Теплообмін при випаровуванні плівки рідини, що стікає по горизонтальній трубі з поперечним оребренням - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Теплообмін при випаровуванні плівки рідини, що стікає по горизонтальній трубі з поперечним оребреннямРобота виконана на кафедрі теоретичної та промислової теплотехніки теплоенергетичного факультету Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” (НТУУ “КПІ”) Міністерства науки та освіти України. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Смірнов Генріх Федорович, компанія “Промгазапарат”, консультант кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Кравець Володимир Юрійович, НТУУ “КПІ”, завідувач лабораторії теплових труб Захист дисертації відбудеться “18” квітня 2005 р. о 15 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.09 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, Київ, пр.Для рішення поставленої мети обрано шлях експериментального дослідження локальної тепловіддачі від стінки труби до плівки рідини, що вимагає рішення наступних задач: - створити принципово нову методику дослідження з високою розпізнавальною здатністю локальної тепловіддачі від профільованої зовнішньої поверхні стінки труби до плівки рідини при випаровуванні і розробити відповідні технічні засоби для її реалізації; експериментально досліджувати вплив основних фізико-хімічних властивостей термочутливих рідин, технологічних і конструктивних параметрів випаровувачів на закономірності локальної і середньої тепловіддачі при гравітаційній течії плівки рідини по трубам з поперечним оребренням; Наведені у роботі результати отримані шляхом експериментального дослідження теплообміну при випаровуванні плівки рідини, що стікає по горизонтальній трубі з поперечними ребрами на розробленій експериментальній установці за допомогою створеної методики вимірювання локальної температури поверхні стінки труби. Використовувалася нова методика дослідження локальної тепловіддачі, що дозволяє з високою розпізнавальною здатністю одержувати значення локальних коефіцієнтів тепловіддачі при випаровуванні плівки рідини, що стікає по зовнішній поверхні горизонтальної труби з поперечними ребрами. отримано нову залежність для розрахунку середньої тепловіддачі від стінки труби до плівки рідини при випаровуванні плівки рідини з зовнішньої поверхні горизонтальних труб з поперечними ребрами, що враховує режимні параметри плину плівки рідини і конструктивних параметрів оребрення.У першому розділі виконаний аналіз літературних робіт по теплообміну при випаровуванні плівки рідини, що стікає по поверхні гладких горизонтальних труб, та робіт по інтенсифікації тепловіддачі шляхом повздовжнього и поперечного оребрення горизонтальної труби. Найбільш повне експериментальне дослідження процесу інтенсифікації теплообміну при випаровуванні плівки рідини, що стікає по горизонтальним трубам з повздовжнім оребренням виконано в науково-дослідному відділі термодистиляції та інтенсифікації тепло масообміну Київського політехнічного інституту під керівництвом В.Г. Ріферта. При кроці оребрення 2 мм і 4 мм для всіх щільностей зрошення та по всій довжині твірної (за виключенням місця натікання рідини на трубу) максимальні значення коефіцієнтів тепловіддачі мають місце на вершинах ребер, а мінімальні значення - посередині між ребрами. Тільки в одному випадку, при кроці оребрення 4 мм і мінімальній щільності зрошення 0,08 кг/(м·с), при значенні кутової координати = 90о значення локальних коефіцієнтів тепловіддачі в центрі між ребрами вище, ніж біля ребер, тобто проявляється збільшення тепловіддачі між ребрами, яке зникає при збільшенні щільності зрошення. При збільшенні кроку оребрення до 8 мм для діаметрів ребер 1 мм і 1,4 мм при 60о <<180о значення локальних коефіцієнтів тепловіддачі розподіляються між ребрами від максимальних на вершинах ребер, до мінімальних біля ребер, а потім має місце деяке збільшення тепловіддачі в центрі міжреберної ділянки.Отримані результати дозволяють підвищити тепловіддачу від стінки труби до плівки рідини, що приведе до зменшення металоємності, габаритних розмірів і вартості плівкових випаровувачів. Отримані результати експериментального дослідження локальної тепловіддачі від стінки труби до плівки рідини дозволяють зробити наступні основні висновки: 1. На основі створеної принципово нової методики для отримання локальних значень коефіцієнтів тепловіддачі, що базується на вимірюванні локальної температури стінки з високою розпізнавальною здатністю, проведено тестування експериментального стенду за допомогою порівняння даних по конвективному теплообміну, як у великому обємі рідини, так і при плівковому випаровуванні з даними інших авторів і виконана оцінка відносної погрішності визначення локальної тепловіддачі, яка становить 9,41%. В результаті виконання циклу експериментальних досліджень вперше отримано експериментальні дані по локальній тепловіддачі при випаровуванні плівки рідини, що стікає по горизонтальних трубах з поперечним оребренням.

Основний зміст роботи