Интенсификация теплообмена в криволинейных каналах теплоэнергетических установок

• Автор: Махди Яхья Юсиф
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 .Конструкции теплообменных ппаратов

1.2. Пути интенсификации теплообмена

1.3. Способы интенсификации теплообмена в трубах,

их эффективность

1.4. Теплообмен и гидравлическое сопротивление в криволинейных каналах

1.5. Выводы и задачи исследования

2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В КРИВОЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХ С КОЛЬЦЕВЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ
2.1. Теоретические основания
2.2. Формулировка задачи
2.3. Численные методы к решению задачи
2.4 Численный расчет теплообмена и гидравлического сопротивления в криволинейных каналах теплоэнергетических установок
2.5. Анализирование результатов численного моделирования
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В КРИВОЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Модели, задействованные в ходе эксперимента
3.3. Этапы проведения эксперимента, метод обработки данных, полученных опытным путем
3.4. Основные результаты экспериментальных исследований
3.5. Оценка ошибок измерений

4. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА, СОПРОТИВЛЕНИЯ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
4.1. Условия для применения оптимизационных методов
4.2. Методика оптимизация теплообмена и гидравлического сопротивления в криволинейных каналах теплоэнергетических установок
4.3. Результаты оптимизации_
4.4. Методика расчета теплообменного аппарата ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК _ ПРИЛОЖЕНИЕ

Основные обозначения и сокращения
ср - теплоемкость, Дж/кг К;
И - Внутренний диаметр трубы, м;
А/ - наружный диаметр трубы, м;
Д) - наружный диаметр кольцевого канала, м;
<1 - Диаметр диафрагм, м;
с1и - диаметр кольцевых канавок, м;
й?э - эквивалентный диаметр кольцевого канала, м;
V - объемный расход, м3/с;
С - массовый расход, кг/с;
и - вектор скорости движения, м/с; щ - компонента скорости i= 1, 2, 3, м/с; к - глубина канавки, высота кольцевого выступа, м; к - коэффициент теплопередачи, Вт/м2К;
/ - длина участка теплообмена, м;
Ии - число Нуссельта;
Р - давление, Па;
АР - потеря давления, Па;
Рг - число Прандпя;
(9-тепловой поток, Вт; q - удельный тепловой поток, Вт/м ;
Я - радиус кривизны поверхности, м;

Я - газовая постоянная, Дж/кг К;.
Яе - число Рейнольдса;
Т— температура, К;

> наличие числа Яе в зависимостях, полученных на основе модели прерывистого подслоя, позволило в значительной мере учесть влияние особенностей геометрии каналов на интенсивность теплообмена и трения;
> однако для повышения точности получаемых при этом эмпирических зависимостей, особенно при обработке данных по сопротивлению, кроме Яе, для учета особенностей течения в каналах с дискретно шероховатыми стенками;
> при обработке данных по сопротивлению пластинчатых
теплообменников потребовался также учет влияния эффектов, обусловленного сужением и расширением потока на входе и выходе из каналов, образованных пластинами, с помощью переменной. Данный фактор позволяет учесть влияние специфики компоновки теплообменника на теплообмен и сопротивление пластинчатых
теплообменников;
> слабо выраженное влияние переменной у пластинчатых
теплообменников можно объяснить тем, что у них высота профиля
соизмерима или меньше высоты самого канала (расстоянием между пластинами). При таких условиях течение существенно отличается от течения в каналах с шероховатыми стенками и более заметным становится влияние. Где Яекр -это критическое число Рейнольдса, где скорость на границе пристенного прерывистого подслоя и ядра потока и длина периода (обновления) подслоя [24].
С оценкой эффективности использования в теплообменниках витых труб можно ознакомиться в [22]. Условиями для сравнения объемов теплообменников из витых и гладких труб проводилось стали: подлежали сравнению теплообменники - один с гладкими трубами, а другой с приспособлением усилившим теплообмен. Данные теплообменники отличаются одинаковой тепловой мощностью, расходами теплоносителей,