Разработка и исследование рекуперативных и радиационно-конвективных теплообменных аппаратов с текстильными теплопередающими поверхностями

• Автор: Кирокосян, Каринэ Александровна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение.
Глава 1. Экспериментальное исследование переноса теплоты в теплообменнике с текстильной теплопередающей поверхностью

1.1. Рекуперация низкопотенциальной теплоты в теплообменных

аппаратах.
1.2. Экспериментальное исследование коэффициента теплопроводности текстильных материалов.

1.2.1. Исследование теплопроводности методом плоского слоя.

1.2.2. Исследование теплопроводности методом регулярного режима.

1.2.3. Определение погрешностей при измерении теплопроводности

1.3. Рекуператор с текстильной теплообменной поверхностью

1.3.1. Конструкция теплообменника

1.3.2. Лабораторный стенд для испытаний теплообменника
1.3.3. Методика и результаты теплотехнических испытаний
1.4. Определение средней теплоотдачи методом Вильсона.
1.5. Эффект интенсификации теплообмена в текстильных каналах.
Глава 2. Экспериментальное исследование радиационноконвективного
теплообменника с текстильной поглощающей поверхностью.
2.1. Характеристики радиационноконвективных теплообменников.
2.2. Конструкция и технология изготовления опытного образца
радиационноконвективного теплообменника
2.3. Лабораторные стенды для испытания теплообменников
2.3.1. Стендимитатор солнечного излучения.
2.3.2. Универсальный теплогидравлический стенд
2.4. Исследования теплофизических характеристик сотового поликарбоната
2.5. Результаты лабораторных испытаний теплообменника с текстильной трубчатой панелью.
2.5.1. Определение КПД теплообменника
2.5.2. Непосредственные измерения коэффициента потерь
2.6. Результаты испытаний теплообменника в натурных условиях.
Глава 3. Математическое моделирование характеристик теплообменника с трубчатой поглощающей панелью
3.1. Выбор схемы движения жидкости в панели теплообменника.
3.1.1. исхема движения теплоносителей.
3.1.2. 2схема движения теплоносителей.
3.1.3. Результаты гидравлических расчетов для и 2схем
3.2. Оптимизация расположения каналов в трубчатой панели
3.3. Расчет коэффициента тепловых потерь
Глава 4.Экономическая эффективность теплообменника с текстильной
поглощающей поверхностью
4.1. Критерии оценки эффективности в энергосбережении
4.2. Расчет эффективности утилизации теплоты в системе ГВС
4.3. Расчет эффективности радиационноконвективного теплооб
менника для системы ГВС.
Основные результаты и выводы
Список литературы


Учитывая вышеизложенное, диссертационная работа, посвященная разработке новых эффективных конструкций теплообменников на основе текстильных материалов и исследованию протекающих в них процессов теплопереноса является актуальной. Тематика работы соответствует планам научно-исследовательских работ кафедры «Промышленная теплоэнергетика» МГТУ им. А.Н. Косыгина и определена заданиями Министерства образования и-науки-РФ, а также грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 8. ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка и исследование теплообмениых аппаратов с текстильными поверхностями теплообмена для эффективного’ преобразования, низкопотенциальной теплоты как искусственного, так и естественного происхождения. Исследовать технические и технологические возможности эффективного применения современных текстильных материалов в качестве теплопередающих поверхностей теплообменников. Разработать и создать опытные образцы рекуперативных и радиаци-онно - конвективных теплообменников на основе текстильных и полимерных материалов, обеспечивающих заметное улучшение технико-экономических и эксплуатационных показателей по сравнению с традиционным теплообменным оборудованием. Разработать и создать лабораторные стенды для экспериментального исследования теплотехнических характеристик опытных образцов этих теплообменников. Разработать математические модели, описывающие процессы переноса в радиационно-конвективных теплообменниках из текстильных материалов и позволяющие проводить инженерные расчеты и оптимизацию параметров таких теплообменников. Определить технико-экономические показатели теплообменников с теплопередающими поверхностями из текстильных материалов. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые созданы опытные образцы теплообменников для утилизации низкопотенциальной теплоты с трубчатыми теплообменными поверхностями из текстильных материалов. По сравнению с традиционными конструкциями их отличают лучшие эксплуатационные и технико-экономические показатели, низкая удельная масса. Экспериментально исследованы теплотехнические характеристики этих теплообменников при ламинарных режимах течения воды в текстильных каналах и дана количественная оценка их энергетической эффективности. Обнаружен эффект интенсификации конвективного теплообмена при омывании жидкостью текстильной поверхности; установлено, что средние коэффициенты теплоотдачи при ламинарном течении воды в текстильных каналах в 2,1 — 2,3 раза превышают соответствующие значения для гладких труб. Разработаны математические модели, с помощью которых проведены расчеты распределения потоков жидкости в каналах трубчатой панели радиационно-конвективного теплообменника, а также оптимальной конфигурации этой панели, обеспечивающей максимальное поступление на неё лучистого теплового потока. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Разработаны новые образцы теплообменников на основе текстильных и полимерных материалов для утилизации низкопотенциальной теплоты. Создан ряд опытных установок и лабораторных стендов для экспериментального исследования характеристик теплообменников с текстильными теплопередающими поверхностями. Определены характеристики, практически важные при эксплуатации теплообменников, а именно: коэффициенты теплоотдачи в каналах и коэффициенты теплопередачи; тепловые потоки; КПД и приведенный коэффициент потерь. Результаты работы могут быть использованы при проектировании современного теплоутилизационного оборудования, работающего в области умеренных температур. Лабораторные стенды могут служить студентам кафедры «Промышленная теплоэнергетика» МГТУ им. А.Н. Косыгина в качестве учебной базы при изучении курсов «Тепломассообменное оборудование предприятий» и «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», а также при выполнении. ДОСТОВЕРНОСТЬ основных научных положений и выводов работы обусловлена применением современных методов исследования тепловых процессов, включая их физическое и математическое моделирование, воспроизводимостью результатов экспериментов, анализом их погрешностей, использованием метрологически аттестованных приборов. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.