Сравнительное исследование эффективности применения различно профилированных трубок в маслоохладителях турбоустановок

• Автор: Желонкин, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Маслоохладители в системе маслоснабжения турбоустановок

1.2. Анализ конструкций маслоохладителей турбоустановок

1.3. Показатели эффективности маслоохладителей

1.4. Гидродинамика и теплообмен в трубных системах маслоохладителей турбоустановок

1.5. Выводы. Постановка задач исследования

2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗЛИЧНО ПРОФИЛИРОВАННЫХ ТРУБОК МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ ТУРБОУСТАНОВОК
2.1. Экспериментальный стенд для исследования теплоотдачи и гидродинамического сопротивления пучков различно профилированных трубок при обтекании их поперечным потоком масла

2.1.1. Описание экспериментального стенда

2.1.2. Методика исследования и оценка погрешности эксперимента.
2.2. Экспериментальный стенд для исследования гидравлического сопротивления при течении воды внутри
различно профилированных трубок
2.2.1. Описание экспериментального стенда
2.2.2. Методика исследования и оценка погрешности эксперимента.
2.3. Экспериментальный стенд для исследования изгибной жесткости различно профилированных трубок
2.3.1. Описание экспериментального стенда
2.3.2. Методика исследования и оценка погрешности эксперимента.
2.4. Выводы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗЛИЧНО ПРОФИЛИРОВАННЫХ ТРУБОК МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ
3.1. Теплоотдача при поперечном обтекании турбинным маслом пучков трубок
3.2. Гидродинамическое сопротивление пучков трубок при поперечном обтекании турбинным маслом
3.3. Гидравлическое сопротивление при течении воды внутри различно профилированных трубок
3.4. Изгибная жесткость различно профилированных трубок
3.5. Выводы
4. УТОЧНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ ТУРБОУСТАНОВОК
4.1. Численное моделирование проницаемости технологических зазоров в трубных пучках маслоохладителей
4.2. Уточнение методики позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей с различно профилированными трубками
4.3. Выводы
5. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ МАСЛООХЛАДИТЕЛЕЙ С РАЗЛИЧНО ПРОФИЛИРОВАННЫМИ ТРУБКАМИ
5.1. Методика промышленных испытаний маслоохладителей
5.2 Результаты сравнительных испытаний маслоохладителей
5.3. Сравнение результатов расчета маслоохладителей с различно профилированными трубками
5.4. Рекомендации для инженерной практики
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Экспериментальные данные по средней теплоотдаче пучка гладких трубок при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 2. Экспериментальные данные по средней теплоотдаче пучка ПКТ при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 3.Экспериментальные данные по средней теплоотдаче пучка ТВН1 при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 4. Экспериментальные данные по средней теплоотдаче пучка ТВН2 при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 5. Экспериментальные данные по средней теплоотдаче калориметрической гладкой трубки в пучке ТВН1 при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 6. Экспериментальные данные по средней теплоотдаче калориметрической гладкой трубки в пучке ТВН2 при поперечном обтекании турбинным маслом
Приложение 7. Результаты расчета маслоохладителя МО-53-4 (2 хода по охлаждающей воде) для разных расходов масла
Приложение 8. Результаты расчета маслоохладителя МБ-50М-75 с ПВТ для разных расходов масла
Приложение 9. Результаты расчета маслоохладителя МБ-50М-75 с ТВН2 для разных расходов масла
Приложение 10. Результаты расчета маслоохладителя МО-53-4 (2 хода по охлаждающей воде) для разных расходов воды
Приложение 11. Результаты расчета маслоохладителя МБ-50М-75 с ПВТ для разных расходов воды
Приложение 12. Результаты расчета маслоохладителя МБ-50М-75 с ТВН2 для разных расходов воды
Приложение 13. Справка об использовании от ЗАО «Нестандартмаш»
Приложение 14. Справка об использовании от Невинномысской ГРЭС

результаты исследований теплогидравлических характеристик трубных пучков с разными типами и размерами шероховатости на теплообменных трубках.
Экспериментальное и промышленное испытание пучков ПВТ [17, 18] показало, что увеличение коэффициента теплоотдачи с масляной стороны достигает 17,5 %, при этом гидродинамическое сопротивление межтрубного пространства не изменяется. Увеличение гидравлического сопротивления при течении воды внутри ПВТ, относительно гладкой трубки, достигает 120 %.
В [61, 62] представлены результаты исследований трубного пучка с трубками с искусственной шероховатостью при обтекании их воздухом и трансформаторным маслом. Искусственная шероховатость представляла собой пластины фольги со штампованной ромбовидной шероховатостью, приклеенные к трубкам. Сопоставление результатов исследований различных авторов представлено в диапазоне числа Яе от 4-Ю2 до 2-Ю6. Показано, что оптимальная высота шероховатости по периметру трубки должна быть различна. Между трубками в пучке оптимальная высота шероховатости должна быть меньше, чем в зонах замедления потока теплоносителей. При увеличении скорости потока, в этих зонах, толщина пограничного слоя уменьшается, следовательно, для возмущения пограничного слоя необходима меньшая высота шероховатости.
Увеличение теплоотдачи при Яе < 103 в пучках шероховатых трубок выявлено только в потоках вязких жидкостей [61]. Установлено, что эффективнее применять пучки шероховатых трубок плотной компоновки с высотой шероховатости &и0,4-4-0,8лш.
Для расчета теплоотдачи (с точностью ±20%) пучков шероховатых трубок в [61] рекомендуются зависимости № (6) и (7) (см. табл. 1.3).
В [61] представлен также анализ гидродинамического сопротивления шероховатых трубок, который показал, что гидродинамическое сопротивление шахматных пучков шероховатых трубок при поперечном