Экспериментальное исследование теплообменных аппаратов

Глава 17. МОДЕЛИРОВАНИЕ и ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ [c.89]

Экспериментальное исследование теплообменных аппаратов [c.91]

Создание моделирующих установок для экспериментального исследования теплообменных аппаратов при циклической работе с целью получения экспериментальных данных для разработки и создания высокоэффективных малогабаритных теплообменников. [c.144]

Во второй части приведены основные способы переноса теплоты теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Теплопроводность стационарная и нестационарная исследованы аналитически, методом аналогий и численно на ЭВМ. Конвективный теплообмен стационарный исследован методом теории пограничного слоя и экспериментально, а нестационарный — путем решения сопряженной задачи на ЭВМ. Рассмотрены различные методы расчета процессов аналитический, полуэмпирический, эмпирический и численный на ЭВМ. Описан теплообмен при кипении и конденсации. Рассмотрены примеры расчета теплообменных аппаратов. [c.4]

Назначение работы. Изучение классификации теплообменных аппаратов, основ теплового и гидромеханического расчетов методов экспериментального исследования теплообменников. [c.195]

С развитием атомной энергетики, ракетной техники, с внедрением высокофорсированных теплообменных аппаратов необходимость методики определения (Г ) и влияния на нее отдельных параметров резко возросла. В печати появляется большое число отечественных [2—13] и зарубежных [14, 15] работ, в которых приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований. В этих работах одновременно с исследованием границ устойчивости потока большое внимание уделялось изучению механизма явления, так как только при правильном представлении о механизме пульсаций можно выявить влияние каждого [c.50]

Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований нестационарного и стационарного тепломассообмена при продольном обтекании потоком плотноупакованных пучков витых труб применительно к теплообменным аппаратам и другим теплообменным устройствам. Приведены рекомендации для практических расчетов рассматриваемых процессов. [c.2]

При экспериментальных исследованиях нестационарных и стационарных тепломассообменных процессов большое внимание уделялось расширению возможности моделирования и переносу опытных данных, полученных в одних условиях, для расчета конкретных теплообменных аппаратов и устройств. В работе используются результаты исследования структуры потока для объяснения и анализа механизмов переноса в пучках витых труб и новых обнаруженных эффектов, рассматриваются различные методы обработки и обобщения полученных опытных данных. [c.51]

Обнаруженное влияние поля температуры теплоносителя, сформированного неравномерным полем тепловыделения по радиусу пучка витых труб, на поле скорости потока необходимо учитывать при разработке модели течения и ее математическом описании и при нестационарном протекании процессов тепломассопереноса. Необходимость использования уравнения движения в виде (1.8) может быть обоснована также при исследовании процесса выравнивания неравномерности поля скорости, сформированной входным патрубком при адиабатическом течении воздуха. Эксперименты проводились на моделях теплообменного аппарата с 127 витыми трубами овального профиля с относительным шагом S/ d = 16 и числом Fr , = 470 на экспериментальной установке, описанной в [39]. Вход потока в пучок бьш осесимметричным. Неравномерность поля скорости формировалась системой входных решеток, уровень турбулентности за которыми составлял 6%. Скорость потока измерялась в выходных сечениях пучков различной длины трубкой полного напора, малочувствительной к углу скоса потока до 20° [39]. Длина пучков соответствовала расстояниям от входа lid, 18,7d, 90,5d. При этом входные условия сохранялись неизменными, число Re s 10 и = 305 К. Среднеквадратичная погрешность определения скорости составляла 3%. [c.107]

По результатам экспериментальных исследований, выполненных в НПО Гелиймаш , получен ряд эмпирических зависимостей, справедливых для теплообменных аппаратов, выполненных из труб с проволочным оребрением (см. табл. 3.52, 3.53) [c.276]

В книге дается систематическое изложение методов экспериментального исследования наиболее важных вопросов теплообмена. К ним относятся вопросы теплопроводности при стационарном и нестационарном режимах конвективный теплообмен жидкости в одно- и двухфазном состояниях вопросы теплообмена излучением и теплопередачи в теплообменных аппаратах. [c.2]

Такой анализ представляет определенный практический интерес при оценке различных пластинчатых поверхностей теплообмена, которым можно придать разнообразное очертание, что приведет к различным значениям коэффициентов, характеризующих теплообмен (6, т) и сопротивление е, г). Эти коэффициенты определяют экспериментально, и поэтому широкая постановка экспериментальных исследований различных пластинчатых поверхностей очень важна для создания оптимальных конструкций теплообменных аппаратов газотурбинных установок. [c.160]

До недавнего времени отсутствовали данные для определения значений коэффициентов массоотдачи, и это не позволяло рассчитывать деаэраторы на базе теории массообмена. В настоящее время на основе целого ряда экспериментальных исследований, проведенных, в основном, для теплообменных аппаратов химической промышленности, и их обобщения с помощью теории подобия имеется возможность расчета массообмена в деаэраторах с насадкой и в деаэраторах пленочного типа. [c.382]

Произведено экспериментальное исследование влияния на теплообмен скоростного эффекта пара, конденсирующегося на трубных пучках теплообменных аппаратов. На основе произведенных исследований дана зависимость скоростного коэффициента от критерия, учитывающего трение между паром и пленкой стекающего конденсата. [c.145]

Экспериментальное исследование проводят для изучения физических процессов, происходящих в теплообменных аппаратах, и получения расчетных зависимостей, устанавливающих связь между определяемыми параметрами и определяющими процесс факторами. Процессы в теплообменных аппаратах представляют сложные физические явления, поэтому при изучении их стремятся моделировать и изучать независимо отдельные явления. [c.91]

В этой книге предлагается новая концепция теплопередачи, т.е. новый подход к пониманию теплопередачи, обобщению результатов экспериментальных исследований, проектированию теплообменных аппаратов, расчету их характеристик и анализу процессов, происходящих в них. Этот новый подход заменит концепцию Фурье, поскольку он проще, логичнее и значительно эффективнее. Любую задачу, которая может быть решена с помощью концепции Фурье, новая концепция позволяет решить проще, надежнее и точнее. Более того, задачи, не разрешимые с помощью концепции Фурье, можно без особого труда решить с помощью новой теории теплопередачи. [c.7]

В книге изложены результаты расчетно-теоретических и экспериментальных исследований компактных систем регенерации тепла в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД). Рассмотрены характеристики и методы расчета ГТД с регенерацией тепла. Приведены тепловые и гидравлические характеристики компактных поверхностей нагрева, а также методы расчета сложных высокоэффективных" схем теплообменных аппаратов. [c.208]

Обычно экспериментальные установки строятся так, чтобы движение рабочей жидкости происходило полным сечением с равномерным распределением скоростей, чтобы не было искусственных завихрений потока и т. д. В действительных тепловых аппаратах условия движения и теплообмена в большой мере зависят от расположения поверхности нагрева, наличия поворотов и особенностей конфигурации каналов. Подробное исследование различных теплообменных устройств показало, что распределение скоростей по сечению каналов, как правило, неравномерно, а за поворотами всегда образуются застойные участки, следовательно, разные элементы поверхности нагрева работают в неодинаковых условиях. [c.255]

Идеи, определившие общие принципы построения исследовательской работы, были сформулированы советскими учеными к 1930 г. При их изложении подчеркивалось, что в противоположность старым, феноменологическим, методам исследований, основанным на изучении тепловых машин и аппаратов в целом, в новых работах по теплообмену необходимо не только аналитически, но и экспериментально детально исследовать физические явления, из которых складываются рабочие процессы изучаемых машин и аппаратов. [c.8]

Обобщая экспериментальные исследования влияния размеров (диаметра) теплообменной поверхности на величину коэффициентов теплообмена, можно сделать вывод, что степень влияния определяется отношением D/d, а также физическими свойствами псевдоожижаемого материала и, очевидно, газа, т. е. с уменьшением диаметра частиц уменьшается и предельный диаметр труб, при котором сказывается влияние размеров последних, и наоборот. Влияние таких характеристик, как плотность материала, давление в аппарате, удовлетворительно корре-лируется уравнением в виде функции критерия Архимеда. [c.116]

Экспериментальное исследование теплообмена между псевдоожиженным слоем и горизонтально расположенным пучком не выявило существенного влияния на величину а щага труб, что согласуется и с данными [123]. Разница между коэффициентами теплообмена слоя и трубных пучков с шагом 39 и 19 мм не превышала 8—12% во всем диапазоне давлений, вплоть до 8,1 МПа. Таким образом, в псевдоожиженном слое крупных частиц под давлением коэффициенты теплообмена между слоем и горизонтальным трубным пучком практически не зависят от шага труб в пучке. Причем интересно отметить, что с уменьшением шага коэффициенты теплообмена несколько увеличиваются. На рисунках точки, соответствующие наиболее тесному пучку (s = 19 мм), систематически располагаются выше. Хотя реальная скорость фильтрации газа при горизонтальном пучке является переменной по высоте аппарата, влияние изменения ее несущественно, как и при вертикальном расположении труб. Проявление его, очевидно, возможно не столько благодаря росту средней скорости газа у теплообменной поверхности, сколько за счет улучшения условий разрушения сводов в кормовой зоне труб, которые обычно наблюдаются в слоях мелких частиц. Кроме того, рост коэффициентов теплообмена с уменьшением шага труб в пучке может вызываться также тор.мозящим действи- [c.124]

Нам представляется, что в качестве наиболее объективных показателей степени разложения следует принимать изменения во времени теплофизических свойств (особенно вязкости), а критерием термической стойкости считать воспроизводимость свойств до и после нагрева-иия. В этом случае предельная температура применения теплоносителя должна определяться исходя из условий надежной работы теплообменных аппаратов в межреге-нерационный период. В свою очередь этот период должен определяться допустимой степенью разложения теплоносителя, при которой продукты разложения практически не влияют на эксплуатационный режим работы. Однако для получения четкого критерия допустимой степени разложения необходимо рааполагать экспериментальными данными по теплофизическим свойствам частично разложившихся теплоносителей, а поэтому актуальность постановки подобных исследований не вызывает сомнений. Окончательное заключение о термической стойкости любого теплоносителя должно даваться на основании опытов в условиях циркуляционных термических испытаний. Для этого необходимо испытать теплоноситель в циркуляционном контуре при различных температурах греющей стенки и исследовать [c.31]

Теплообменные аппараты с продольным и поперечным обтеканием пучков ви1ых труб были рассмотрены в книге [39], где приведены результаты детальных исследований структуры турбулентного потока, теплообмена, гидравлического сопротивления и перемешивания теплоносителя, методы экспериментального исследования, инженерных расчетов тепломас-сопереноса и оценки эффективности таких теплообменных поверхностей по сравнению с гладкотрубчатыми, теплообменными аппаратами. [c.3]

Тепловое моделирование представляет собой метод экспериментального исследования, в котором изучение какого-либо теплового явления производится на уменьшенной (увеличенной) его модели. Исследование методом теплового моделирования, как правило, производится в лабораторных условиях, в полной независимости от эксплуатационных режимов работы теплообменного устройства, что не могло иметь места в производственных условиях. Метод теплового моделирования допускает проведение опытов в условиях низких температур, т. е. на холодных моделях , что существенно упрощает изготовление модели, проведение опытов и измерений. Для изготовления указанных холодных моделей могут быть использованы доступные и дешевые материалы (дерево, стекло, резина и др.). Модель может быть выполнена с прозрачными стенками. Это позволяет проводить визуальные наблюдения за гидродинамикой движущегося потока жидкости или газа путем введения, например, красящих веществ в поток жидкости или газа. Метод теплового моделирования дает возможность установить недостатки существующих теплообменных аппаратов, провести предварительную проверку вновь запроектированных дорогостоящих теплообменных устройств. Кроме того, он дает возможность проводить опытное исследование параллельно с проектированием и тем самым заранее исключить конструктивные недостатки как в самом проекте, так и при его осуществлении. Развитие теплового моделирования связано с работами акад. М.. В. Кярпичева и его школы. Им совместно с А. А. Гухман была сформулирована третья теорема подобия, кото рая является теоретической основой для практики моделирования. [c.310]

Экспериментальные исследования были проведены также для определения влияния дозы полифосфата на эффективность стабилизационной обработки воды. В процессе этих опытов дозы изменяли от 1 до 18 мг технического продукта на 1 л добавочной воды. Кроме того, проведен ряд экспериментов без дозировки полифосфата, однако в оборотной воде обнаруживались следы этого реагента вследствие десорбции его из отлол<ений в теплообменных аппаратах и трубопроводах. Эти опыты показали, что полифосфаты обладают значительным стабилизирующим действием даже в малых концентрациях порядка 1 мг/л. Оптимальная концентрация для исследованных вод составляла 4—5 мг/л (2—2,5 мг/л по Р2О5). Увеличение дозы сверх оптимальной нецелесообразно, поскольку не приводит к улучшению стабилизирующего эффекта. [c.52]

Одной из таких особенностей является непостоянство температуры воды и концентрации свободной углекислоты в различных частях системы. Следовательно, индекс насыщения в разных точках системы также имеет различные значения, а оборотная вода — неодинаковую склонность к образованию карбонатных отложений. Другой особенностью, специфичной для многих систем оборотного водоснабжения, является развитие биообрастаний на поверхностях трубок теплообменных аппаратов и трубопроводов. Экспериментальными исследованиями в промышленных условиях нами показано, что в системах, подверженных биологическим обрастаниям, не удается создать на поверхности металла равномерную карбонатную пленку, защищающую его от коррозии. Карбонат кальция образует лишь разрозненные локальные кристаллические включения в массе биообрастаний. [c.110]

Параллельно с пусконаладочными работами на промышленных сооружениях продолжаются исследования на экспериментальных моделях с целью поиска других бактерицидов (кроме хлора), в том числе и сточных вод гальванических и других производств. Целесообразность поиска дополнительных бактерицидов обосновывается нейколькими соображениями. Во-первых, при использовании одного и того же бактерицида микроорганизмы способны постепенно к нему адаптироваться, вследствие чего эффективность его резко снижается и возникает необходимость в замене (хотя бы временной) данного бактерицида другим. Во-вторых, хлор может вызвать коррозию трубопроводов и трубок теплообменных аппаратов. И, наконец, в-третьих, хлор является достаточно дефицитным реагентом, и если представится возможность заменить его хотя бы частично каким-либо компонентом сточных вод, такой возможностью, безусловно, следует воспользоваться. [c.136]

В данной книге освещаются экспериментальные и теоретические работы кафедры Теплотехника Брянского института транспортного машиностроения по созданию и исследованию новых-более эффективных поверхностей теплообмена и новых типов теплообменных аппаратов. В лроведенных работах преследовалась цель уменьшить металлоемкость, особенно по цветному металлу, и создать легкие малогабаритные аппараты для транспортных энергегичеоких установок различного назначения. Эти работы проводились в такой последовательности теоретическое обоснование разработка и экспериментальное исследование моделей анализ и обобщение экопериментальных данных разработка опытного образца с целью его испытания в промышленных условиях. Уместно отметить некоторую особенность проведения экспериментальных исследований моделей и методику их обработки. По результатам модельных испытаний проводилась разработка новых поверхностей теплообмена и новых типов аппаратов, по которым создавались опытные образцы и проводились их испытания в промышленных условиях, поэтому при исследовании моделей в лабораторных условиях применялась та же методика и та же аппаратура, но более чувствительная, которая в дальнейшем была использована при испытаниях опытных образцов. [c.3]

Установка может быть использована и для исследования коррозии металлов, применяемых для изготовления аппаратов химических производств, работающих с водными средами. Следует иметь в виду, что при коррозионных испытаниях в данной установке нельзя смоделировать и воспроизвести условия для исследования влияния на кинетику коррозии температурного-градиента по высоте стенки. Невозможность учета влияния процесса массопередачи, например конденсации, на скорость коррозии также несколько онижает экспериментальную ценность установки. Достоинством установки является возможность проведения коррозионных исследований (после небольшой модернизации) при нестационарном теплообмене, т. е. при проведении тепловых процессов, обусловленных изменением температуры металла до момента полного выравнивания с температурой окружающей среды. Нестационарный теплообмен характерен для периодов пуска, простоев, изменений технологических режимов работы аппаратов, его влияние на коррозионное разрушение редко поддается учету. [c.197]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...