Теплогидравлическая эффективность интенсификации теплоотдачи в каналах со сфероидальными выемками

• Автор: Щелчков, Алексей Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ СО СФЕРОИДАЛЬНЫМИ

ИНТЕНСИФИКАТОРАМИ ТЕПЛООБМЕНА

1Л. Обтекание потоком сплошной среды одиночной сфероидальной выемки

1.2. Гидравлическое сопротивление и теплоотдача в каналах со сфероидальными интенсификаторами

1.3. Конкретные задачи настоящего исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ,

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ОПЫТОВ, ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Экспериментальный стенд

2.2. Геометрия исследованных каналов со сфероидальными интенсификаторами. Экспериментальные образцы

2.3. Система измерений

2.4. Методика проведения эксперимента
2.5. Методика обработки экспериментальных данных
2.6. Оценка точности эксперимента
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ СО СФЕРОИДАЛЬНЫМИ ВЫЕМКАМИ. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Результаты визуализации течения в каналах со сфероидальными выемками
3.2. Карта режимов обтекания поверхности со сфероидальными выемками
3.3. Гидравлическое сопротивление в каналах со сфероидальными выемками
3.4. Теплоотдача в каналах со сфероидальными выемками
ГЛАВА 4. ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПОВЕРХНОСТНЫХ ИНТЕНСИФИКАТОРОВ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ СО СФЕРОИДАЛЬНЫМИ ВЫСТУПАМИ
4.1. Гидравлическое сопротивление в каналах со сфероидальными выступами
4.2. Теплоотдача в каналах со сфероидальными выступами
4.3. Сравнительный анализ теплогидравлической эффективности в каналах с поверхностными интенсификаторами
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Латинские:
Ь - ширина пластины или канала; сі - диаметр интенсификатора;
О - диаметр канала;
ґ - плотность расположения интенсификаторов;
Б - площадь;
0 - расход воздуха;
Ь - глубина (высота) интенсификатора;
1 - сила тока в цепи;
Е - длина опытного образца;
Р - давление;
Я - плотность теплового потока;
0 - тепловой поток;
Бід - шаги выемок поперек и вдоль потока;
1 - температура;
и — падение напряжения;
У - скорость;
Н - высота канала;
Нэ- эффективная высота канала;
Св - теплоемкость воздуха;
Греческие:
а, а - местный и средний коэффициенты теплоотдачи; 5 - толщина пограничного слоя;

Таким образом, сжатый воздух, проходит через регулирующий расход воздуха вентиль и очищенный в фильтре маслоуловителе, пройдя через расходомерную шайбу, попадает в ресивер 10, где происходит выравнивание поля скоростей и сглаживание возможных пульсаций давления, проходит через рабочий участок 22 и выходит через камеру смешения 29.
Измерительная часть стенда состоит из: термопар 6, 11, 22, 23, 28 на расходомерной шайбе 8, рабочем участке 14, камере смешения 29 соответственно, образцовых манометров 7, 15, жидкостных пьезометров 9,16.
Электрическая часть состоит из автотрасформаторов 18, 27, вольтметров 19,26, амперметров 20,25, нагревателей 21, 24.
Рабочий участок для исследования теплоотдачи и гидродинамики плоского канала со сфероидальными интенсификаторами. Схема рабочего участка представлена на рис.2.2.а, а общий вид на рис.2.2.б. Газодинамический тракт рабочего участка представляет собой канал прямоугольного сечения шириной 96 и длиной 190 мм. Высота канала меняется сменными вставками 3-12, 10, 8, 5, 2 мм. Это позволяет в ходе эксперимента изменять относительную высоту канала НКЛЗЛ в пределах от 0,2 до 2,3. Основными элементами рабочего участка являются сменные пластины 1 со сфероидальными выемками и выступами, толщиной 10 мм. Толщина выбрана из условий: - во всем диапазоне чисел Рейнольдса перепад температур между стенкой и воздухом обеспечивал достаточную точность в вычислении коэффициентов теплоотдачи; - обеспечивалась толщина стенки для нанесения глубоких лунок и крепления выступов. Глубина лунок и высота выступов изменялись до 5 мм.
Нагрев пластин осуществлялся электронагревателями 2, сделанными из нихромовой проволоки диаметром 0,8 мм. Электронагреватели уложены в керамические чашечки, во избежание короткого замыкания с металлическими пластинами 1. Располагаются соответственно над верхней и под нижней сменными пластинами 1. Электрический ток подавался от сети