Разработка методики оптимизации рекуперативных теплообменников по обобщенным характеристикам и средней скорости потока

• Автор: Бекманис, Иварс Волдемарович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Рига
• Количество страниц: 195 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .

ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА I. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ. ВЫБОР ОПРЕДЕЛЯЮЩЕГО РАЗМЕРА И СКОРОСТИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАНАЛЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Методы сравнения конвективных теплообменных поверхностей

1.2. Методы техникоэкономической оптимизации теплообменников .

1.3. Выбор определяющего размера к определяющей скорости в каналах теплообменников

1.4. Выводы и постановка задачи исследования .

ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА

2.1 Кожухотрубчатый теплообменник .

2.1.1. Трубное пространство
.2. Межтоубнэе пространство, продольный поток .
2.1.3. Поперечное обтекание пучка гладких труб .
2.2. Спиральный теплообменник
2.3. Пластинчатый теплообменник
2.4. Пластинчаторебристый теплообменник .
2.4.1. Гладкие непрерывные ребра Глр .
2.4.2. Короткие пластинчатые ребра Плр .
2.4.3. Волнистые ребра Вр
Стр.
2.4.4. Балюзийные ребра Жр .
2.4.5. Стерженьковые ребра Стр .
2.5. Пучок труб с пластинчатыми ребрами.
2.6. Пучок труб с круглыми шайбовыми, ребрами
2.7. Сравнение обобщнных геометрических характеристик теплообменников разных классов .
2.8. В ы в о д ы
ГЛАВА 5. ОБОБЩЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕНА Я ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
3.1. Обобщнные характеристики теплообмена .
3.2. Обобщнные характеристики гидравлического сопротивления .
3.3. Сравнение эффективности конвективного теплообмена для теплообменников разных классов ПО
3.4. В ы з о д ы.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЮРМЫ КАНАЛА НА ТЕПЛОТЕХНИ
ЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. формулировка задачи исследования
4.2. Экспериментальная установка
4.3. Методика проведения эксперимента и обработки
опытных данных по теплоотдаче и сопротивлению каналов с переменным проходным сечением
4.3.1. Методика проведения эксперимента .
4.3.2. Методика обраОотки опытных данных
4.4. Результаты эксперимента
4.5. Анализ полученных результатов
4.6. Построение сообщенной зависимости теплоотдачи и гидравлического сопротивления от геометрии
4.6.1. Построение зависимостиц ууз для
поверхностей с постояннш по ходу теплоносителя проходным сечением.
Ыи Г0, ,
4.6.2. Построение зависимости7сьз у5 для
поверхностей с переменным по ходу теплоносителя проходиш сечением .
4.6.3. Построение единой зависимости теплоотдачи и гидравлического сопротивления для поверхностей с переменным и постоянным по ходу теплоносителя проходиш сечением
4.7. Выводы .
ГЛАВА 5. ОБОБЩЕННАЯ МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ПО УДЕЛЬНЫМ ПРИВЕДННЫМ ЗАТРАТАМ. МЕТОДИКА ВЫБОРА ТЕПЛООБМЕННИКА МИНИМАЛЬНОЙ МАССЫ .
5.1. Определение аналитической зависимости удельных приведнных затрат от геометрической характеристики 3 и средней скорости СОср
5.2. Исследование зависимости удельных приведнных затрат от 3 и СОср на ЭВМ.
5.3. Методика выбора теплообменника минимальной массы
5 Обобщнные массовые характеристики теплообменников
5.3.2. Определение оптимальных условий работы теплообменника минимальной массы
5.4. В и в о д ы .
ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


В работах , на основе энергетического коэффициента разработаны методы сравнения гладких и шероховатых труб, получена шкала эффективности теплоотдачи газовых теплоносителей. В для сравнения компактных теплообменных поверхностей применяются параметры отношения затраченной энергии к переданной энергии для единицы теплообменной поверхности и единицы объма. Другое направление создал Л. А.Гухман , предложив метод сравнительной оценки, основанный на прямом сопоставлении таких величин, которые непосредственно характеризуют свойства поверхности нагрева в соответствии с ее назначением. Такими величинами являются количество переданной теплоты и израсходованной энергии, отнеснные к одинаковым промежуткам
времени практически, количество теплоты, передаваемое в единицу времени 5 , и затрачиваемая мощность V и поверхность теплообмена Р . Сопоставляются 2 поверхности. Одна из них служит эталоном, другая является объектом индекс С сравнительной оценки. Кр 9 при . Скорость Ц выделена и входит в уравнение в явном виде как режимный параметр, характеризующий уровень напряженности процесса как в тепловом, так и в гидравлическом отношении. Влияние всех других факторов отражено в суммарной форме через функции ф , , которые, таким ооразом, являются величинами весьма сложными по своей физической природе. Они зависят от геометрических свойств системы, физических свойств теплоносителя и от температурных условий процесса. Обе величины изменяются ещ и в зависимости от скорости, причем эта зависимость выражена сильнее для . Дальше поверхности сравниваются графическим путем. В , разработан метод сравнения развитых поверхностей, основанный на прямом сопоставлении 0, V, Р исследуемой и эталонной поверхности. Сложные поверхности представляются как развитые и деформированные простейшие поверхности. В , сравниваются характеристики поверхностей, изготовленных из гладких трубок и трубок с турбулизаторами. Сравнение производится при . X , С1
В , представлен метод сравнения теплогидравлической эффективности конструкций теплообменных поверхностей в обобщенном виде при равенстве тепловых нагрузок, расходов теплоносителей, потерь давления и температурных параметров. В 6, , выбраны 9 критериев, позволяющих оценить изменение теплоотдачи, гидравлического сопротивления, мощности на перекачку теплоносителя при использовании различных типов оребренных труб для случая омывания однофазной средой теплоносителем . В.М. Кейсом и А. I эффективность К. П.д. Д 1. Эти безразмерные параметры имеют вполне определенный физический смысл. Эффективность выражает соотношение между фактически переданным количеством тепла и тем максимально возможным количеством тепла, которое может быть передано только в идеальном противоточном теплообменнике с бесконечно большой поверхностью теплопередачи. Таким образом, представляет собой эффективность теплообменника с термодинамической точки зрения. Число единиц переноса тепла ыти является безразмерной характеристикой теплообменника с точки зрения возможности передачи тепла. Когда ЛТ является малой величиной, эффективность теплообменника низка, а в области больших значений эффективность асимптотически приближается к пределу, ограниченному схемой движения теплоносителей и ограничениями, вытекающими из термодинамических соображений, рорма, при которой поверхность теплообменника Г и общий коэффициент теплопередачи входят в выражение для ЬТЦ уравнение 1. С . Теплопередача характеризуется числомЫТ. Минин вВ. И Ати разработал диаграмму совмещенных характеристик, предназначенную для выбора поверочного расчта поверхностных водовоздушных теплообменников для систем вентиляции и кондицированкя воздуха. Глазера это соотношение К. П.Д. К.П. Д. в идеальном теплообменнике обобщнный коэффициент полезного действия, по Грассману , определяется как отношение прироста работоспособности теплоЕОспоинимающей среды, к работоспособности затрачиваемой теплоотдающей среды коэффициент использования тепла, предложенный Шэком представляет собой отношение действительно переданного тепла к максимально возможному для данного аппарата.