ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при испарении и кипении чистых хладагентов в пленке, стекающей по пучкам горизонтальных труб из "Интенсификация теплообмена в испарительных холодильных машинах" Визуальные наблюдения за гидродинамикой пленки при орошении горизонтальных труб показывают, что при изменении плотности орошения меняется характер течения пленки по трубе и ее перетекания с трубы на трубу. Применительно к фреонам этот процесс протекает следующим образом [15]. [c.125] Существование той или иной зоны теплообмена (см. рис. П-8) зависело от плотности теплового потока, плотности орошения, давления, свойств рабочих жидкостей, состояния поверхностей теплообмена и шага трубного пучка. [c.126] Имеющиеся теоретические решения [72, 76 и др.], которые могут быть применены для расчета теплоотдачи в зоне испарения, относятся к безотрывному течению пленки, имеющему место лишь при орошении вертикальных труб. При орошении горизонтального пучка вследствие ударного воздействия набегающего потока возникает дополнительная турбулизация пленки в верхней (лобовой) части трубы, что сказывается и на теплоотдаче. Поэтому расчет по теоретическим уравнениям дает существенное расхождение с экспериментом. [c.126] Экспериментальные данные по теплоотдаче фреонов в стекающей по горизонтальным трубам пленке приведены в работах [15, 34, 155], о наличии подобных данных по аммиаку нам неизвестно. [c.126] Букиным [15, 34] исследована теплоотдача при испарении и кипении хладагентов R12, R22 и R113 в пленке, стекающей по пучкам горизонтальных труб в диапазоне изменения q — --25 кBт/м Г = (0,1--2,4)-10- иЩм-с), = + 50 —40 °С, Ро=(1н-7) 10 Па. Опыты выполнялись на трубах 1 из стали 1Х18Н9Т диаметром 18 X 0,3 мм, длиной 350 мм, с шероховатостью Яг = 1 мкм и 2 из меди М3 диаметром 20 X 2 мм, длиной 350 мм с шероховатостью = 1 мкм. Из труб компоновались горизонтальные пучки с числом труб по горизонтали 1—3 и по вертикали 6—22 и с относительным шагом S/d = 1,1 1,3 1,5 2,2. Как показали измерения, температура орошающей жидкости по высоте испарителя практически не изменялась. [c.126] Изменения коэ( ициента теплоотдачи по высоте пучка не обнаружено, поэтому данные, полученные для орошаемых одиночных труб, могут быть отнесены и к пучкам. [c.126] Характер влияния плотности орошения на теплоотдачу представлен на рис. V-2. На линии 1 (зона испарения) имеются три участка, соответствующие различным режимам течения пленки. При кипении (высокие значения q) плотность орошения практически не влияет на теплообмен (линия 6). [c.126] В зонах испарения и переходной с увеличением относительного шага трубного пучка теплоотдача возрастает (рис. V-3, линии 1—3) из-за роста кинетической энергии потока, набегающего на трубу и турбулизирующего пленку. В зоне развитого кипения шаг трубного пучка практически не влияет на теплоотдачу (линия 4). [c.126] При испарении давление не влияет на теплообмен. [c.127] В диапазоне изменения режимных параметров, характерном для работы испарителей холодильных машин, коэффициент теплоотдачи к пленке в 2—5 раз больше, чем при кипении в большом объеме. Интенсификация теплообмена в зоне испарения обусловлена значительной скоростью течения жидкости, турбулизацией потока при ударе его о трубу и волнообразованием на поверхности пленки. [c.127] При развитом кипении, как и при кипении в большом объеме, проявляется зависимость интенсивности теплоотдачи от плотности теплового потока, давления, свойств жидкости, а влияние гидродинамических параметров уменьшается. Характер зависимости = / (9, Ро) в этой области для кипения в пленке и в большом объеме аналогичен, а численные значения а в первом случае несколько выше. [c.127] Плотность теплового потока, соответствующая началу кипения ( 7 , к), возрастает при увеличении шага трубного пучка, плотности орошения и снижении температуры насыщения. [c.127] Сопоставление результатов измерений с визуальными наблюдениями показывает, что отдельные паровые пузыри не оказывают заметного влияния на средний коэффициент теплоотдачи, и только при увеличении д примерно в полтора раза в сравнении с / . к это влияние начинает проявляться. [c.127] Плотность теплового потока оказывает решающее действие на распределение локальных коэффициентов теплоотдачи а по периметру трубы. В режиме испарения максимальные значения л приходятся на верхнюю часть трубы, на которую падает струя с выше-расположенной части пучка. В режиме кипения значения а , распределяются по периметру практически равномерно. [c.128] Уравнение получено при Re = 250-г-5000, Рг = Зч-7,5, S/d == = 1,1-2,2. [c.128] Уравнения (V-6) — (V-9) с погрешностью (15— 20) % описывают экспериментальные данные [15, 155] о теплоотдаче R12, R22, R113 и R11 при испарении и кипении в пленке, стекающей по горизонтальным трубам. [c.128] Плотность теплового потока, соответствующая началу кипения, может быть найдена из уравнения. [c.129] Для оценки влияния большого числа труб в оросительном аппарате на теплоотдачу были проведены опыты на 22-рядном пучке труб [15]. Эксперименты показали, что при плотностях теплового потока, характерных для испарителей холодильных машин, и Г = 1,2-10 м /(м-с) уменьшение плотности орошения, вызванное разбрызгиванием и парообразованием, практически не влияет на теплоотдачу. При Г = 0,6-10 м /(м-с) и 9 = 6 кВт/м теплоотдача на двадцать первой трубе примерно на 10 % ниже, чем на верхних рядах, а при Г = 0,3-10 м /(м-с) на нижних трубах появляются сухие пятна, а следовательно, такая плотность орошения недостаточна для оросительных испарителей. Минимальное рекомендуемое значение Г равно 0,6-10 м /(м-с). [c.129] Вернуться к основной статье