Теплообмен при естественной циркуляции внутри вертикальных и наклонных обогреваемых труб в зоне ламинарного течения

• Автор: Фетисов, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Список используемых обозначений

^ Введение

1* Глава 1. Теплообмен при естественной конвекции и естественной циркуляции.

1.1. Естественно-конвективный теплообмен в истории теплофизики.

1.1.1. Общие положения

1.1.2. Историческое развитие

1.2. Теплообмен при естественной конвекции от плоских и цилиндрических тел.

1.2.1. Теплообмен от плоских поверхностей

1.2.2. Теплообмен от цилиндрических поверхностей 27

• 1.3. Теплообмен при естественной конвекции в трубах и

каналах.
1.3.1. Замкнутое пространство
1.3.2. Незамкнутый канал
1.4. Отличие естественной конвекции и естественной
циркуляции. Постановка задачи исследования
2. Глава 2. Описание экспериментальной установки, методики проведения опытов и обработки экспериментальных данных.
2.1. Описание экспериментальной установки
^ 2.2. Методика проведения эксперимента.
2.2.1. Этапы проведения эксперимента
2.2.2. Использование дополнительных устройств в
эксперименте
2.2.3. Использование теплоизоляции в эксперименте 63
2.3. Методика обработки результатов.
2.3.1. Выбор величин и зависимостей для обработки экспериментальных данных
2.3.2. Выбор теплофизических свойств среды, необходимых для обработки экспериментальных
данных
2.3.3. Выбор безразмерных комплексов для обобщения экспериментальных данных
2.3.4. Определение погрешностей измерений
3. Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
теплообмена при естественной циркуляции внутри обогреваемых труб.
3.1. Основные результаты экспериментов.
3.1.1. Определение тепловых потерь
* 3.1.2. Определение расхода среды
3.1.3. Определение коэффициента теплоотдачи
3.1.4. Распределение теплоотдачи по длине труб
3.2. Обобщение результатов экспериментов.
3.2.1. Обобщение экспериментальных данных для воды 97
3.2.2. Обобщение экспериментальных данных для воды
и воздуха
3.3. Анализ полученных результатов на основе
визуализации процессов естественной циркуляции
4. Глава 4. Максимум теплосъема при естественной
циркуляции теплоносителя внутри обогреваемых труб.
4.1. Расчет оптимальной длины теплообменных труб
4.1.1. Методика расчета оптимальной длины
4.1.2. Пример расчета оптимальной длины
4.2. Расчет оптимальной длины теплообменных труб для заданной величины поверхности теплообмена.
4.1.1. Методика расчета
4.1.2. Пример расчета оптимальной длины
Заключение
Приложения
Список литературы

Глава 2. Описание экспериментальной установки, методики проведения опытов и обработки экспериментальных данных.
2.1. Описание экспериментальной установки.
Экспериментальные исследования теплообмена при естественной циркуляции жидкости внутри обогреваемых труб проведены на установке, схема которой представлена на рис.2.1.
К верхней части металлического бака цилиндрической формы (поз.2 на рис.2.1) диаметром 0,2 метра, толщиной 10мм и длиной 2,1 метра (параметры выбраны таким образом, чтобы обеспечить заполнение много большего, чем во всех остальных элементах установки, объема) посредством небольшого поворотного устройства, представляющего собой металлическое колено из сплава 0Х18Н9І с укрепленной на нем стрелкой-указателем (поз.З), присоединяется съемная теплообменная трубка (поз.1), другой конец которой присоединен гибким шлангом из дюрритовой резины (поз.4) к нижней части бака. Такая конструкция обеспечивает возможность изменения угла наклона от 0 (вертикальное положение) до 90 (горизонтальное положение) градусов. Вся установка заполняется водой. Параметры поворотного устройства ( внутренний диаметр 40мм, внешний — 48мм, радиус кривизны 24мм, длина 75мм) и шланга (внутренний диаметр 40мм, внешний - 48мм, длина 5м) выбраны таким образом, чтобы, с одной стороны, их гидравлическое сопротивление было много меньше гидравлического сопротивления теплообменной трубки, а с другой стороны, все упомянутые элементы обеспечивали надежное функционирование конструкции. Металлический бак снабжен угломерной шкалой в верхней части, а также краном для слива и заполнения в нижней. Общий вид установки показан на рис.2.2.