ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Интенсификация теплоотдачи со стороны кипящего хладагента из "Интенсификация теплообмена в испарительных холодильных машинах" Исходя из сформулированных в главе П физических представлений о факторах, влияющих на теплообмен при кипении на пучках труб, можно наметить два основных пути интенсификации теплообмена в кожухотрубных испарителях со стороны кипящего хладагента 1) увеличение переноса теплоты собственньш парообразованием на каждой трубе 2) увеличение конвективной составляющей теплопереноса. [c.77] Оба эти пути взаимосвязаны, так как с повышением интенсивности парообразования на каждой трубе увеличивается конвективная составляющая теплоотдачи на трубах, расположенных выше нее. В свою очередь независимое увеличение конвективной составляющей должно повышать теплоотдачу отдельной трубы за счет дополнительного парообразования (усиление контактивного воздействия). [c.77] В настоящее время известны следующие способы интенсификации путем изменения поверхностных условий повышение шероховатости поверхности теплообмена, применение оребренных поверхностей с определенными геометрическими параметрами, нанесение на поверхность различного рода покрытий и др. Увеличение конвективной составляющей теплопереноса может быть достигнуто следующими способами изменением начального паросодержания потока, поступающего к нижним трубам испарителя изменением уровня заполнения испарителя изменением массовой скорости двухфазного потока, движущегося в каналах между трубами рациональным распределением располагаемого температурного напора по высоте пучка рациональной компоновкой пучка и др. [c.78] Ниже рассмотрены наиболее изученные в настоящее время и эффективные способы интенсификации. [c.78] С увеличением микрошероховатости поверхности повышается коэффициент теплоотдачи кипящей жидкости, причем а — по данным [33], и а — Rp , по данным К. Стефана [156]. Первые получены на основании экспериментов по кипению R12 при = = 5,8 и 1,83-10 Па и R113 при ро = 10 Па, R = 0,3 н- 60, q = = 0,8 ч- 50 кВт/м , вторые — в опытах с R11 при р = (1 3) 10 Па, Rp = 0,15-н 7,9 мкм, q = 1,2-=-40 кВт/м . [c.78] Высота неровностей R определяется ГОСТ 2789—59. Глубина гладкости Rp, принятая за характеристику шероховатости в немецкой литературе,— DIN 6763 п. п. 3,1.22. [c.78] Расхождение между значениями коэс ициента теплоотдачи при использовании указанных соотношений составляет, если принять R = Rp, при R = Ъ мкм — 11 %, при R = 20 мкм — 22 %. Если же считать в соответствии с определением этих величин Rp 2R , то расхождение соответственно уменьшается до 3—11 %. [c.78] Приведенные соотношения позволяют учитывать влияние чистоты обработки поверхности при расчете и сопоставлении коэффициентов теплоотдачи фреонов, кипящих на различных технических поверхностях R = 0,620 мкм). Они показывают, например, что при RJRzo = 20 (R o = 1) а увеличивается примерно в 1,8 раза. [c.78] Очевидно, что полностью охарактеризовать теплопередающие свойства поверхности нагрева только величиной R невозможно. Так, большое влияние имеют форма впадин на поверхности, а также радиус и угол раствора впадины, обусловленные способом обработки поверхности. Общий подход к влиянию шероховатости на процесс кипения рассматривается в работах И. 3. Коппа [66]. [c.79] Эксперименты [32] с кипением фреонов R22, R21 и R 318 на трубке из стали 1Х18Н9Т диаметром 5,1 мм (половина трубки по длине была промышленного изготовления с R — 3,84, а вторая с = 9,13 шаржирована пескоструйным аппаратом) показали, что во втором случае коэффициенты теплоотдачи примерно в 1,3—2 раза выше, чем в первом [плотность теплового потока q = 6- 16 кВт/м , давление кипения = (1ч-13) 10 Па]. [c.79] При этом действительное отношение коэффициентов теплоотдачи на шаржированной аш и гладкой поверхности а,-л оказалось более высоким, чем рассчитанное по соотношению aja = = Rzin , что свидетельствует о влиянии способа обработки поверхности на степень интенсификации. Наибольшее отношение aja n получено для R 318, наименьшее — для R22. Для разных фреонов влияние q м на степень интенсификации различное, но во всех случаях последняя возрастала при повышении и уменьшении q. [c.79] Проведенные во ВНИКТИхолодпроме Н. М. Медниковой испытания на R22 испарителя ИКТ-40а, стальные трубы которого были подвергнуты дробеструйной обработке, показали, что при = = — 15 °С, 7 = 1,8 кВт/м и = 1 м/с коэффициент теплопередачи аппарата увеличился примерно на 10 % по сравнению с коэффициентом теплопередачи аппарата из труб промышленного изготовления. Представляется, что причинами столь незначительного роста были протекание процесса в области неразвитого кипения, неблагоприятная лункообразная форма впадин, наличие масла и невысокое качество (загрязненность) используемых труб. [c.79] Увеличение теплового потока между средами (либо уменьшение габаритов) при заданном температурном напоре путем развития поверхности со стороны среды с меньшим коэффициентом теплоотдачи — хорошо известный и широко используемый в аппарато-строении метод. [c.80] Во фреоновых испарителях оребрение осуществляется со стороны хладагента, при этом используются медные трубы с накатными ребрами. На рис. IV-2 показаны основные типы оребренных труб, применяемых в настоящее время в отечественном холодильном аппаратостроении [28]. [c.80] Опыты с одиночными оребренными трубками, проведенные Д. Горенфло [126], X. Шротом [151 ] и В. А. Дюндиным [41 ], показали, что при 9= 1,7- -20 кВт/м и низких коэффициент теплоотдачи на оребренной трубе выше, чем на гладкой. Отношение ор/игл для исследованных расстояний между ребрами (5р = = 0,3-f-1,5 мм) и высот ребра (йр = 1ч-3,5 мм) возрастает с увеличением /ip/5p. При этом, по данным работы [151 ], оно не зависит от q и рц, по данным [41 ] — уменьшается с ростом q и Ро. В области q = 0,5- 1,7 кВт/м увеличение теплоотдачи на оребренных трубах не наблюдалось. Таким образом, интенсификация теплообмена путем оребрения достигается, как и следовало ожидать, только в зоне пузырькового кипения. [c.80] Увеличение интенсивности теплообмена на оребренных трубах объясняется увеличением числа действующих центров парообразования и улучшением условий теплоподвода к паровым пузырям во время их пребывания в межреберном пространстве. В местах соединения ребер с трубой вследствие изменения конфигурации поверхности и местных напряжений имеются локальное ухудшение смачиваемости поверхности и наличие абсорбированных газов. Благодаря этому и наибольшему перегреву жидкости создаются благоприятные условия для возникновения паровых зародышей в начале кипения и поддержания кипения в стабилизированном режиме. Трехсторонний подвод теплоты к небольшим объемам жидкости, находящейся в межреберном пространстве, способствует более быстрому прогреву ее и, следовательно, сокращению времени ожидания. [c.81] Теплоотдача при кипении R12 и R22 на пучках оребренных труб изучалась в работах [35, 41, 131, 142]. В. А. Дюндиным исследовалось кипение R12 и R22 на двух 10-трубных, 6-рядных по высоте пучках [35, 41] и кипение R22 на 31-трубном, 9-рядном по высоте пучке при q= 0,5 ч-9 кВт/м , /о = — 20-т-+ 30°С [60]. Трубы медные, ребра накатные, пучки шахматные, ромбические. Обогрев труб электрический. [c.81] Хеймбах [131] исследовал кипение на 10-трубном, 3-рядном шахматном пучке медных оребренных труб при / = 4 12 кВт/м R12 при = = — 30 -ь 10 °С и R22 при ta= — 37 О °С. [c.81] Мори и др. [142] изучали кипение R22 на 8-трубном, 3-рядном коридорном пучке медных оребренных труб при о = 2 ч- 14 кВт/м и = О -i-н—h 30 °С. [c.81] Вернуться к основной статье