Моделирование теплогидравлических процессов и разработка методики обобщения данных по эффективным теплообменникам

• Автор: Бережная, Ольга Константиновна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Содержание

Основные обозначения

Введение
Глава 1. Современное состояние исследований по расчету теплообмена и сопротивления в профилированных каналах и пластинчатых теплообменниках.
1.1. Анализ экспериментальных данных по теплообмену и гидравлическому сопротивлению в профилированных трубах и каналах
1.2. Современные методы расчета теплообмена и гидравлического сопротивления в профилированных трубах и каналах на основе моделей процессов переноса.

1.3. Влияние геометрии канала на теплообмен и сопротивление

1.4. Эмпирические зависимости по теплообмену и гидравлическому сопротивлению каналов пластинчатых теплообменников.

1.5. Выводы и постановка задачи исследования

Глава 2. Гидравлическое сопротивление и теплообмен при турбулентном обтекании пластины и развитом турбулентном течении в трубе. Вывод зависимости по гидравлическому трению и теплообмену на основе модели прерывистого подслоя
2.1. Пограничный слой при продольном обтекании пластины.
2.1.1.Трение при продольном обтекании пластины.
2.1.2 Теплообмен при продольном обтекании пластины
2.2 Изотермическое установившееся течение в трубе
2.2.1 .Трение при развитом течении в трубе.
2.2.2. Теплообмен при гидродинамически стабилизированном и термически развитом 5 К, 5, К течении в трубе
2.3. Структура ламинарного подслоя.
2.3.1. Оценка протяженности зоны рециркуляции.
2.3.2. Оценка протяженности зон присоединения, безотрывного обтекания и рециркуляции.
2.4. Связь температурного и скоростного турбулентных профилей при Рг Ф 1
2.4.1. Вывод зависимости по теплообмену при обтекание пластины с учетом связи скоростного и температурного профилей.
2.4.2. Вывод зависимости по теплообмену при течении в трубе с учетом связи скоростного и температурного профилей .
Глава 3. Обобщение опытных данных по теплообмену и сопротивлению на основе модели прерывистого подслоя.
3.1. Общий вид степенной зависимости для теплообмена и сопротивления
3.2. Методика обобщения опытных данных по теплообмену и сопротивлению профилированных поверхностей степенными зависимостями
3.3. Результаты обобщения опытных данных для профилированных поверхностей
3.3.1. Аппроксимация опытных данных по теплообмену.
3.3.2. Аппроксимация опытных данных по сопротивлению
3.4. Анализ полученных результатов.
3.5. Методика обобщения опытных данных по сопротивлению профилированных поверхностей с использованием подхода к шероховатым трубам
3.6. Аппроксимация опытных данных но сопротивлению . оо
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Применение модели прерывистого подслоя для получения обобщающих зависимостей по теплообмену и сопротивлению ленточнопоточных и сетчатопоточных теплообменников.
4.1. Исходные данные. Выбор основных критериев формы каналов
4.2. Обобщение опытных данных по теплообмену и сопротивлению
4.3. Анализ результатов и выводы по главе.
Заключение
Литература


Полученные обобщенные зависимости по теплообмену и сопротивлению каналов пластинчатых теплообменников, широко применяющихся в настоящее время в технологии, схемах тепловых пунктов промышленных предприятий и объектов жилищнокоммунального хозяйства, могут быть использованы при расчете и подборе теплотехнического оборудования. Апробация работы. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Москва г. Первой Всероссийской школесеминаре молодых ученых и специалистов. Энергосбережение теория и практика, Москва г. Третьей Российской национальной конференции но теплообмену. Вынужденная конвекция однофазной жидкости, Москва г. Второй всероссийской школесеминаре молодых ученых и специалистов. Энергосбережение теория и практика, Москва г. Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в 8 опубликованных работах. Структура и объм работы. Диссертация состоит из введения, четырх глав, заключения, списка литературы, состоящего из наименований, и приложения. Общий объм диссертации составляет 6 страниц, включая рисунки, таблицы и приложения. Настоящая работа выполнена в Московском Энергетическом Институте Техническом Университете на кафедре Тепломассообменных процессов и установок под руководством профессора, к. А.Л. Ефимова. Автор выражает глубокую благодарность к. АЛ. Ефимову и всему коллективу кафедры ТМГ1У МЭИ ТУ за помощь, оказанную при работе над кандидатской диссертацией. Глава 1. В главе проведн обзор и анализ экспериментальных данных из литературных источников по теплообмену и гидравлическому сопротивлению каналов с профилированными поверхностями, а также используемых в инженерной практике методик расчета теплообмена и сопротивления таких каналов. Существует большое количество данных по интенсифицированным поверхностям нагрева, расчет теплообмена и сопротивления для которых проводят преимущественно по эмпирическим зависимостям. В подавляющем большинстве случаев рекомендуемые расчетные зависимости получены по результатам экспериментов на опытных или находящихся в эксплуатации штатных установках. Модели, позволяющие, даже приблизительно, оценить характеристики вновь создаваемых поверхностей без проведения эксперимента, практически отсутствуют. Основная проблема, затрудняющая создание моделей, отсутствие в литературных источниках достаточной информации о геометрии исследованных поверхностей. Так, например, в 1 Э. К. Калинин и др. И глубина канавки, мм длина трубок. Для более точного учета влияния геометрических параметров на теплообмен и сопротивление не хватает, по крайней мере, радиуса кривизны канавки. Помимо этого, графики зависимости теплообмена и сопротивления от числа Рейнольдса приведены только для четырех типов поверхностей, которых может оказаться недостаточно для выявления влияния дополнительных геометрических факторов. Таблица 1. Характеристики пучков труб с кольцевыми канавками. Выполненный авторами 1 анализ полученных ими опытных данных, показал, что данные можно обобщить едиными зависимостями для различных I, если ввести безразмерные параметры накатки канавок и . При этом для ,л и использовался вид зависимостей, полученных для пучка 1,2. По мнению авторов 1 , при ламинарном течении канавки заполнены неподвижной жидкостью и не влияют на теплоотдачу и гидравлическое сопротивление. Теплоотдача начинает расти по сравнению с гладкотрубным пучком при , причем тем больше, чем больше . Постепенно с ростом турбулентное течение стабилизируется и все больше проникает в узкие части ячеек, а вихри охватывают весь периметр канавок. В области стабилизированного течения 2 мощность вихрей и интенсивность выработки на их верхней границе турбулентных пульсаций, повидимому, совпадает с ростом естественной турбулентности в окрестности стенки при увеличении . Поэтому становится примерно постоянным, а продолжает расти. Для 0,4 1,2 и 0,9 0, рост начинается при 3,6 ,8 0 а стабилизация происходит при 2 4,7 , i,г 4. Эти же зависимости приближенно справедливы и для пучков с 1, 1,5. Числа i и 2 увеличиваются с уменьшением глубины накатки и почти не зависят от шага накатки рис.