Интенсификация конвективного теплообмена в промышленных циклонных секционных нагревательных устройствах

• Автор: Осташев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 472 с. : ил.

Введение. Аэродинамика циклонного секционного нагревательного устройства с круглой цилиндрической формой рабочего объема и продольным расположением заготовок. Аэродинамика циклонного секционного нагревательного устройства с круглой заготовкой на оси рабочего объема. Аэродинамика циклонного секционного нафевательного устройства с круглой цилиндрической формой рабочего объема и поперечным расположением заготовок. Особенности аэродинамики циклонного секционного нафевательного устройства с поперечно расположенными заготовка . Влияние на аэродинамику циклонного секционного нафевательного устройства с поперечно расположенными заготовками степени зафузки рабочего объема и диаметра выходного отверстия. Расчет аэродинамических характеристик циклонного секционного нагревательного устройства с поперечным расположением заготовок. Расчет аэродинамических характеристик эллиптического циклонного секционного нагревательного устройства. Решение задачи теплоотдачи на поверхности круглой заготовки методом гидродинамической теории теплообмена.


С увеличением диаметра печи с 0,2 м до 0, м доля конвективного теплового потока на заготовку уменьшалась с до 5,5 . В то же время доли, радиационных тепловых потоков от греющих газовк заготовке и от кладки к заготовке увеличивались соответственно с 3 до и с до,5. Удельное время, нагрева заготовок в1 печах рассмотренной конструкции, и индукционных оказалось соизмеримым. В работах И. Томежека и В. Коморницкого 5, 6 исследование конвективного теплообмена в рабочем пространстве циклонной нагревательной печи печи с сильной циркуляцией 6 выполнено на ее модели с Д. Ьк 0,3 м. Конструкция печи аналогична рассмотренной в публикации 9. Исследовано влияние на теплоотдачу к заготовке высоты входного канала
1,7 . Ыи ас3 IX число Нуссельта Яе упсч с число Рейнольдса упсч средняя скорость в сечении печи 0,к с3Ьк С гвх безразмерный комплекс, учитывающий влияние степени загрузки и геометрии входа на интенсивность теплообмена с 0, 5. Значение коэффициента с 0,9в работе 6, вероятно приведено ошибочно. Ргг0
1. Формула 1. Полученные с использованием математической модели теплопереноса локальные расчетные коэффициенты теплоотдачи на поверхности заготовки, приведенные в работе 6, плохо согласуются с опытными данными. В вышерассмотренных работах результаты исследований представлены с помощью обобщенных переменных, полученных из уравнений движения без учета влияния инерционных массовых сил. Поэтому их авторы, справедливо рассматривая закрутку потока как эффективное средство для повышения уровня организации рабочего процесса, в то же время физически не обосновывают и не учитывают влияние массовых сил на конвективный теплообмен. Это приводит к большому разнообразию обобщенных зависимостей, характерных только для узкой области их возможного применения. Выполненную в публикации 2 обработку опытных данных с использованием в качестве определяющей скорости пф можно рассматривать, как первую попытку обобщить опытные данные по конвективному теплообмену в циклонном устройстве с учетом физических особенностей процесса переноса теплоты в поле центростремительных центробежных массовых сил. Используя рекомендации 5 по выбору критериев подобия, характеризующих воздействие инерционных массовых сил на теплоотдачу, Э. Н. Сабуров и С. Д разность значений максимального и минимального центростремительного ускорений в системе. Кечт иу, Ыт 1. X2г,. В формулах 1. Ул поправочные коэффициенты, зависящие от Кефм или общего уровня тангенциальных скоростей в ядре потока. Х1Хг3г1т,Куггт. Гз безразмерная радиальная координата п постоянная. Л уи
Луш
чт У
где безразмерная координата максимума центростремительного ускорения. После определения 1 и Хг уравнение 1. Ш 1. ЬЬ 1. Далее, ссылаясь на сложность определения сомножителя ПГ, его заменили 0на коэффициент крутки во внешней зоне ядра потока Вр0,7. Ыи 0, ер . Яе Ог, 1. Сг 3 рДу критерий Грасгофа. Формула 1. В рассмотренных работах 0, 0 не приводится убедительных доказательств пропорциональной связи комплексов 7 и ер, что вызывает определенное сомнение в корректности выполненной замены. Комплекс О определяются по условиям квазипотенциальной зоны из условия максимума циркуляции тангенциальной скорости Г 2тгпур, поэтому далее он будет обозначен через А Заметим, что целью использования методики 0 для обработки экспериментальных данных в циклонных секционных нагревательных устройствах, то есть с заготовкой, проходящей через весь рабочий объем камеры, была проанализирована связь между комплексом А и коэффициентом вг9. Фге1г2Ь 3,5 Фг0,1е1. Фг 0,, Ь. Формула 1. Ь ОД. Гт. Погрешность в определении величины А при рассмотренных предельных значениях Ь и наибольшая, но не превышает 8 . Из зависимости 1. А и ег достаточно сложная, а поэтому только в определенных диапазонах изменения значений Грт и Ь комплекс А может быть аппроксимирован рекомендованной в публикации 0 весьма простой зависимостью А1 гр Р постоянная. Поэтому приведенная в работах 9, 6 обработка опытных данных по теплоотдаче на поверхности круглой заготовки, проходящей через весь рабочий объем, с использованием комплекса 8р дает заметное отклонение опытных данных от обобщающей зависимости.