Исследование теплообменных поверхностей с использованием анизотропно-пористых материалов

• Автор: Стрельчук, Руслан Олегович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 112 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ОБЛАСТЕЙ ВОЗМОЖНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

АНИЗОТРОШ ЮПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ АПМ

Выводы по первой главе

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗ АПМ.

2.1. Экспериментальная установка для исследований в режиме вынужденной конвекции.

2.2. Определение геометрических параметров исследуемых поверхностей теплообмена.

2.3. Экспериментальная установка для исследований в режиме естественной конвекции.

2.4. Методика теплотехнических испытаний

2.5. Разработка и изготовление экспериментальных образцов отопительных конвекторов.

2.6. Проведение теплотехнических испытаний

2.7. Обработка результатов испытаний и сравнительные характеристики конвекторов.

Выводы по второй главе
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АПМ, РАБОТАЮЩИХ В
РЕЖИМЕ ВЫНУЖДЕННОЙ КОНВЕКЦИИ
3.1. Теплотехнические и аэродинамические результаты испытаний.

3.2. Сравнительная анализ применения поверхностей из АПМ в теплообменниках типа вода воздух
Выводы по третьей главе.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛАСТИ ЭФФЕКТИВНОГО И ЦЕЛЕСООБРАЗНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АПМ В КОНСТРУКЦИЯХ ГРАДИРЕН
4.1. Показатели использования оборотной воды на предприятиях
4.2. Системы охлаждения оборотной воды
4.3. Классификация и основные типы водоохладителей
4.4. Градирни с теплообменной поверхностью с АПМ
4.5. Теоретические аспекты ожидаемых теплотехнических и аэродинамических показателей градирен с элементами из АПМ.
4.6. Определение области эффективного применения теплообменных поверхностей из анизотропнопористого материала.
Выводы по четвертой главе.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Результаты экспериментальных исследований тегшообменных поверхностей из АПМ в режиме вынужденной конвекции.
Основные условные обозначения
тепловой поток, Вт С0 удельная теплоемкость воздуха, ДжкгК С массовый расход воздуха, кгс вх , температура воздуха, соответственно на
входе и выходе из ТА, С к коэффициент теплопередачи, Втм2К площадь поверхности нагрева, м .с. площадь живого сечения ТА, м Яе критерий Рейнольдса ужс. скорость воздуха в единичном канале ТА, мс V кинематическая вязкость воздуха, м2с Ии критерий Нуссельта а коэффициент теплоотдачи, Втм2К 7ЭКВ ср. эквивалентный диаметр единичного канала, м X теплопроводность воздуха, ВтмК Ей критерий Ейлера р плотность воздуха, кгм3.
ВВЕДЕНИЕ


Апробация работы Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на международных и Всероссийских конференциях в СПбГПУ, ВГАСУ, ТюмГАСУ, итоговой годовой конференции РААСН. Результаты работы докладывались на кафедре ТГВ ТюмГАСУ. Публикации. Результаты исследований опубликованы в 6 печатных работах. Личный вклад автора заключается в разработке и оборудовании специальных стендов для проведения экспериментальных исследований теплообменников, позволяющих получать сравнительные теплоаэродинамические характеристики при различных соотношениях длины и диаметров ориентированных каналов. Предложена методика расчета геометрических характеристик теплообменной поверхности из анизотропнопористого материала позволяющая определять необходимые параметры сложных поверхностей с достаточной степенью точности. На основании проведенных экспериментальных исследований получены графические и числовые зависимости, на основании которых можно рассчитывать теплопередачу и аэродинамическое сопротивление теплообменников из АПМ с различными геометрическими характеристиками при равных параметрах теплообменивающихся сред. Структура И объема работы. Диссертационнаяработа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из наименований и содержит 5 страниц текста, включая 5 таблиц и иллюстрацию, а также приложения. Теплообменники различного назначения широко используются практически во всех отраслях промышленности, и эффективность их работы оказывает заметное влияние на. Необходимость экономить энергию и материалы привели к усилиям, направленным на разработку более эффективного теплообменного оборудования. Основной задачей является интенсификация теплоотдачи в теплообменнике 1, , , . Вопросам изыскания эффективных форм поверхностей и различных способов интенсификации конвективного теплообмена посвящены работы многих специалистов Антуфьева В. М., Бродова ЮМ. Гухмана А. А., Исаченко В. П., Кириичева М. В., Кутателадзе С. С., Лебедева П. Д., Леонтьева А. И., Лыкова А. В, Михеева М. А., Петухова С. Б., Петровского Ю. В., Ройзена Л. И., Фастовского В. Г. и др. Однако разработка высокоэффективных поверхностей все еще является одной из актуальных задач современного развития тсплообменных аппаратов 7, 9, , , , . Большой практический интерес представляет использование анизотропнопористых материалов в качестве теплообмениых поверхностей в теплообменниках типа водавоздух, работающих в режимах как вынужденной, так и естественной конвекции, в частности, в теплообменных устройствах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха , . Предварительные исследования, проведенные во ВНИИГС показали, что применение в качестве теплообменной поверхности элементов из АПМ позволяет увеличить коэффициент теплопередачи значительно повысить компактность теплообменников , , . Для определения конкретной области наиболее эффективного применения необходимо получить зависимости для расчета теплопередачи и аэродинамического сопротивления теплообменников из АПМ с различными геометрическими характеристиками при разных параметрах теплообмен и вающихся сред. На основе проведенного анализа, в первой главе сформулированы цель и задачи исследования. Результаты таких исследований для теплообменников, работающих в режиме вынужденной конвекции, приведены в третьей главе , . Методы интенсификации можно подразделить на пассивные, которые не требуют прямых затрат энергии и активные, требующие затрат энергии извне. К пассивным методам относятся специальная обработка поверхности с целью создания шероховатости применение развитых поверхностей оребренных, перфорированных и т. К активным методам интенсификации теплообмена относятся перемешивание жидкости при помощи механических устройств вибрации поверхности или жидкости с определенной частотой воздействие электростатического поля и т. Конструктивно все теплообменники, работающие без соприкосновения теплообменивающихся сред, можно подразделить на трубчатые и пластинчатые . Поверхности, применяемые в. Гладкие грубы или пластины. Используются в тех случаях, когда коэффициенты теплоотдачи обеих теплообменивающихся сред примерно равны, т.