Теплоотдача и гидравлическое сопротивление каналов с непрерывной по длине закруткой при одно- и двухфазных течениях

• Автор: Ильин, Георгий Константинович
• Шифр специальности: 01.04.14, 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Особенности течения и теплообмена в каналах с закруткой.

1.1.1. Теплоотдача каналов с закруткой при однофазных течениях.

1.1.2. Теплоотдача каналов с закруткой при кипении.

1.1.3. Гидравлическое сопротивление каналов с закруткой

1.2. Влияние входных условий на течение и теплообмен в каналах.

1.3. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление кольцевых каналов.

1.3.1. Теплоотдача кольцевых каналов.

1.3.2. Гидравлическое сопротивление кольцевых каналов

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
2.1. Экспериментальный стенд для исследования геплогидравлических характеристик кипящих потоков
2.2. Экспериментальные участки.
2.3. Система измерений.
2.4. Методика проведения эксперимента
2.5. Методика обработки экспериментальных данных.
2.6. Оценка погрешностей экспериментальных исследований
2.7. Тестовые опыты по теплоотдаче каналов различной формы.
ГЛАВА 3. ВЫНУЖДЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ И НАЧАЛО КИПЕНИЯ В ТРУБАХ СО ВСТАВЛЕННОЙ СКРУЧЕННОЙ ЛЕНТОЙ И
РАЗЛИЧНЫМИ УСЛОВИЯМИ ВХОДА.
3.1. Теплоотдача труб со вставленной скрученной лентой и различными условиями входа
3.2. Гидравлическое сопротивление труб со вставленной скрученной лентой и различными условиями входа
3.3. Особенности поверхностного кипения в трубах со вставленной
скрученной лентой и различными условиями входавыхода.
ГЛАВА 4. ТЕПЛООТДАЧА И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛОВ С ЗАКРУТКОЙ ПРИ ОДНОФАЗНОМ ТЕЧЕНИИ.
4.1. Теплоотдача кольцевых каналов с закруткой потока.
4.1.1. Выбор определяющих параметров
4.1.2. Теплоотдача на вогнутой стенке кольцевых каналов с закруткой
4.1.3. Теплоотдача на выпуклой стенке кольцевых каналов с закруткой
42. Гидравлическое сопротивление кольцевых каналов с закруткой
потока
ГЛАВА 5. КИПЕНИЕ. В КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛАХ С ЗАКРУТКОЙ
5.1. Поверхностное кипение в кольцевых каналах с закруткой.
5.1.1. Особенности поверхностного кипения в кольцевых каналах с закруткой при высоких давлениях Р9.8. .3 МПа
5.1.2. Особенности поверхностного кипения в кольцевых каналах с закруткой при низких давлениях Р0.1 .0.5 МПа
5.2. Развитое кипение в кольцевых каналах с закруткой
5.2.1. Особенности развитого кипения в кольцевых каналах с закруткой при высоких давлениях Р9.8. .3 МПа
5.2.2. Особенности развитого кипения в кольцевых каналах с закруткой при низких давлениях Р0.1 .0.5 МПа
5.3. Визуализация адиабатного двухфазного течения в кольцевых
каналах с закруткой
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫ ВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Казань, , на Всероссийской межвузовской научнотехнической конференции Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий г. Казань, , на IV Российской национальной конференции по теплообмену г. Москва, , на XVI Школесеминаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. СанктПетербург, , на 5ой научной школеконференции Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики Украина, г. Алушта, , на 5ой Балтийской конференции по теплообмену г. СанктПетербург, , на Третьей международной конференции Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках г. Москва, . По материалам диссертации опубликовано печатных работ 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 4 доклада в сборниках трудов конференций и 4 тезиса доклада. ГЛАВА 1. Эффективность интенсификации теплосъема с помощью закрутки потока определяется геометрическими характеристиками завихрителя, режимом течения жидкости, качеством поверхности канала. В настоящее время накоплено большое количество экспериментального материала по тепломассообмену и гидравлическому сопротивлению при течении закрученного потока жидкости или газа в каналах , , , , , , , , , , , . Многообразие способов закрутки потока лопаточными завихрителями на входе в канал, тангенциальным подводом, ленточными и шнековыми завихрителями и т. Завихрители в виде скрученной ленты исследовались во многих теоретических и экспериментальных работах. Эти исследования выполнялись на разных жидкостях и при различных экспериментальных параметрах для однофазных, двухфазных и двухкомпонентных потоков с целью изучения влияния вставок и скрученной ленты на процессы теплообмена. Очень большое количество информации по этому вопросу содержится в обзорах исследований интенсификации теплоотдачи , , и в специальных обзорах 8, 7. Эти обзоры и библиография из работы 0 показали, что вопрос о влиянии завихрителей из скрученной ленты на коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции и кипящей насыщенной жидкости еще требует выяснения. Имеющиеся экспериментальные данные ограничены по объему и носят противоречивый характер. Рис. Воздействие скрученной ленты на гидродинамические и тепловые характеристики в канале при течении однородной жидкости принципиально протекают так же, как в змеевике, т. Движение жидкости в таких криволинейных каналах имеет сложный характер. Массовая сила изменяется в поперечном сечении канала, что приводит к возникновению парного вихря. В центральной части сечения канала жидкость перемещается от оси изгиба канала, а около верхней и нижней поверхностей к оси изгиба. Одновременно частицы движутся вдоль оси трубы, и, следовательно, их траектории имеют форму винтовой линии, кривизна которой увеличивается с уменьшением радиуса изгиба канала. На основании теоретического исследования Дин 3 нашел, что в змеевике с круглым сечением эти струйки находятся от оси трубы на расстоянии, составляющем ее радиуса. Характер и интенсивность вторичных течений первого рода макровихрей в поперечном сечении канала в значительной мере зависят от формы поперечного сечения канала рис. Рис. В канале квадратного сечения поперечная циркуляция аналогична циркуляции в круглой трубе. В канале прямоугольного сечения с радиальным расположением большей стороны прямоугольника изменение центробежной силы более значительно, чем в каналах с сечением другой формы. Поэтому в таких каналах наблюдается повышенная интенсивность вторичных течений первого рода. В канале прямоугольного сечения с радиальным расположением меньшей стороны прямоугольника изменение центробежной силы незначительно, поэтому вторичные течения первого рода возникают только в небольшой зоне около короткой стенки канала. Такое течение имеет место в кольцевых каналах с непрерывной закруткой потока с отношением диаметров стенок близкому к единице. Одновременно с этим значительную роль начинают играть вторичные течения второго рода, образующиеся около криволинейной поверхности рис. ГертлераТейлора, что подтверждено в 1.