Влияние турбулентности и неравномерности воздушного потока на теплогидравлические характеристики теплообменников систем кондиционирования воздуха

• Автор: Сынков, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛООБМЕНА И СОПРОТИВЛЕНИЯ ШАХМАТНЫХ ПУЧКОВ ГЛАДКИХ ТРУБ И ТРУБ СО СПЛОШНЫМИ РЕБРАМИ
1.1. Конструктивные особенности теплообменных аппаратов на основе пучков труб со сплошными ребрами.

1.2. Существующие методики обработки результатов исследования

1.3. Экспериментальные и теоретические исследования теплообмена и аэродинамики пучков гладких труб и труб со сплошным оребрением
1.3.1. Расчетные зависимости, данные экспериментов и фирмпроизводителей для определения коэффициента теплоотдачи с оребренной стороны теплообменников.
1.3.2. Расчетные зависимости, данные экспериментов и фирмпроизводителей для определения коэффициента сопротивления с оребренной стороны теплообменников.
1.3.3. Влияние геометрии исследуемых поверхностей и компоновки аппарата на теплообмен и аэродинамику

1.3.4. Влияние состояния набегающего потока на теплоотдачу

и аэродинамику.
Выводы по главе 1 и постановка задач исследования.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА В ПУЧКАХ ТРУБ СО СПЛОШНЫМИ
РБРАМИ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ СКВ
2.1. Экспериментальная установка
2.1.1. Схема экспериментальной установки.
2.1.2 Рабочий участок установки и основные характеристики
экспериментальных теплообменников.
2.1.3. Измерительное оборудование и компьютеризированный измерительный комплекс
2.2. Методика измерения характеристик потоков теплоносителей
2.3. Оценка погрешностей измерений
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТЕПЛООБМЕНУ И АЭРОДИНАМИКЕ, ОБРАБОТКА ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3.1. Методика обработки экспериментальных данных
3.2. Результаты проведения экспериментов
3.2.1. Результаты исследования теплообмена
3.2.2. Результаты исследования аэродинамического сопротивления.
3.3. Анализ результатов экспериментов.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА И АЭРОДИНАМИКИ В ПУЧКАХ ГЛАДКИХ И ОРЕБРЕННЫХ ТРУБ
4.1. Теплообмен шахматных пучков труб со сплошными ребрами.
4.1.1. Теплоотдача глубинных рядов шахматных пучков труб со сплошными ребрами, анализ влияния геометрии исследуемых поверхностей
4.1.2. Анализ влияния турбулентности, неравномерности воздушного потока и количества рядов на теплоотдачу шахматных пучков труб со сплошными ребрами.
4.1.3. Анализ компоновки аппарата на теплообмен в шахматных пучках труб со сплошными ребрами.
4.2. Аэродинамическое сопротивление шахматных пучков труб со сплошными ребрами.
4.2.1. Сопротивление глубинных рядов шахматных пучков труб со сплошными ребрами, анализ влияния геометрии исследуемых поверхностей.
4.2.2. Анализ влияния турбулентности, неравномерности воздушного потока и количества рядов на сопротивление шахматных пучков труб со сплошными ребрами
4.3. Оценка потенциала энерго и ресурсосбережения по результатам исследования
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Установлено, что в зависимости от схемы соединения отличие по теплообмену достигает . Предложена поправка для расчетов, учитывающая влияние схемы соединения трубок. Практическая ценность. Полученные обобщенные зависимости по теплообмену и сопротивлению пучков труб со сплошными ребрами могут быть использованы при расчете теплообменников СКВ и другого теплотехнического оборудования. Введены поправки, позволяющие учитывать при расчетах такие факторы как степень турбулентности, степень неравномерности набегающего потока и схемы движения теплоносителей, оказывающие существенное влияние на работу теплообменников с количеством рядов труб менее четырех. А также позволяют снижать капитальные и эксплуатационные затраты и проектировать теплообменные поверхности с различными геометрическими параметрами. Использованный в работе метод измерения неравномерности профиля скоростей и его степени турбулентности может применяться на реальных объектах для определения условий работы теплотехнического оборудования, поскольку предполагает использование широко распространенных термоанемометров типа ТТМ2, а не сложных и дорогих измерительных комплексов. Апробация работы. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Москва г. Третьей и четвертой Российских национальных конференциях по теплообмену. Интенсификация теплообмена, Москва , Вынужденная конвекция однофазной жидкости, Москва г. Второй международной научнотехнической конференции Современные энергосберегающие тепловые технологии сушка и тепловые процессы СЭТТ, Москва г. Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в опубликованных работах. Структу ра и объем работы. Диссертация объемом 6 страниц состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименования, и приложений, включая рисунки и таблицы. Настоящая работа выполнена в Московсом Энергетическом Институте Техническом Университете на кафедре Тепломассообменных процессов и установок под руководством к. В.И. Косенкова. Автор выражает глубокую благодарность к. В.И. Косенкову, к. А. Л. Ефимову и всему коллективу кафедры ТМПУ МЭИ ТУ за помощь в проведенных исследованиях в области конвективного теплообмена и аэродинамики, а также руководству ООО ВЕЗА, ООО НималКлимат, ООО ВИЛО РУС, ООО ВВСоп8иШп за помощь при создании экспериментальной установки. ГЛАВА 1. Типы поверхностей теплообмена, используемых для современных агрегатов, применяемых в теплотехническом оборудовании, системах кондиционирования воздуха СКВ и других технических системах, связанных с обработкой воздуха, на сегодняшний день очень разнообразны . Одним из наиболее распространенных типов является поверхность теплообмена на основе пучков труб со сплошными ребрами. Для интенсификации теплообмена часто применяются пластины оребрения с применением различных турбулизаторов потока, представленные на рис 1. Глд . В а. Рис. Теплопередающие поверхности теплообменников на базе пучков труб со сплошными пластинами оребрения а пластины жалюзийного типа б пластины с локальными турбулизаторами в пластины разделенные между рядами г пучок труб с гладкими сплошными пластинами г пластины с волнистыми гофрами е пластины с зигзагообразным гофрированием
Рис. Фотографии оребряющих пластин с турбулизаторами а пластины орсбрспия с жалюзийными турбулизаторами. Геометрические размеры поверхностей теплообмена различных производителей находятся обычно в следующих диапазонах внешний диаметр трубок 6 мм поперечный и продольный шаги расположения трубок мм шаги оребрения Н мм толщина пластин оребрения 0,1И мм. Вид турбулизаторов, их геометрические размеры и плотность расположения варьируется производителями в широких пределах, поэтому указать их геометрические характеристики проблематично. Более подробно геометрические размеры рассматриваемых в работе поверхностей приведены в приложении 1. Основные определяющие геометрические параметры для поверхностей теплообмена на базе пучков труб со сплошным оребрением приведены на рис. Для дополнительной интенсификации теплообмена можно дополнительно гофрировать переднюю кромку пластин оребрения рис. Рис.