Компоновки трубных пучков и синтез конвективных поверхностей теплообмена с повышенной энергоэффективностью

• Автор: Пронин, Владимир Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 379 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ КОМПОНОВОК ТРУБНЫХ ПУЧКОВ

ЕЕ Направления исследований

1.2. Сопоставление энергетической эффективности

гладкотрубных пучков традиционных компоновок

Выводы по главе

2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОАЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПОПЕРЕЧНОМ ОМЫВАНИИ СИСТЕМ ЦИЛИНДРОВ

2.1. Основы физической модели

2.2. Постановка задачи экспериментального исследования
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛО АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРУБНЫХ ПУЧКОВ
3.1. Экспериментальные трубные системы
3.2. Методики экспериментального исследования
3.2.1. Аэродинамические характеристики
3.2.2. Теплоотдача
3.3. Экспериментальные установки
3.3.1. Описание конструкций трубных пучков
3.3.2. Программа проведения экспериментов
3.4. Результаты экспериментального исследования теплоаэродинамических
характеристик
3.4.1. Пучки гладких труб
3.4.1.1. «Конфузорно-диффузорные» и «извилистые» пучки из спаренных цилиндров
3.4.1.2. Промежуточные «извилисто-конфузорно-диффузорные» компоновки из спаренных цилиндров
3.4.1.3. «Коридорно-диффузорные» пучки
3.4.2. Пучки оребренных труб
3.4.2.1. «Мембранные»
(коридорные пучки с ограничивающими пластинами)
3.4.2.2. «Шахматно-диффузорные» и «шахматно-конфузорные»
пучки оребренных труб (винтовые ребра)
3.4.2.3. «Конфузорно-диффузорные» пучки оребренных труб
(спирально-проволочное оребрение)
Выводы по главе
4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ КОМПОНОВОК ПУЧКОВ ТРУБ
4.1. Гладкотрубные пучки
4.2. Пучки ребристых труб
4.3. Синтез энергоэффективных компоновок трубных пучков
4.3.1. Схемы течения потока теплоносителя в межтрубных каналах
пучков
4.3.2. Численный анализ процессов течения и теплообмена в межтрубных
каналах
4.3.2.1. Плоский канал с коридорными полуцилиндрическими выступами
4.3.2.2. «Коридорно-диффузорные» межтрубные каналы
4.3.2.3. Анализ результатов расчета
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
К, Ку, Кг показатели энергетической эффективности;
Е - поверхность теплообмена, м~;
- тепловой поток, Вт;
N - мощность на прокачку теплоносителя, Вт;
V - объём, занимаемый поверхностью теплообмена, м3;
8[, вг - поперечный и продольный шаги пучка, м;
с!,Ь- диаметр и длина несущей грубы, м;
р°, у0 - степень диффузорности (конфузорности), град.;
г, й, Б - параметры оребрения: шаг, высота, наружный диаметр ребер, м;
ф° - угол отсчета от лобовой критической точки цилиндра, град.;
V/ - скорость набегающего потока, м/с;
а - коэффициент локальной и средней теплоотдачи соответственно, Вт/(м2К);
р - плотность воздуха, кг/мф в - расход воздуха, кг/с;
Др - перепад давления, Па;
Дг - перепад температуры, К; р - (Ро-Р(ф)/(0,5рсу2) - коэффициент давления;
Р0 - давление перед ребристой трубой, Па;
Р - местное давление на поверхности ребра, несущей трубы, Па;
Ей = ——-г— число Эйлера;
р ¥
Ке=~Х—— - число Рейнольдса;

Хц=—— - число Нчссельта;
8й=(1'с1)/у - число Струхаля;

поперечных шагов, что можно объяснить проявлением эффектов «затенения» межтрубных областей в продольном ряду.
Рис. 1.6 Энергетическая эффективность шахматных компоновок «при прочих равных» К0((3), Км(р). а) сопоставление по тепловому потоку; б) сопоставление по затраченной мощности.