Перемешивание - теплоноситель
Cтраница 3
При обработке использованы данные для сборок с I 0 4 м из работ [5,10 - 14] и некоторые другие данные. В числе этих сборок имеются сборки с треугольной, квадратной и смешанной решетками расположения стержней, без дистанционирующих устройств и с такими дистанционирующими планками или проволочными навивками на стержнях, которые не интенсифицируют практически перемешивание теплоносителя между ячейками. [31]
Особенность теплообменника типа W ( рис. 7) состоит в том, что разделение жидкостей в плавающей камере достигается путем установки уп-лотнительных колец между внешней стороной плавающей трубной доски и углублениями во фланцах задней головки. Теплоносители со стороны кожуха и со стороны труб имеют каждый собственные уплотнительные кольца, разделенные смазочным кольцом, которое снабжено дренажными отверстиями. Утечка в уплотнении не вызывает перемешивания теплоносителей внутри самого теплообменника. [33]
При передаче тепла конвекцией у поверхности стенки, вдоль которой движется теплоноситель и через которую передается тепло, образуется ламинарный пограничный слой. Через этот слой тепло передается путем теплопроводности, в то время как за пределами этого слоя, в основной массе теплоносителя, температура в каждом поперечном сечении остается почти постоянной, м ало изменяющейся по мере удаления от стенки. Выравнивание температуры в основной массе происходит в результате перемешивания теплоносителя при движении отдельных его частиц. С повышением турбулентности потока это перемешивание усиливается, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя и увеличению количества передаваемого тепла. [34]
Обнаруженные эффекты, связанные с влиянием рассмотренных типов нестационарности на процесс перемешивания теплоносителя в пучках витых труб, являются благоприятными с точки зрения работоспособности теплообменных аппаратов и устройств с витыми трубами. Так, в случае значительного уменьшения расхода теплоносителя при N const, что возможно при аварийных ситуациях, связанных с разрывом трубопроводов и потерей теплоносителя, наблюдается увеличение коэффициента к, т.е. интенсифицируется процесс перемешивания и выравнивания неравномерностей полей температур теплоносителя в пучке витых труб, облегчая тепловые условия работы аппарата. В случае увеличения расхода теплоносителя при N const уменьшение коэффициента к и ухудшение перемешивания теплоносителя в первые моменты времени не отражается на работоспособности теплообменника в связи с зам етным снижением среднемассовой температуры теплоносителя. [35]
 |
Расчет теплоотдачи коридорного пучка при о2. 1 - 4 - номер ряда по глубине, 5 - расчет по формуле ( 9. 5 для первого ряда. [36] |
Известно также, что расчеты, проделанные на основе модели потенциального обтекания без учета смыкания тепловых пограничных слоев, достаточно хорошо согласуются с некоторыми опытными данными. Это, видимо, связано с взаимной компенсацией двух ошибок - занижения теплоотдачи в кормовой части и завышения ее в лобовой части. Занижение теплоотдачи в кормовой области, как следует из вышеизложенного, связано с неучетом эффекта перемешивания теплоносителя. Причиной завышения теплоотдачи в лобовой области является то обстоятельство, что реальная скорость вблизи поверхности трубки ниже, чем следует из теории потенциального обтекания. Аналогичный, но еще более сильно выраженный эффект имеет место при омывании пучков. [37]
Так как для построения использовалось уравнение ( 2 - 18а), то предполагалось, что осуществляется полное перемешивание между ходами. На рис. 2 - 19, построенном на основе данных тех же авторов, показаны характеристики теплообменника с общим противоточным движением теплоносителей и перекрестноточны-ми ходами, в которых не происходит перемешивания теплоносителя ни в самом ходе, ни между ходами. Разница между этими тремя группами кривых небольшая, и, таким образом, условие, заключающееся в обязательном перемешивании теплоносителя между ходами, как это предусматривается в уравнении ( 2 - 18), не накладывает жестких ограничений. [38]
Особенности тепломассопереноса для нестационарных условий протекания процессов определяются не только закруткой потока, но и связаны с изменением турбулентной структуры потока в пристенной области течения. Этот механизм рассмотрен в разд. На нестационарные температурные поля теплоносителя в пучке витых труб, как уже отмечалось, влияют механизмы переноса, характерные для стационарных процессов перемешивания теплоносителя. [39]
Схемы реверсивного однонаправленного тока по всем признакам, кроме вида реверса, аналогичны схемам смешанного тока. Схемы тока с реверсом обоих теплоносителей не являются элементарными, поэтому здесь не рассматриваются. Схемы перекрестного тока ( элементарной схемой будет лишь однократный перекрестный ток) делятся на схемы с перемешиванием обоих теплоносителей; с перемешиванием одного теплоносителя без перемешивания теплоносителей. [40]
Внутренние трубы изготавливают со многими видами обычных продольных ребер прямоугольного профиля. В некоторых случаях ребра делают прерывистыми, с разрывами на таких расстояниях, которые дают возможность жидкости, движущейся в межтрубном пространстве, перемешиваться. Если во внутренней трубе течет пар, то из-за сопротивления пленки конденсата может наблюдаться некоторая разница между коэффициентами теплоотдачи в верхней и нижней частях труб. Ребра другого вида имеют щели на поверхности или зубцы на торцах, что улучшает перемешивание теплоносителя. Ребра третьего вида приспособлены для разрушения пограничного слоя и турбулизации течения, что достигается путем поворота их на угол, обеспечивающий разрыв пограничного слоя. [41]
Панельный испаритель представляет собой комплект стальных плоских листотрубных элементов ( рис. 63), объединенных стальными жидкостными и паровыми коллекторами и вертикальными питательными стоянками. Листотрубный элемент изготовляют сваркой двух профилированных штампованных листов. Панели объединяют в пакеты с помощью распределительных жидкостных и паровых коллекторов. Пакет устанавливают в стальном теплоизолированном баке, через который циркулирует теплоноситель. Для перемешивания теплоносителя и улучшения процесса теплообмена в баке находится мешалка с приводом от электродвигателя. Движение теплоносителя через бак осуществляется с помощью перегородок. [42]
Для обеспечения плотной посадки трубы обычно развальцовываются в отверстиях трубной доски и снабжаются двумя кольцевыми канавками глубиной около 0 4 мм. В некоторых случаях концы труб привариваются или припаиваются к трубной доске. Но даже и в этом случае возникают перетечки вследствие термических расширений ( даже в конструкциях с плавающей головкой) и в особенности после извлечения пучков труб для очистки, после которого возникают внутренние напряжения в местах соединения труб и трубной доски. Более того, трубы могут быть повреждены коррозией или вибрацией. Если в процессе эксплуатации смешение теплоносителей недопустимо, то конструкция должна быть выбрана таким образом, чтобы свести к минимуму эту опасность, и в конструкции должна быть предусмотрена возможность удаления поврежденных труб. Если появление перетечек неизбежно, то могут быть применены двойные трубные доски, которые по крайней мере устранят опасность перемешивания теплоносителей, возникающую вследствие повреждений креплений труб к трубной доске. [43]
Однако в пучках витых труб эта связь практически не реализуется [39] Это можно объяснить как влиянием конечности размеров источника и неравномерности поля скорости в ядре потока, так и загромождением исследуемого потока витыми трубами. Это приводит к тому, что нагретые частицы вблизи устья струи успевают пройти большое число не коррелированных между собой различных путей от источника до рассматриваемой точки, хотя распределения пульсационных скоростей при числах Re 104 в ядре потока и приближаются к нормальному закону распределения. При числах Re 104 наблюдается отклонение пульсаций скорости от закона Гаусса в пучке витых труб, что свидетельствует об анизотропности турбулентности в таких пучках в этом диапазоне чисел Re. Поэтому в закрученном пучке витых труб метод диффузии тепла от источника использовался только для определения коэффициента Dt, а его применение оправдывалось совпадением экспериментальных распределений температур с гауссовским распределением, хотя основные допущения теории Тэйлора в данном случае не выполняются строго. В экспериментах источник диффузии имел радиус, примерно в три раза превышающий радиус витой трубы. В этом случае свойства потока индикаторного газа ( нагретого воздуха) и основного потока одинаковы, Это позволяет получить достаточно надежные опытные данные по коэффициенту Dt. Для увеличения точности определения коэффициента Dt опыты по перемешиванию теплоносителя в закрученном пучке проводились при неподвижном источнике диффузии, а для определения полей температуры на различном расетояниии от него в витых трубах были установлены термопары. Эта методика измерений могла приводить к погрешностям в определении коэффициента Dtf поскольку распределения температур в ядре потока теплоносителя и стенки труб различны, а следовательно, различны и среднестатистические квадраты перемещений у2, а также и Dt, причем это различие, видимо, носит систематический характер. Подход к учету поправки в определяемый коэффициент Dt при измерении температуры стенки изложен в разд. [44]
Страницы: 1 2 3