Совершенствование маслоохладителей паротурбинных установок за счет применения трубных пучков из профильных витых трубок

• Автор: Локалов, Григорий Александрович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание

Основные условные обозначения

Введение

1. Обзор литературы и постановка задач исследования

1.1. Анализ конструкций серийных маслоохладителей ПТУ

1.2. Показатели эффективности маслоохладителей

1.3. Методики расчета маслоохладителей

1.4. Исследование теплообмена и гидродинамики при поперечном обтекании пучков гладких трубок вязкой жидкостью
1.5. Теплогидравлические характеристики поверхностей теплообмена с искусственной шероховатостью

1.6. Выводы. Постановка задач исследования

2. Методика экспериментальных исследований теплоотдачи и гидравлического сопротивления пучков гладких и профильных витых трубок в поперечном потоке масла
2.1. Выбор и обоснование методики исследования
2.2. Экспериментальный стенд
2.3. Методика проведения экспериментов
2.4. Обработка результатов измерений и оценка погрешности эксперимента
2.5. Выводы
3. Экспериментальное исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления пучков гладких и профильных витых трубок в поперечном потоке масла
3.1. Теплоотдача при поперечном обтекании маслом пучков гладких и профильных витых трубок
3.2. Анализ изменения локальных температур стенки рабочей
трубки

3.3. Гидравлическое сопротивление пучков гладких и профильных витых трубок при поперечном обтекании маслом
3.4. Выводы
4. Промышленные испытания маслоохладителей с профильными витыми и гладкими трубками
4.1. Методика сравнительных промышленных испытаний маслоохладителей
4.2. Обработка и анализ результатов сравнительных испытаний маслоохладителей
4.3. Выводы
5. Уточнение методики тсплогидравлического расчета маслоохладителей ПТУ
5.1. Уточненная методика расчета маслоохладителей с трубными
пучками из профильных витых и гладких трубок
5.2.Сопоставление расчетных данных с результатами испытаний
5.3. Анализ результатов расчета маслоохладителей
5.4. Рекомендации для инженерной практики
5.5. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение
Основные условные обозначения
а - коэффициент теплоотдачи,
Я- коэффициент теплопроводности, р - плотность,
р - коэффициент динамической вязкости, и - коэффициент кинематической вязкости,
<р- угол,
скорость потока,
<2— тепловой поток,
О - расход теплоносителя,
АР - перепад давления, к - высота шероховатости, ускорение силы тяжести,
5 - толщина,
к— глубина канавки ПВТ,
5- шаг между соседними канавками ПВТ, а = 5',/й? - относительный поперечный шаг,
Ь = У2/4 - относительный продольный шаг,
5,— поперечный шаг трубок в пучке,
- продольный шаг трубок в пучке, t - температура, сI— диаметр трубки.
Безразмерные комплексы:
Ш = а 8 / Я - число Нуссельта, йе = 1v-dZv - число Рейнольдса,
Рг = ср р / Я - число Прандтля,
Ей = АР/рн>2 - число Эйлера.
В тексте обозначено: ПВТ - профильные витые трубки.
По ходу изложения встречаются обозначения, поясняемые в тексте.

нальному режиму работы маслоохладителей). Но в процессе эксплуатации маслоохладители ПТУ часто работают на режимах с малым расходом охлаждающей воды. В этих случаях режим течения охлаждающей воды может быть переходным или ламинарным.
Разработка и уточнение позонной методики особенно необходима в случае совершенствования маслоохладителей и применения различных интенсифицирующих поверхностей теплообмена. Как показано разделе 1.1. наибольшее распространение в теплообменных аппаратах ПТУ нашли профильные витые трубки. ПВТ устанавливаются в ПНД, сетевых подогревателях, в том числе в большом количестве маслоохладителей [6-8, 19]. Уточнение позонной методики расчета маслоохладителей с трубными пучками из ПВТ является вследствие этого актуальной задачей.
Таким образом, наиболее предпочтительной при проектировании новых маслоохладителей и модернизации существующих, для оценки эксплуатационных характеристик аппаратов является позонная методика расчета. Однако необходимо ее уточнение в части оценки теплогидравлических характеристик маслоохладителей с профильными витыми трубками и учета различных режимов течения теплоносителей.
Анализ зависимостей, применяемых при расчете теплогидравлических характеристик маслоохладителей с гладкими и шероховатыми трубками, представлен в следующих разделах.
1.4. Исследование теплообмена и гидродинамики при поперечном обтекании пучков гладких трубок вязкой жидкостью
Анализ типовых конструкций маслоохладителей, используемых в схемах маслоснабжения паротурбинных установок (см. раздел 1.1) показал, что в поверхность теплообмена большинства маслоохладителей состоит из гладких трубок. Ниже рассмотрены литературные данные по теплогидравлическим характеристикам пучков гладких трубок при поперечном обте-