Теплообмен и гидродинамика при конденсации в термосифонах в режиме двухфазной смеси

• Автор: Мокляк, Василий Феодосьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 264 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список условных обозначений и индексов

Введение

Глава I. Анализ исследований теплообмена в зоне

конденсации термосифонов .

1.1. Направления применения термосифонов для совершенствования теплообменников .

1.2. Анализ исследований теплообмена при конденсации

в замкнутых термосифонах .

1.3. Теплообмен при конденсации в динамическом двухфазном слое барботажных аппаратов . .

Выводы к главе I и постановка задач исследования

Глава 2. Экспериментальные установки и методики исследования гидродинамики и теплообмена при конденсации .
2.1. Экспериментальная установка и рабочие участки
для исследования теплообмена при конденсации .
2.2. Методика проведения исследований теплообмена
при конденсации в термосифонах
2.3. Экспериментальные установки для исследования объемного паросодержания .
2.4. Анализ погрешностей измерений .
2.4.1. Расчет ошибки измерения коэффициентов
при конденсации.
2.4.2. Оценка погрешностей измерения среднего
объемного паросодержания
Глава 3. Исследование среднего объемного паросодержания и его распределения по высоте динамического двухфазного слоя
3.1. Исследование распределения объемного паросодержания по высоте двухфазного слоя8
Стр.
3.2. Анализ влияния на величину среднего объемного паросодеркания геометрических,режимных параметров и рода промежуточного теплоносителя . .
3.3. Обобщение опытных данных .
Глава 4. Исследование интенсивности теплообмена при
конденсации паров в замкнутых термосифонах .
4.1. Исследование теплообмена при конденсации чистых паров в условиях замкнутых двухфазных термосифонов
4.2. Обобщение опытных данных по конденсации чистых паров в вертикальных термосифонах .
4.3. Исследование теплообмена в зоне конденсации замкнутых термосифонов в условиях затопления
ее двухфазной смесью
4.4. Обобщение опытных данных по конденсации паров промежуточных теплоносителей из динамического двухфазного слоя
Выводы к главе 4.
Глава 5. Исследование, разработка и испытание новых
конструкций термосифонов и аппаратов на их основе. Методика теплового расчета .
5.1. Исследование и разработка методов интенсификации теплообмена в зоне конденсации термосифонов
и расширения пределов их работоспособности . .
5.2. Разработка термосифонов усовершенствованных
и безопасных конструкций
5.3. Разработка аппаратов на основе замкнутых термосифонов
5.3.1. Развитие и совершенствование конструкции
теплообменника для регенерации абсорбентов .
Стр.
5.3.2. Трубчатая нагревательная печь .
5.3.3. Печь для нагрева газов .
5.4. Заводские испытания подогревателя диэтиленгли
коля на основе замкнутых термосифонов .
5.5. Методика теплового расчета термосифонов применительно к условиям работы трубчатых печей и огневых подогревателей
Выводы к главе 5.
Заключение
Литература


В работе Ларкина 2 впервые было обращено внимание на тот факт,что на закономерности теплообмена большое влияние оказывает уровень заполнения термосифона промежуточным теплоносителем, длина транспортного участка. Представленные им результаты свидетельствуют о том, что коэффициенты теплоотдачи при конденсации в вертикальном термосифоне могут превышать рассчитанные по формуле Нуссельта в несколько раз. К сожалению этими данными трудно воспользоваться, так как они отражают лишь тот факт, что по какимто причинам относительные коэффициенты теплоотдачи изменяются в широких пределах 0аи в одном и том же диапазоне температур. Можно согласиться с объяснением автора аномально высоких коэффициентов теплоотдачи капельной конденсацией, если учесть то обстоятельство, что опыты на воде проводились после фреона, который мог иметь примеси масла, остающегося на стенках конденсатора, и вызывающего очаги капельной конденсации. Рис. Сопоставление средних коэффициентов теплоотдачи при конденсации в термосифонах с известными данными по конденсации движущегося и неподвижного пара. I для прямотока пленки жидкости и пара по данным П решение Нуссельта для конденсации на вертикальной пластине в условиях противотока пленки . Ш по данным 1Упо данным У данные . По утверждению самого автора эксперименты не привели к получению точных соотношений для расчета коэффициентов теплоотдачи. В работе 4 проводились исследования теплообмена в зоне конденсации на термосифонах с торцевым отводом и подводом тепла длиной 0,4 м, диаметром мы как в вертикальном, так и в наклонном положениях. Опыты проведены на воде, аммиаке и этаноле. Автор утверждает, что интенсивность теплообмена не зависит от степени заполнения ЗДТ, с чем можно согласиться, т. При изменении угла наклона от вертикального к горизонтальному, происходит увеличение коэффициентов теплоотдачи, что объяснено улучшением условий стекания пленки с поверхности охлаждения. Так как в процессе экспериментов было обнаружено, что рост коэффициентов теплоотдачи происходит до какогото угла наклона, зависящего от степени заполнения, геометрии полости, термодинамического состояния теплоносителя и др. Проведенные исследования показали, что в данных условиях для расчета теплообмена при конденсации внутри вертикальных ЗДТ могут быть использованы общепринятые зависимости в соответствии с теорией Нуссельта для пленочной конденсации на плоской пластине. Известно, что решение Нуссельта получено для условий конденсации неподвижного пара. Таким образом, можно сделать вывод, что в этих исследованиях скорость движения пара имела относительно небольшое значение. Аналогичные выводы сделаны также рядом других
исследователей ,,,,7 . Вместе с тем большой интерес представляет процесс конденсации в термосифонах с учетом влияния скорости движущегося навстречу пленке потока пара. При этом толщина пленки увеличивается и интенсивность теплоотдачи может уменьшаться ,,5 . Повышение скорости парового потока может привести к увлечению пленки паром и даже к ее уносу. В этом случае теплоотдача должна возрасти. Экспериментальное исследование термосифонов показывает, что процессы конденсации в них можно подразделять на конденсацию неподвижного пара и конденсацию пара, скорость которого оказывает влияние на теплоотдачу. Четких границ такое деление не имеет. Для разграничения процессов конденсации неподвижного и движущегося водяного пара в вертикальном термосифоне в была предпринята попытка воспользоваться параметром теплообмена, характеризующим процесс конденсации движущегося пара в трубах . В работе указывается, что если 7, теплообмен при конденсации в термосифонах подчиняется основным положениям теории Нуссельта для пленочной конденсации неподвижного пара. При р 7 воздействие скорости пара на пленку увеличивается, толщина ее вследствие торможения растет и теплоотдача ухудшается. В случае, если параметр 1р , возникает срыв пленки конденсата и ее унос, и относительный коэффициент теплоотдачи начинает расти. Так как диапазон параметров р автором не исследован, последний вывод носит предположительный характер.