Моделирование теплообмена в криволинейных каналах с кольцевыми турбулизаторами

• Автор: Огурцова, Эльвира Рашитовна
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Методы интенсификации теплообмена

1.2. Сравнение эффективности различных способов интенсификации теплообмена в трубах

1.3. Гидродинамика и теплообмен в криволинейных каналах

1.4. Выводы и задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРОДИНАМИКИ В КРИВОЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХ

С КОЛЬЦЕВЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ

2.1. Теоретические предпосылки

2.2. Постановка задачи
2.3. Численный подход к решению задачи
2.4. Методика расчета конвективного теплообмена и гидравлического сопротивления в криволинейных каналах с кольцевыми турбулизаторами
2.5. Анализ полученных результатов
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В КРИВОЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХ
С ТУРБУЛИЗАТОРАМИ
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Экспериментальные модели
3.3. Методика проведения эксперимента и обработка опытных данных
3.4. Основные результаты экспериментальных исследований, определение критерия Нуссельта и коэффициента гидравлического сопротивления
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ
4.1. Мобильная система подогрева воды нагревателем
индукционного типа
4.2. Устройство и работа нагревателя индукционного типа
4.3. Экспериментальные исследования работоспособности системы
подогрева дизеля локомотива
4.4. Расчет годовой эффективности
4.5. Основные результаты экспериментальных исследований
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Цель работы - оценка эффективности теплоотдачи в криволинейных каналах с кольцевыми турбулизаторами. Разработаны конструкция теплообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами в криволинейных каналах для электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа и система автономного подогрева дизеля локомотива, новизна которых подтверждена патентами на полезную модель. Результаты численного моделирования процессов гидродинамики и теплообмена в криволинейных каналах с кольцевыми турбулизаторами могут быть использованы проектными организациями при создании энергоэффективного теплотехнологического оборудования. Методика расчета гидродинамики и теплообмена при использовании кольцевых турбулизаторов в криволинейных каналах энергетических установок используется в ОАО «Воронежэнергоремонг» и ООО «Вэкс-Энерго» (г. Воронеж) при модернизации кожухотрубиых теплообменных аппаратов. Экспериментальные данные по гидродинамике и теплообмену в криволинейных каналах с кольцевыми турбулизаторами и запатентованные технические решения используются при разработке автономной системы индукционного подогрева водяной системы дизеля локомотива 2ТЭ6 (ЮВЖД - филиал ОАО «РЖД», г. Елец). Результаты используются в учебном процессе на кафедре "Теоретическая и промышленная теплоэнергетика" Воронежского государственного технического университета. Достоверность результатов исследований обеспечивается: использованием апробированных базовых математических моделей, подходов и допущений, основанных на фундаментальных законах тепломассопереноса, а также современных методов теоретических исследований; использованием аттестованных измерительных средств, автоматизированных систем регистрации и обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени; согласованностью теоретических результатов с собственными экспериментальными данными и данными других авторов. Апробация работы. Авиакосмические технологии», Воронеж, г. XV Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева, Калуга, г. Москва г. Четвертая Российская национальная конференция по теплообмену, Москва, г. IV Международная научно-технической конференция «СИНТ’». Разработка, производство и эксплуатация турбо-, электронасосных агрегатов и систем на их основе, Воронеж г. Публикации: по теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 5 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 2 патента на полезную модель. Структура и объем работы: работа состоит из введения, четырех глав и списка использованных источников. Работа изложена на 1 страницах машинописного текса, содержит рисунка, 5 таблиц. Список использованных источников включает наименований. ГЛАВА 1. При конструировании большинства теплообменных аппаратов стоит задача: добиться минимальных габаритов и массы аппарата при заданных суммарном тепловом потоке, гидравлических потерях, температурах и расходах теплоносителей. Если поверхность теплообмена и конструкция аппарата выбрана, то заданные условия однозначно определят габариты и массу теплообменного устройства, а также и температуру стенки. Естественным следствием этого является стремление выбрать такую форму теплопередающей поверхности, чтобы в единице объема поверхность теплообмена была максимальной. В каждом конкретном случае это стремление ограничено соображениями надежности, технологичности и удобства эксплуатации конструкции теплообменного аппарата. В результате учета всех соображений и требований получаем некоторое компромиссное решение. Следовательно, выбор тсплообменной поверхности - один из важнейших моментов создания любого теплообменного устройства. Лучшей будет та поверхность, которая при прочих равных условиях обеспечит наибольший тепловой поток с единицы поверхности теплообменного аппарата, то есть наибольший коэффициент теплоотдачи. Поэтому интенсификация теплообмена в каналах - реальный путь к уменьшению габаритов и массы теплообменного устройства и к снижению температуры стенок. Известно много методов интенсификации теплообмена в трубчатых теплообменных аппаратах.