Значение интенсификации теплообмена

Значение интенсификации теплообмена [c.504]

Неодинаковый эффект от постановки ребер на первой и второй поверхностях получился из-за различных величин коэффициентов теплообмена. Если коэффициенты теплообмена с двух сторон стенки неодинаковы, то для интенсификации теплообмена надо стенку сделать ребристой с той стороны, где коэффициент теплообмена имеет наименьшее значение. [c.444]

Вт/(м К). Для интенсификации теплообмена в таких аппаратах увеличивают площадь поверхности теплообмена со стороны газообразных продуктов сгорания за счет ее оребрения. Степень оребрения поверхности выбирают, исходя из соотношения значений o j и aj. [c.417]

Экономайзер имеет поверхность змеевикового типа, располагается в конвективном опускном газоходе. Схема движения воды по отношению к продуктам сгорания — противоточная, обтекание труб газами — поперечное, компоновка труб — шахматная и коридорная (см. табл. 14). Для интенсификации теплообмена пр именяют трубы малого диаметра (d = 214-32 мм при толщине стенки 2,5—4 мм, причем большие значения для котлов СКД), выполненные из стали 20. [c.102]

При заданном значении q интенсификация теплообмена за счет увеличения шероховатости возможна только до определенного, предела. [c.199]

Опыты показывают, что после шестого ряда интенсивность теплообмена стабилизируется. Если число рядов в пучке больше десяти, то среднее значение коэффициента теплоотдачи в пучке не зависит от числа рядов и может быть определено умножением коэффициента теплоотдачи для одиночной трубы аод на поправочный множитель бп, учитывающий интенсификацию теплообмена в пучке [c.215]

Хотя в момент кризиса теплообмена температура стенки обычно не превышает допустимых значений, тем не менее возникающие при этом пульсации температуры и появление вследствие этого усталостных трещин в стенке трубы заставляют искать возможности интенсификации теплообмена в закризисной области (при х> >x°rp, Xrp+). В 12.1 было показано, что применение капилляр-по-пористых покрытий в ряде случаев позволяет существенно повысить значение граничного паросодержания т. е. расширить область бескризисных режимов. [c.338]

Вопросы интенсификации теплообмена имеют важное значение для многих отраслей техники. Поэтому исследования в этом направлении представляют большой практический интерес. Применение [c.272]

Другой вид искусственной шероховатости (рис. 10-3, в, г) подробно исследован в [16, 17, 33, 92, 101, 113]. При этом кольцевые выступы с различным относительным шагом s h создавались как на наружной поверхности трубы при течении потока воды, воздуха и трансформаторного масла в кольцевом канале, так и на внутренней поверхности круглой трубы. Такой вид искусственной шероховатости изучался также в плоском щелевом канале. Итоги этих исследований были обобщены в [16, 17]. Анализ показал, что для этого вида шероховатости параметром, имеющим решающее значение для интенсификации теплоотдачи, является отношение расстояния между выступами s к их высоте h s/h. Остальные характеристики, такие как форма выступа (прямоугольная или треугольная), отношение hid, имеют второстепенное значение. При этом высота выступов h должна превышать толщину вязкого подслоя. В [16, 17] показано, что причина интенсификации теплообмена связана со срывом и разрушением вязкого подслоя выступами шероховатости и возникновением вихревых зон. Оказывается, что для параметра sih существует оптимальное значение, при котором интенсификация теплоотдачи максимальна. В результате обобщения многочисленных опытных данных автор [16, 17] получил уравнение для теплоотдачи [c.294]

Неоспоримые преимущества в этой связи приобретает использование для целей охлаждения влажного водяного пара. Известно, что к. п. д. цикла, совершаемого таким паром, может отличаться от к. п. д. цикла Карно, описанного в интервале тех же температур, на величину, определяемую потерями в проточной части паровой турбины. Тем самым обеспечивается высокая степень преобразования тепла в механическую работу. Благодаря наличию взвешенной влаги возрастает суммарная теплоемкость охлаждающего агента. Это, в свою очередь, уменьшает требуемые расходы охлаждающего агента и необходимые площади проходного сечения охлаждающего тракта. Существенное значение для условий охлаждения приобретает также интенсификация теплообмена вследствие наличия взвешенной влаги в потоке пара. Исследования, проведенные в Ленинградском политехническом институте, показали, что содержание (2—3%) влаги существенно увеличивает коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности к потоку насыщенного пара [8]. [c.205]

В задачу конструктора при конструировании теплообменника входит выбор оптимальной формы и размера поверхности нагрева. Помимо чисто конструктивных соображений при вынужденном движении теплоносителей через теплообменный аппарат приходится считаться с тем, что всякая интенсификация теплообмена, вызывающая сокращение поверхностей нагрева, обычно связана с увеличением расхода энергии на создание потоков теплоносителей в аппарате. Оптимальное с экономической точки зрения соотношение между размером поверхности нагрева и расходом энергии на собственные нужды теплообменника соответствует минимальному значению функции [c.131]

Как только температура газового потока снизится до 500—800° С, роль лучистого теплообмена резко падает, особенно, если толщина газового слоя и парциальные давления СОо и НгО невелики. При таких условиях для интенсификации теплообмена преимущественное значение имеют факторы, характерные для передачи тепла конвекцией, на которые и надо обратить внимание. Поэтому во многих случаях целесообразно конструирование тепловой установки с двухстадийной схемой тепловой обработки. [c.105]

При применении их на реакторах особое значение имеет вопрос интенсификации теплообмена со стороны воздуха, в частности на реакторах СРЕ (США) и Рапсодия (Франция) с этой целью применены оребренные трубы. [c.101]

Как указывалось в гл. И, в схемах ГТУ замкнутого цикла важное значение имеют такие теплообменники, как основные и вспомогательные регенераторы. Высокая степень очистки рабочего тела в таких установках позволяет применять достаточно плотную упаковку поверхностей теплообмена с развитым оребрением и небольшими проходными сечениями. Интенсификация теплообмена за счет оребрения и использования труб малого диаметра дает возможность создания эффективных и экономичных конструкций теплообменников. [c.138]

Интенсификацию теплообмена с ростом скорости течения двухфазного потока следует учитывать при значении комплекса [c.30]

Эффект влияния шероховатости на теплообмен при свободной конвекции, впервые обнаруженный в работе [Л. 87], свидетельствует о возможности значительной интенсификации теплообмена в условиях свободной конвекции при некоторых значениях А, 5 и (Gr-Pr) , что может быть использовано при решении ряда практических задач. [c.75]

Таким образом, оказывается возможной значительная интенсификация теплообмена на радиационных поверхностях нагрева путем периодической обдувки экранов, не допускающей стабилизации отложений. Повышение эффективности обдувки на пылеугольных котлах может быть достигнуто, в частности, повышением температуры экранов-до рабочего значения растопкой котла на газе, при которой замедляется скорость начального загрязнения, а также уменьшаются прочность и толщина слоя осевшей золы. [c.146]

Высокая турбулентность при пенном режиме может быть с успехом использована е, целях интенсификации теплообмена между газом, протекающим вне трубок, и жидкостью, протекающей внутри трубок. Таким образом создается теплообменник трех сред, так как к приведенным выше двум рабочим средам присоединится еще рабочая вспомогательная среда — пена. Такой теплообменник трех сред (жидкость — турбулентный слой — газ) с конструктивной точки зрения прост, притом, как показали результаты экспериментальных работ, термически весьма эффективен. Были получены следующие значения коэффициентов теплопередачи в системе воздух — турбулентный слой — вода k = 2500 [c.176]

При наиболее эффективном из исследованных турбулизаторов (№ 1 по табл. 1) местная теплоотдача на входных участках повышалась в 5— 15 раз (табл. 3) при увеличении среднего для трубы длиной 75 диаметров числа Нуссельта на 20—30%. При уменьшении уровня турбулизации потока интенсификация теплообмена на начальных участках трубы уменьшается и для турбулизатора № 6 (проволочная сетка) значения [c.378]

Э. Шмидтом [Л. 3-74] было установлено, что перенос тепла от горячей и холодной поверхностей через вертикальный слой жидкости увеличивается, если пространство между пластинами разделено тонкими горизонтальными стенками. Это объясняется развитием пограничных слоев при больших значениях Сг Рг. Пограничные слои у нагретой и холодной пластин начинаются у каждой горизонтальной перегородки, они становятся тоньше, чем в отсутствие перегородок, это приводит к интенсификации теплообмена. [c.274]

Из этого уравнения следует, что за счет излучения теплоизолированной стенки можно достигнуть существенного увеличения теплового Потока на стенке, через которую происходит теплообмен. Этим обстоятельством часто пользуются с целью интенсификации теплообмена в трубах, помещая внутрь трубы стержень из какого-либо хорошо излучающего материала. Если на стенке трубы задана плотность теплового потока, то наличие такого излучающего стержня позволяет снизить температуру стенки при том же значении с2- [c.259]

Коэффициент теплоотдачи в процессе испяреипя жидкости со свободной поверхности по сравнению с коэффициентом теплоотдачи при теплообмене, не осложненном массообмепом ( сухой теплообмен ), имеет большее значение. Одной из основных причин интенсификации теплообмена при испарении по сравнению с сухим теплообменом является объемное испарение. Согласно теории объемного испа[)епия, при соприкосновении потока ra.sa с поверхностью жидкости происходят неравномерные процессы очаговой конденсации вдоль ее поверхности. В результате этого имеет место отрыв субмикроскопических частиц жидкости, которые испаряются в пограничном слое. Второй причиной увеличения по сравнениго са,,у является наличие очаговых процессов испарения и конденсации, в результате которых вследствие попеременного изменения объема вещества (пара) в Ю раз происходит нарушение структуры ламинарного пограничного слоя, что и приводит к интенсификации тепло- и массообмепа. Наибольший эфс ект это явление имеет при испарении в вакууме. [c.514]

При создании современных турбин ГТД различного назначения с высокими начальными параметрами, большими неравномерностями полей температуры, скорости, плотности в потоке газа важной является проблема снижения термических напряжений в пере лопатки путем уменьшения неравномерности температуры. Уже при начальной температуре газа Г = 1500 К минимальное значение местного коэффициента запаса прочности может достигнуть своего допустимого значения в самой холодной точке поперечного сечения пера. Наиболее горячие части лопатки — кромки, а наиболее холодные — средние части выпуклой и вогнутой поверхностей с минимумом температуры nmin перемычке между охлаждающими каналами. Традиционный метод уменьшения температурной неравномерности заключается в снижении температуры кромок двумя основными способами интенсификацией теплообмена в кромочных каналах турбулизаторами течения (ребрами, лунками, закруткой, струйным натеканием на стенку, пульсирующей подачей охладителя и т. п.) или понижением температуры воздуха, охлаждающего кромки, путем спутной закрутки или в теплообменнике. Эффективным может быть выдув охладителя на поверхность пера. Однако в авиадвигателях выдув может затруднять отключение охладителя на крейсерских режимах полета самолета. В ГГУ, работающих на тяжелых сортах топлива, происходит отложение твердых частиц на перфорирюванной поверхности, что приводит к [c.366]

В ряде отраслей техники режимы работы испарителей характеризуются чрезвычайно низкими температурными напорами и соответственно очень малыми плотностями теплового потока. Это относится к конденсаторам-испарителям воздухоразделительных установок, к испарителям, работающим в холодильной промышленности, и др. В испарителях, работающих в составе холодильных машин, повышение температурного напора связано с ухудшением энергетических показателей холодильной установки в целом. Например, Б установках каскадного типа снижение перепада температур с 5—7 до 2—3°С приводит к уменьшению энергозатрат при той же поверхности теплообмена на 10—15% 1137]. Однако при таких низких температурных напорах тепловой поток к хладагенту передается в условиях неразвитого кипения, поэтому коэффициент теплоотдачи к нему нередко оказывается ниже значения а со стороны горячего теплоносителя. Это приводит к очень большим габаритам теплообменных аппаратов и к неудотвлетворительным их весовым характеристикам. Так, масса кожухотрубных фреоновых испарителей обычно составляет 30—40% массы металла всей холодильной машины. Стремление уменьшить габариты испарителей, снизить расход металла (особенно дорогостоящих цветных металлов) на их изготовление заставило ученых искать возможности интенсификации теплообмена при кипении и способы достижения устойчивого развитого кипения при весьма малых температурных напорах. [c.218]

Наиболее эффективным и надежным способом интенсификации теплообмена при кипении является применение пористых металлических покрытий. При этом пористая структура образуется либо в результате покрытия поверхности трубы тонкими металлическими сетками, либо нанесением на нее металлического порошка определенной зернистости. При этом образуется пористый слой с разветвленной системой сообщающихся между собой капиллярных каналов, через которые происходят эвакуация пара и подпитка пористой структуры жидкостью, подтекающей сюда под действием сил поверхностного натяжения. Кипение происходит как внутри пористого покрытия, так и на его поверхности. Высокая ннтен-сивность теплообмена свидетельствует о том, что пористая структура создает весьма благоприятные условия для зарождения и роста паровых пузырей. Например, авторы работы [137] указывают, что при кипении н-бутана (р= 1,27-10 Па) на гладкой трубе образование паровых пузырей по всей ее поверхности наблюдалось только при = 35 кВт/м2, а дд трубе с пористым покрытием вся поверхность трубы была занята паровыми пузырями уже при 7=1,5 кВт/м . Эти и многие другие опыты показали, что устойчивое развитое кипение на поверхностях с пористыми покрытиями устанавливается при весьма незначительных температурных напорах (перегревах жидкости). Основной причиной этого является то, что в данном случае поверхности раздела фаз возникают внутри пористого слоя [54, 130, 146]. При выбросе паровой фазы из пористой структуры в последней всегда остаются паровые включения, в которые испаряется тонкая пленка жидкости, обволакивающая стенки капиллярных каналов [54, 130]. В соответствии с моделью автора [14G] испарение микропленки происходит по всей поверхности капиллярного канала, высота которого равна толщине пористого покрытия. Таким образом, элементы пористой структуры сами являются центрами зарождения паровой фазы. Так как диаметр капиллярных каналов (10- —10 м) больше критического диаметра обычного центра парообразования, то испарение пленки в паровые включения или с поверхности капилляра требует значительно меньшего перегрева жидкости. Не менее важное значение имеет и то, что в пористой структуре перегрев поступающей в капилляры жидкости происходит в условиях весьма высокой интенсивности теплообмена. Действительно, при таких малых диаметрах капилляров движение жидкости в них всегда ламинарное. В этом случае значение коэффициента теплоотдачи определяется из условия (ас ) Д = 3,65. При диаметре капилляров 10- —10 м значение а получается равным 5-103—5-Ю Вт/(м2-К). В условиях сильно развитой поверхности пористого слоя только за счет подогрева жидкости можно отводить от стенки весьма большие тепловые потоки. Снижение необходимого перегрева, а также интенсивный подогрев жидкости существенно уменьшают время молчания центров парообразования, что также способствует интенсификации теплообмена на трубах с пористыми структурами. [c.219]

Для рассматриваемой двухразмерной искусственной шероховатости типов а и г на рис. 10-3 оптимальное значение повышения теплоотдачи (eJoj > 2,5, следовательно, (e ,)on > 32. В опытах [17] при этом повышение коэффициента сопротивления л 4-г-15. Отсюда видио, что по затратам мощности такой метод интенсификации теплообмена, безусловно, выгоден. Увеличение скорости теплоносителя в гладкой трубе, необходимое для передачи того же количества теплоты, здесь составляет согласно соотношению (в) w4w та 3,2. [c.296]

Экспериментальными исследованиями показана целесообразность установки на входе в канал винтового завихрителя-вытеснителя, способствующего интенсификации теплообмена при невысоких значениях паросодержания (х<С0,2). Роль такого завихрителя-вытесннтеля сводится к искусственному созданию инерционных сил, способствующих формированию кольцевого режима течения. [c.267]

Экспериментальные исследования вышеописанных конденсаторных участков при использовании в качестве рабочих жидкостей фреона-ИЗ, этанола, воды и других свидетельствуют о том [124], что для жидкостей с низкими теплофизическими свойствами интенсификация теплообмена в ЦТТ с оребрением значительно выше, чем при использованиии воды. На рис. 41, в представлена зависимость отношения коэффициента теплообмена в ЦТТ с оребрением к коэффициенту теплообмена в гладкостенной цилиндрической ЦТТ от температуры насыщения и скорости вращения при использовании в качестве рабочих жидкостей воды и фреона-113. Необходимо отметить, что для отвода тепла от конденсатора использовалось охлаждение струями воды, которое обеспечивает высокие значения коэффициента теплообмена с внешней стороны ЦТТ. При более низком его значении применение оребрения на внутренней стороне конденсаторного участка малоэффективно для рабочих жидкостей с высокими теплофизическими свойствами (вода, аммиак) и более значительно с низкими (фреоны, органические жидкости и т. д.). Из сказанного следует, что эффективность теплообмена в ЦТТ можно значительно увеличить, выполнив в зоне охлаждения продольные канавки или оребрение. Более простая технология изготовления канавок по сравнению с оребрением делает применение конденсаторов ЦТТ с продольными канавками предпочтительным. [c.133]

Из рис. 4.3 видно, что режим развитого поверхностного кипения, характеризующийся а данном случае слабой зависимостью температуры стенки от величины подводимого теплового потока [621, у внутренней образующей трубы наступает при меньших значениях плотностей тепловых потоков, чем у наружной. Это объясняется более высокой интенсивностью конвективной теплоотдачи у наружной образующей змеевика под воздействием вторичных макровихревых течений Можно также предположить, что дополнительным фактором, способствующим интенсификации теплообмена у наружной образующей, служит возникающее при меньших значениях q пузырьковое поверхностное кипение у внутренней образующей трубки змеевика. Турбулентные возмущения потока, возникающие при кипении у внутренней образующей, распространяются по поперечному сечению потока и оказывают интенсифицирующее воздействие на конвективный теплообмен у наружной образующей. При дальнейшем увеличении подводимого теплового потока с развитием поверхностного кипения по всему периметру поперечного сечения трубки разверка температуры стенки уменьшается и может исчезнуть вообще. В качественном отношении влияние режимных параметров на начало поверхностного кипения в змеевике такое же, как и в прямых трубах. В частности, данные, полученные авторами, согласуются с результатами работы [101 и показывают, что с увеличением массовой скорости и степени недогрева развитое пузырьковое кипение начинается при больших значениях плотностей тепловых потоков. [c.55]

Уменьшение габаритов и стоимости опреснителей может быть достигнуто путем интенсификации теплообмена (см. гл. III) и совершенствования паросепарационных устройств. Наконец, для обеспечения экономичной работы опреснителя немалое значение имеет выбор его типа и схемы включения в цикл основных потребителей пара и электроэнергии. [c.15]

Интенсификация теплообмена при конденсации пара на вертикальных поверхностях нагрева имеет большое значение для сокращения веса и габаритов вспомогательного оборудования паротурбинных установок (подогревателей низкого давления, испарителей, теплофикационных подогревателей и др.). В этом направлении имеется ряд работ [1—4], основным предметом исследования которых является трубчатая поверхность конденсации с про-дольно-проволочнЫхМ оребрением. [c.231]

На рис. 3.7 приведено изменение напряжения на дуге в зависимости от напряженности магнитного поля при двух значениях силы тока. В нашем случае также заметно некоторое падение U с ростом силы тока. Влияние напряженности магнитного поля проявляется более отчетлию. Рост напряжения при увеличении Н связан с возрастанием скорости движения дуги и, следовательно, с интенсификацией теплообмена между столбом дуги и обтекаюшим газом. [c.69]

При наличии обычных железоокисных отложений достаточно большой толщины и пористости, свойственных фосфатным режимам, значения дкр1 могут снижаться в сравнении с kpi для чистой поверхности на 20 [112] и даже на 30—35% [76]. При внутритрубных образованиях, характерных для щелочно-комплексонного режима, напротив, возможна существенная интенсификация теплообмена за счет фитильного кипения в наружном слое. При этом в сравнении с чистой поверхностью дкрг для области толщин слоя 20—40 мкм могут повышаться на 15—25% [76]. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...