Методы экспериментального исследования теплообмена при конденсации, теплопередача в каналах пластинчатого конденсатора. Расчет площади поверхности теплопередачи и количества пластин пластинчатого конденсатора. Гомогенная структура двухфазного потока.
Аннотация к работе
Содержание Аннотация 1. Методы экспериментального исследования теплообмена при конденсации 1.1 Теплообмен при конденсации пара в каналах пластинчатых конденсаторов 1.2 Конденсация пара внутри вертикальных труб и каналов 1.3 Гомогенная структура двухфазного потока 1.4 Конденсация при раздельном безградиентном течении парожидкостной смеси 1.5 Теплообмен при конденсации в каналах, образованных пластинами УП - 0,2 К 1.6 Теплопередача в пластинчатом конденсаторе 1.7 Исследование теплообмена при конденсации фреонов в плоских щелевых каналах 1.8 Локальные коэффициенты теплоотдачи 2. Безопасность жизнедеятельности Список литературы Аннотация В настоящее время в связи с растущими потребностями в промышленном холоде все более и более актуальными становятся исследования и внедрения новых типов теплообменных аппаратов, которые по своим показателям будут лучше используемых и широкораспространенных кожухотрубных аппаратов. Анализ литературы, показал, что в качестве конденсаторов холодильных машин наиболее перспективно применение цельносварного или пакетно-сварного пластинчатого конденсатора. Аммиачный пластинчатый конденсатор с площадью поверхности 50 м2, разработанный УкрНИИхиммашем и ЛТИХПом, был испытан в схеме холодильной машины. Масса аппарата составляла 1800 кг, максимальная тепловая производительность Q=500 кВт при среднем температурном напоре ?м=3,2 К и скорости движения воды в каналах wв=0,6 м/с. При работе конденсатора обеспечивалось значительное переохлаждение агента. Экспериментальная установка включает в себя следующие основные элементы: экспериментальный конденсатор -(I), кипятильник -(2), мерные емкости для измерения расхода хладагента-(3) и воды -(4),термостат -(5),водяной насос-(6), аммиачный насос-(7)систему трубопроводов и комплекс измерительной аппаратуры, а так же Х.М. для охлаждения воды в летнее время. ?к =10 кВт. методика проведения и обработки результатов экспериментов: q = Qk / Fk Величину Qk находят как среднюю, определяемую тремя независимыми способами: по мощности, потребляемой электронагревателями: QL=?Wэл; по теплу, отданному сконденсировавшимся аммиаком: Qk =VL •?L•r; по теплу, воспринятому охлаждающей водой: Qw=сwGw(twвых-twвх) Средние коэффициенты теплоотдачи при конденсации определяются из выражения: ? = q/(tн - tст) tст - средняя арифметическая из показаний всех термопар температура стенки: tст= 1. Методы эксперементального исследования теплообмена при конденсации 1.1 Теплообмен при конденсации пара в каналах пластинчатых конденсаторов Исследование теплообмена при конденсации пара в сложных каналах пластинчатых конденсаторов с различными типами гофрированных пластин впервые в нашей стране проведен Л.Л.Товажнянским [2,30,31]. Следует отметить, что предложенные Товажнянскмм зависямости не могут быть непосредственно применены для расчета конденсаторов фреоновых холодильных машин, так как указанный нижний предел использования этих уравнений (Re = 150) соответствует плотностям теплового потока значительно превышающим рабочие тепловые нагрузки аппаратов холодильных машин. Например для пластин УП - 0,2 К [26] при конденсация фреона 12 (tH =20°С) - Re =150 соответствует плотности теплового потока q=13000 Вт/м2; для аммиака - q=61300 Вт/ м2 Согласно [26] при среднем температурном напоре ?t= tн - tст?10 °К коэффициенты теплоотдачи при конденсации пара в каналах пластинчатых конденсаторов следует рассчитывать по формуле Нуссельта (1.3) для неподвижного пара.Однако, с уменьшением ширины канала растут средние скорости пара, это приводит к значительному превышению действительных значений ? над рассчитанными по уравнению (1.3) ори ?t 60 м/с 3 Гудикунц Д., Дорх Р, Вода Медная вертикальная труба l=2440 мм, dвн=7,45 мм - - Перегретый пар х2=0 P?1,5 бар М=88-457 кг/м2с Vvвх-до 300 м/с 4 Исаченко В.П. и сотрудники [24,25,26,27,28] Вода Медные и латунные вертикальные трубы l=1026; 1600; 390 мм dвн=9,88; 10 мм. Вода Медная горизонтальная вертикальная и наклон- ная трубы l=2410 мм dвн=12,55 мм - - х1=1,0 х2=0,011?0,55 Р?0,2?1,5 бар М=2,69?198 кг/м2с 9 Левин А.Б. [22,24] Фреон-12 Вертикальная(наклонная и горизонтальная) аллюминиевая (АМГ-3) труба l=1400 мм dвн=11,5 мм - 1,8?13,5 х1=1,0 х2=0 P=5,7?8,3 бар Vvвх=1,0?9,7 м/с 10 Миропольский З.Л. [25] Вода Медная и стальная (Ст-20)вертикальные и горизонтальные трубы dвн=8 мм (1,74?57,5)•105 - Перегретый пар, х2=0 Р?7?220 бар М=400?2000 кг/м2с 11 Розенов У. и др. Вода Медная вертикальная труба l=1000 мм dвн=19 мм (1?6)•105 5?20 Перегретый и насыщенный пар х2>0 Vvвх=40?140 м/с Рис. 1.2 Сопоставление данных различных авторов по теплообмену при конденсации внутри труб и каналов ------------ расчет по формуле Нуссельта; ---х--- - то же с учетом волнообразования; ---- • ---- - по данным [39]; 2a- по данным [87]( ?v=0); 2б- по данным [87] (?v=const=50); 3a- по данным[68](?P=0); 3б-эксперементальные данные [68]; 4а-по данным [76], А=4,41•10-5 канал ??к=3,0 мм Dэ=2 ??к; 4б-по данным [76],А>0; 5а-по данным [11],канал ??к=0,5 мм, Dэ=2 ??к; 6-по данным [12], канал ??к=0