Исследование и разработка струйных рекуператоров для повышения эффективности использования топлива в промышленных печах

• Автор: Скотникова, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.14.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 219 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РЕКУПЕРАТОРАХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1.Сравнение методов интенсификации отвода тепла

от теплообменной поверхности

1.2.Теплообмен при взаимодействии струй с поверхностью анализ литературных данных .

1.3.Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СТРУЙНЫХ СИСТЕМ

2Л.Экспериментальная установка для исследования

моделей струйных рекуператоров.

2.2.Методика проведения экспериментов и обработка полученных данных

2.3.Исследование поля температур теплообменной

поверхности
Выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ РЕКУПЕРАТОРОВ . МЕТОДИКА РАСЧЕТА МОДУЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ РЕКУПЕРАТОРОВ
3.1.Модульный принцип конструктивного решения
струйных рекуператоров .
3.2.Исследование аэродинамики воздушного тракта модульных струйных рекуператоров.
3.3.Экспериментальные исследования теплообмена и аэродинамического сопротивления модульных струйных рекуператоров
3.4.Методика расчета модульных струйных рекуператоров.
3.5.Сравнение эффективности работы рекуператоров .
Выводы.
ГЛАВА 4.ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ МОДУЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ
РЕКУПЕРАТОРОВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Задача турбулизации пограничного слоя решается в основном посредством исскуственного увеличения шероховатости поверхности нагре ва со стороны нагреваемого воздуха. На практике широкое применение имеет турбулизация всего потока воздуха путем оребрения воздушного канала . Эксперименталь -ные исследования /^,, J влияния прерывистых продольных рёбер в воздушном канале на теплообмен и аэродинамическое сопротивление рекуператоров позволили определить оптимальную величину оребрения. Применение оребрения различного типа приводит к увеличению поверхности нагрева, а, следовательно,к росту расхода жаростойких сталей и усложнению изготовления рекуператоров. Значительный научный и практический интерес представляют работы,посвященные исследованию теплообмена и аэродинамического сопротивления при движении воздуха по каналу типа "диффузор-конфу-зор". Интенсификация теплообмена в канале типа "диффузор-конфу-зор" связана с наличием продольных знакопеременных градиентов давления. Одной из наиболее эффективных поверхностей такого типа является несимметричный канал с углом раскрытия диффузоров ^ = °, протяженностью диффузорных участков В = мм,конфузорных -= мм и расстоянием между плоской и фигурной пластинами на входе в диффузорные участки каналов 0 = ,7мм /” ^7. Ыи = 0,8 (? Для пластинчатых теплообменников,где в настоящее время находят применение каналы типа "диффузор-конфузор", в целях достиже -ния большей компактности рекомендуется применять каналы с габаритными размерами меньшими в 5 раз по сравнению с вышеприведенными оптимальными размерами. Интенсивность теплообмена в этих каналах примерно на % больше, чем это следует из известной зависимости ( 1. Среди наиболее эффективных способов увеличения интенсивности теплообмена в рекуператорах перспективным является применение ударного обтекания теплообменных поверхностей системой нормально натекающих осесимметричных струй, обеспечивающее при оптимальных условиях возрастание интенсивности теплообмена в 2-4. Для выяснения вопроса о преимуществе того или иного метода интенсификации теплообмена в высокотемпературных рекуператорах проведем сравнительный анализ различных схем отвода тепла от теплообменной поверхности. Для сопоставления выбраны следующие схемы, приведенные на рис. Рис. Схемы движения потока воздуха в канале, а)-канал с гладкими стенками ; б)-канал с прерывистыми ребрами ; в)-канал типа "диффузор-конфузор" ; г)-струйное натекание воздуха;"пс"-продукты сгорания; "в" - воздух. Расчет аэродинамического сопротивления движения воздуха в плоском канале и канале с ребрами проводится по данным работы И. Е.Идельчика/~_/,в канале типа "диффузор-конфузор"-по уравнениям, полученным А. А.Рушаном и др. Е.П. Дыбаном и А. И.Мазуром в ? Расчет температуры теплообменной поверхности проведен по методике, предложенной Б. П.Тебеньковым? Сравнительная оценка тепловой эффективности рассмотренных методов интенсификации теплообмена в рекуператорах проводится по предложенному В. Сравнение по энергетическому коэффициенту позволяет оцени -вать различные формы конвективных поверхностей при любом обтекании их потоком теплоносителя. Энергетический коэффициент представляет собой отношение количества передаваемого воздуху тепла к затратам энергии на преодоление сопротивления движению теплоносителей,выраженных в тепловых единицах^8. Е “ Л//тсД ЛЬ 7 1/К ( 1. Лf = 0,1 А д Р W тг“ > 6т /(1. В таблице І. По данным таблицы на рис. Как видно из рис. Из данных таблицы І. Кп. По графику зависимости коэффициента теплоотдачи к воздуху от удельных затрат энергии на перемещение теплоносителей,представленному на рис. Таблица 1. Сравнение различных методов интенсификации теплообмена. Расход воздуха, 1/в,мь/ч 2. Др, Па 4. С 5. С 6. Г 7. Продолжение таблицы 1. Рис. Зависимость энергетического коэффициента от затрат энергии на перемещение воздуха при различных схемах теплообмена. I - теплообмен при струйном натекании воздуха ; 2 - теплообмен в канале типа "диффузор-конфузор" ; 3 - теплообмен в канале с оребренной стенкой ; 4 - теплообмен в канале с гладкими стенками.