Теплообменники-утилизаторы с эффективной поверхностью переноса для систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха

• Автор: Кректунов, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ:

ОГЛАВЛЕНИЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Блоки утилизации СВ и СКВ

* 1.2. Влияние аэродинамики потоков и теплообмена в

пластинчатых теплоутилизаторах на их эффективность

1.3. Методы интенсификации для теплообменных поверхностей

перекрестноточных теплоутилизаторов посредством изменения рельефа поверхности: лунок и микрокрыльев

1.4. Процессы конденсации пара и образование твердой фазы в

теплоутилизаторах

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В « ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНЫХ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРАХ
2Л. Теплообмен в призматических трубах (плоских каналах) и плоских трубах
2.2. Соотношения для замыкания исходной системы одномерных
уравнений
2.3. Разработка математической и физической модели
пластинчатого теплоутилизатора с перекрестным током течения сред
2.4. Теплообмен в призматических трубах и плоских каналах без
боковых стенок
2.5. Трехмерная математическая модель теплообмена в каналах
прямоугольного сечения
2.6. Модель пристенного движения конденсата в щелевом канале
рекуператора

2.7. Методика расчета пластинчатых теплообменников СКВ с
перекрестным током в условиях конденсации пара из влажного воздуха
2.8. Математическое моделирование процессов тепломассообмена
в перекрестноточных теплоутилизаторах СКВ с учетом образования инея
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ
3.1 Описание экспериментальных стендов и методика проведения опытов по исследованию аэродинамики, процессов теплоотдачи и тепломассообмена на модельных элементах теплоутилизаторов.
3.2. Определение краевого угла смачивания водой поверхности из поликарбоната
3.3 Методика обработки опытных данных по теплоотдаче
3.4. Методика обработки опытных данных по массообмену
3.5. Погрешность определения измеряемых величин
3.6. Погрешность определения расчетных параметров
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Результаты экспериментального исследования
4.2. Результаты расчетов по программам
4.3 Эффективность перекрестноточного утилизатора СКВ с
форсированной поверхностью ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
а - коэффициент температуропроводности;
Ь - ширина канала, когда выпадение влаги реализуется только
на двух противоположных охлаждаемых стенках канала, а
боковые стенки не охлаждаются;
с( = р, / р- массовая доля /-го компонента;
ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении;
с1 — влагосодержание;
Л - коэффициент диффузии; с1э - эквивалентный диаметр;
А-площадь теплопередающей поверхности;
/— площадь поперечного сечения канала;
(р - истинное объемное газосодержание; g- ускорение свободного падения;
С - массовый расход паровоздушной смеси;
, А - удельная энтальпия;
И - средняя по сечению потока энтальпия;
J— интенсивность массообмена между компонентами потока; к- коэффициент теплопередачи;
I, 2-длина;
М- молекулярная масса;
ЫТи - число единиц переноса;
Р - давление;
• 0, - тепловой поток;
<7 - плотность теплового потока;
Я - термическое сопротивление переносу теплоты;
Я - универсальная газовая постоянная; г, АИк - скрытая теплота парообразования;
Тр- температура;

По мере продвижения воздуха вдоль канала толщины пограничных слоев растут, а с их ростом растет и их термическое сопротивление, а, следовательно, уменьшается значение локального коэффициента теплообмена. На некотором удалении от входа в канал пограничные слои смыкаются, и при дальнейшем продвижении воздуха вдоль канала локальные коэффициенты теплоотдачи не изменяются. Разделение потока на две части - гидродинамический пограничный слой, в котором сосредоточено действие сил вязкости, и ядро потока, в котором действие сил вязкости незначительно, позволяет обращаться к теории пограничного слоя, используя точные и приближенные методы расчета для течения в начальном участке канала. При создании современных компактных теплообменников все большее предпочтение отдается конструкциям, теплообмен в которых происходит в условиях, характерных для начального участка параллельных пластин.
При охлаждении влажного воздуха образуется слой с конденсирующейся влагой. Характерной чертой для условий работы теплоутилизаторов является то, что на поверхности происходит рост и стекание капель или пленки конденсата за счет их собственного веса. Термическое сопротивление капель конденсата незначительное и его влиянием на теплообмен можно пренебречь. Изменение гидродинамических условий течения воздуха при взаимодействии с растущими на стенках канала каплями конденсата незначительно и заметно лишь при малом просвете между ребрами (1,5-2 мм), когда из-за турбулизирующего влияния капель и струй конденсата на поток воздуха коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха возрастает на 5-10%.
При охлаждении влажного воздуха на поверхности с температурой ниже 0°С и Ешже точки росы охлаждаемого воздуха образуется слой инея, который вносит существенные особенности в процесс тепломассообмена. Инееобразование изменяет характер течения воздуха в теплообменниках, создает дополнительные термическое и аэродинамическое сопротивления,