Удосконалення теплообмінних апаратів і систем для конденсації і охолодження технологічних потоків
Вантажиться...
Файли
Дата
2005
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одес. держ. акад. холоду
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна і кріогенна техніка, системи кондиціонування.
У дисертації подано результати експериментальних досліджень процесів теплообміну в апаратах технологічних процесів промислових виробництв. Процеси конденсації насиченої пари аміаку всередині горизонтальних труб досліджені при значеннях масових швидкостей аміаку у трубі 0,66...18,0 кг/(м2 с), повітря в живому перерізі реберної трубки 3,0...15,0 кг/(м2 с), температур повітря 12,0...29’С, тисків аміаку 0,8 ...1,5 МПа, щільностей теплового потоку, віднесених до внутрішньої поверхні 800...22000 Вт/м2 і трьох значень гідравличного діаметру (l/d) - 254; 103; 75. За натурну модель прийнято реберну трубку з коефіцієнтом оребрення 28,1, що склала з випарником, трубами і витратоміром внутрішній контур експериментальної установки. Зовнішній контур установки (вентилятор, дифузор, шиберний пристрій) побудовано за умов рівномірної подачі повітря в експериментальний вузол. Експериментальні дослідження підтвердили висновки про зменшення коефіцієнтів тепловіддачі при зростанні щільності теплового потоку, але темп падіння менший, ніж у інших авторів. Тому залежності для розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі при конденсації аміаку в повітряних конденсаторах подано у формі, що визначає переважну їх залежність від гідравлічного діаметра і зручна для практичного використання. Досліджені теплові та аеродинамічні характеристики пучків реберних труб з удосконаленою формою ребер методом повного моделювання в інтервалі зміни значень теплового потоку 2,0...9,3 кВт, температур повітря 20,6...59,2’С, швидкості повітря в живому перерізі пучка 5,9...24,4 м/с, що найбільш характерно для умов експлуатації апаратів охолодження стисненого газу (повітря) в компресорних установках. Натурна модель пучка, що складена з бісегментних реберних елементів, служила експериментальним вузлом установки, побудованої за принципом замкненого циркуляційного кільця з підігрівом (електронагрівачами) і охолодженням (водою) повітря у контурі. Витрати повітря в установці регулювалися за допомогою відцентрового вентилятора з електродвигуном постійного струму. Результати досліджень оформлені у вигляді залежностей критеріїв Нусельта й Ейлера від критерія Рейнольдса. Проведено порівняння реберних теплообмінних поверхонь за двома методиками Pica В.П. і Антуф’єва В.М., найбільш відомими в літературі. Критеріями для порівння прийняті відношення F/M; V/M; Q/N, де F — площа поверхні теплообміну апарата, м2; М- витрати повітря, кг/с; V - об’єм пучка, м1, Q - тепловий потік; N — витрати енергії на транспортування газу (повітря). Визначені найбільш раціональні, за умов мінімальних енергетичних витрат, теплообмінні поверхні щодо використання в компресорних установках. На підставі проведених досліджень створені промислові зразки конструкцій теплообмінних апаратів (конденсатори, теплообмінники для міжступеневого та кінцевого охолодження повітря) і систем (система технологічного кондиціонування, системи утилізації). Проведені промислові випробування апаратів і систем.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования. В диссертации представлены результаты экспериментальных исследований процессов теплообмена в аппаратах технологических процессов промышленных производств. Процессы конденсации насыщенных паров аммиака внутри горизонтальных труб исследованы при значениях массовых скоростей аммиака в трубе 0,66... 18,0 кг/(м2 с), воздуха в живом сечении оребренной трубки 3,0...15,0 кг/(м2 с), температур воздуха 12,0...29,0’С, давлений аммиака 0,8...1,5 МПа, плотностей теплового потока, отнесенных к внутренней поверхности 800...22000 Вт/м2 и гидравлического диаметра (l/d) - 254; 103; 75. Зависимости для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации аммиака в воздушных конденсаторах устанавливают преобладающее влияние геометрического диаметра. Тепловые и аэродинамические характеристики исследованы на натурных моделях пучков ребристых труб с усовершенствованной формой ребер методом полного моделирования в интервале изменений значений теплового потока 2,0...9,3 кВт, температур воздуха 20,6...59,2‘С, скорости воздуха в живом сечении пучка 5,9... 24,4 м/с, характерных для условий эксплуатации аппаратов охлаждения сжатого газа (воздуха) в компрессорных установках. Результаты исследований оформлены в виде зависимостей критериев Нуссельта и Эйлера от критерия Рейнольдса. Проведены сопоставления ребристых теплообменных поверхностей по двум методикам, наиболее известным в литературе. Критериями для сравнения приняты отношения F/M; V/M; Q/N, где F — площадь поверхности теплообмена аппарата. м2; М - расход воздуха, кг/с; V - объем пучка, м3 , Q - тепловой поток; N - расход энергии на транспортирование газа (воздуха). Определены наиболее рациональные по условиям минимальных энергетических затрат теплообменные поверхности для использования в компрессорных установках. На основании проведенных исследований созданы промышленные образцы конструкций теплообменных аппаратов и систем. Проведены промышленные испытания аппаратов и систем.
Thesis for a Candidate of Technical Science degree on specialty 05.05.14 - Refrigeration and cryogenic engineering, conditioning systems. Experimental investigations of heat-exchange processes in the industrial enterprises technological processes apparatuses are given in the thesis. Condensation processes of ammonia saturated vapors inside the horizontal tubes were investigated if the meanings of mass ammonia rates 0.66 ... 18.0 kg/(sq.m.sec), air rates in the alive section of the finned tube 3.0... 15.0 kg/(sq.m.sec), air temperature 12...29.0 degrees Celsius, ammonia pressures 0,8...1,5 МПа, heat flow solidities, carried to the inner surface 800..22,000 Wt/sq.m and having three meanings of hydraulic diameter (l/d) - 254; 103;75. Dependencies for heat return coefficients calculation in condition of ammonia condensation in air condensers define their predomination dependency on geometric diameter. Heat and aerodynamic characteristics were investigated on the real models of finned-tube bundles with the improved forms of fins by full modeling method in the interval of heat flow meanings changing 2.0. ..9.3 kWt, air temperatures 20.6. ..59.2 degrees Celsius, air rate in the alive section of the bundle 5.9. ..24.4 m/sec, which is typical for exploitation conditions of apparatuses for compressed gas (air)cooling in the compressor plants. The results of investigations are arranged in the form of dependencies of Nusselt and Eiler criteria from the Reynolds criterion. The comparison of the finned heat exchange surfaces was carried using two the most well-known in the literature methodic. As comparison criteria were taken ratio F/M; V/M; Q/N, where F - the area of heat exchange apparatus surface, sq. m; M - air consumption , kg/sec; V - volume of the bunch, cu.m.; Q - heat flow; N - energy consumption for gas ( air) transportation. Were determined the most rational on the conditions of minimal energy consumption heat exchange surfaces for using in the compressor plants. On the basis of the carried investigations the industrial samples of heat exchange apparatuses and systems were created. Industrial tests of apparatuses and systems were carried out.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 - Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования. В диссертации представлены результаты экспериментальных исследований процессов теплообмена в аппаратах технологических процессов промышленных производств. Процессы конденсации насыщенных паров аммиака внутри горизонтальных труб исследованы при значениях массовых скоростей аммиака в трубе 0,66... 18,0 кг/(м2 с), воздуха в живом сечении оребренной трубки 3,0...15,0 кг/(м2 с), температур воздуха 12,0...29,0’С, давлений аммиака 0,8...1,5 МПа, плотностей теплового потока, отнесенных к внутренней поверхности 800...22000 Вт/м2 и гидравлического диаметра (l/d) - 254; 103; 75. Зависимости для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации аммиака в воздушных конденсаторах устанавливают преобладающее влияние геометрического диаметра. Тепловые и аэродинамические характеристики исследованы на натурных моделях пучков ребристых труб с усовершенствованной формой ребер методом полного моделирования в интервале изменений значений теплового потока 2,0...9,3 кВт, температур воздуха 20,6...59,2‘С, скорости воздуха в живом сечении пучка 5,9... 24,4 м/с, характерных для условий эксплуатации аппаратов охлаждения сжатого газа (воздуха) в компрессорных установках. Результаты исследований оформлены в виде зависимостей критериев Нуссельта и Эйлера от критерия Рейнольдса. Проведены сопоставления ребристых теплообменных поверхностей по двум методикам, наиболее известным в литературе. Критериями для сравнения приняты отношения F/M; V/M; Q/N, где F — площадь поверхности теплообмена аппарата. м2; М - расход воздуха, кг/с; V - объем пучка, м3 , Q - тепловой поток; N - расход энергии на транспортирование газа (воздуха). Определены наиболее рациональные по условиям минимальных энергетических затрат теплообменные поверхности для использования в компрессорных установках. На основании проведенных исследований созданы промышленные образцы конструкций теплообменных аппаратов и систем. Проведены промышленные испытания аппаратов и систем.
Thesis for a Candidate of Technical Science degree on specialty 05.05.14 - Refrigeration and cryogenic engineering, conditioning systems. Experimental investigations of heat-exchange processes in the industrial enterprises technological processes apparatuses are given in the thesis. Condensation processes of ammonia saturated vapors inside the horizontal tubes were investigated if the meanings of mass ammonia rates 0.66 ... 18.0 kg/(sq.m.sec), air rates in the alive section of the finned tube 3.0... 15.0 kg/(sq.m.sec), air temperature 12...29.0 degrees Celsius, ammonia pressures 0,8...1,5 МПа, heat flow solidities, carried to the inner surface 800..22,000 Wt/sq.m and having three meanings of hydraulic diameter (l/d) - 254; 103;75. Dependencies for heat return coefficients calculation in condition of ammonia condensation in air condensers define their predomination dependency on geometric diameter. Heat and aerodynamic characteristics were investigated on the real models of finned-tube bundles with the improved forms of fins by full modeling method in the interval of heat flow meanings changing 2.0. ..9.3 kWt, air temperatures 20.6. ..59.2 degrees Celsius, air rate in the alive section of the bundle 5.9. ..24.4 m/sec, which is typical for exploitation conditions of apparatuses for compressed gas (air)cooling in the compressor plants. The results of investigations are arranged in the form of dependencies of Nusselt and Eiler criteria from the Reynolds criterion. The comparison of the finned heat exchange surfaces was carried using two the most well-known in the literature methodic. As comparison criteria were taken ratio F/M; V/M; Q/N, where F - the area of heat exchange apparatus surface, sq. m; M - air consumption , kg/sec; V - volume of the bunch, cu.m.; Q - heat flow; N - energy consumption for gas ( air) transportation. Were determined the most rational on the conditions of minimal energy consumption heat exchange surfaces for using in the compressor plants. On the basis of the carried investigations the industrial samples of heat exchange apparatuses and systems were created. Industrial tests of apparatuses and systems were carried out.
Опис
Гоголь, М. І.
Удосконалення теплообмінних апаратів і систем для конденсації і охолодження технологічних потоків [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна та кріогенна техніка, системи кондиціонування" / Гоголь Микола Іванович ; наук. кер. А. Ю. Лагутін ; Одес. держ. акад. холоду. – Одеса : ОДАХ, 2005. – 20 с.
Ключові слова
системи охолодження та кондиціонування, теплообмін, конденсація, аміак, повітря, оребрені труби, енергоспоживання, системы охлаждения и кондиционирования, теплообмен, конденсация, аммиак, воздух, оребренные трубы, энергопотребление, cooling and conditioning systems, heat exchange, condensation, ammonia, air, filmed tubes, energy consumption