВЕРХУ ВНИЗ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИФИКАТОРОВ ТЕПЛООБМЕНА
2.1 Обоснование физической модели
2.2 Разработка математической модели
2.3 Методика численного решения
2.4 Математическая модель движения конденсата в конденсатоотводящих элементах интенсификаторов теплообмена
2.5 Проведение и анализ численных экспериментов
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
КОНДЕНСАЦИИ В ВЕРТИКАЛЬНО-ТРУБНОМ КОНДЕНСАТОРЕ
3.1 Экспериментальный стенд для исследования процесса конденсации
3.2 Методика планирования проведения экспериментальных исследований
3.3 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований
3.4 Обработка и анализ экспериментальных данных
Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕРТИКАЛЬНО-ТРУБНОГО КОНДЕНСАТОРА ХЛАДАГЕНТА С ИНТЕНСИФИКАТОРАМИ ТЕПЛООБМЕНА, РАЗРАБОТКА ЕГО КОНСТРУКЦИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
4.1 Технико-экономическая оценка эффективности вертикальнотрубного конденсатора с интенсификаторами теплообмена
4.2 Разработка вертикально-трубного конденсатора с интенсификаторами теплообмена
4.3 Методика инженерного расчета вертикально-трубного конденсатора с интенсификаторами теплообмена
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1-Патент РФ №2196281
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Акт внедрения НИР
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Акт внедрения методики инженерного расчета и проектирования
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
<1 - диаметр, м с1„ - наружный диаметр, м с1вн - внутренний диаметр, м г - радиус, м
х —. продольная координата у - поперечная координата со - скорость, м/с А - разность
8 - площадь поперечного сечения, м2 Б - площадь поверхности теплообмена, м2 Н - высота вертикальной трубы, м б - толщина пленки конденсата, м О - массовый расход, кг/с С - тепловая нагрузка, Вт V - объемный расход, м3/с р - давление, Па
В - барометрическое давление, Па ц - плотность теплового потока, Вт/м2 г - удельная теплота парообразования, кДж/кг Т - температура, К; % °С
9Ш - среднелогарифмическая разность температур
р - плотность, кг/м3
Ь - удельная энтальпия, кДж/кг
g - ускорение свободного падения, м/с2
а - коэффициент температуропроводности, м2/с
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2К
к - коэффициент теплопередачи, Вт/м2К
©хіт? ©yn
проекции вектора осредненнои во времени скорости пара на
координатные оси х и у соответственно;
Изменение давления пара по длине трубы описывается уравнением:
8Р _гСТ"Рп і У дх 4R„„ tf
r s,l 2 / S.1 2“
0,5 1—J- + 1- 1
X ^2 , V
ю^Р„
пг п
(2.6)
где величина 0,5

является коэффициентом сопротивления
'2 J V “2 У
одной единицы конденсатоотводящего элемента и рассчитывается как сумма коэффициентов сопротивления внезапного сужения и расширения потока при прохождении через единичный конденсатоотводящий элемент;
ц - коэффициент сопротивления трения. При ламинарном режиме течения пара коэффициент сопротивления трения определяется по формуле Пуайзеля /31,41/, как С, = A/Re, где А - постоянная зависящая от формы канала, Re - критерий Рейнольдса пара.
Si, S2 — площадь живого сечения трубы соответственно в месте установки конденсатоотводящего элемента, до и после него;
п - количество устанавливаемых элементов на участке дх.
Значение скорости пара соп определяется из уравнения неразрывности парового потока, согласно которому массовый расход пара в любом сечении представляет начальный расход (на входе в трубу) за вычетом сконденсировавшегося пара, по /33/, как:
2р„ У
R2©n
J(R ~ y)©x»dy
(1*-8Г (Д-8) у:0
где ©по - средняя скорость пара на входе в трубу;
R - радиус трубы;
5 — толщина пленки.
Толщина пленки конденсата определяется уравнением /33
(2.7)