ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О применении оребренных трубок в витых поперечноточных теплообменниках из "Современные эффективные теплообменники" Большое количество медных трубок расходуется на изготовление теплообменников воздухоразделительных установок средней и малой производительности, которые в большом числе выпускаются промышленностью. [c.117] Характерной особенностью витых теплообменников являются относительно высокие значения коэффициента теплоотдачи в трубках (газ высокого давления или жидкость) и низкие значения коэффициента теплоотдачи в межтрубном пространстве (газ низкого давления). Наружная поверхность гладких трубок превышает внутреннюю поверхность всего на 15—30% (в зависимости от диаметра и толщины стенки), поэтому определяющее значение при расчете поверхности теплопередачи имеет величина коэффициента теплоотдачи на наружной поверхности трубки. Очевидна целесообразность увеличения наружной поверхности трубок, омываемой газом низкого давления, и компенсации таким способом сравнительно низкого значения коэффициента теплоотдачи, характерного для нее. Одним из возможных решений задачи может быть использование оребренных трубок в витых теплообменниках. В этом случае следует ожидать значительного сокращения размеров витых теплообменников и уменьшения их веса, что весьма существенно, учитывая дефицитность меди и большой ее расход на изготовление таких аппаратов. [c.117] Для исследования теплоотдачи и сопротивления был изготовлен поперечноточный теплообменник из оребренных трубок. Трубки навиты в четыре слоя на сердечник диаметром 100 мм, причем полная их длина равнялась 43,4 м поверхность теплоотдачи на стороне оребрения 4,18 м . [c.118] Теплоотдача исследовалась в условиях охлаждения воздуха, омывающего оребренную поверхность трубок, внутри которых протекала вода. [c.118] На основании измерений определялся общий коэффициент теплопередачи, а затем вычислялось значение коэффициента теплоотдачи на стороне воздуха, для чего предварительно устанавливалось расчетным путем значение коэффициента теплоотдачи на стороне воды Ов в проведенных опытах Ов — 9 000 ккал м ч - град, и основное термическое сопротивление переносу тепла сосредоточено на стороне, омьшаемой воздухом поэтому погрешности, связанные с расчетным определением величины Ов, практически не отражаются на точности установленных значений коэффициента теплоотдачи для оребренной поверхности а. [c.118] Здесь а — коэффициент теплоотдачи на стороне оребренной поверхности, условно отнесенный к наружной поверхности гладкой трубки диаметром ё, несущей оребрение, ктл1м -ч-град, уи — скорость воздуха в среднем сечении, м /сек. [c.119] Н — длина участка, на котором выполнена навивка теплообменника, м. [c.119] Уравнение (2-61) охватывает исследованную область Ке = == 1 ООО н- 5 ООО впоследствии оно было проверено вплоть до Не = 10 ООО. [c.119] Уравнение (2-63) охватывает область Ке = 700- 5 ООО. [c.119] Физические свойства воздуха (теплопроводность X, кинематическая вязкость V и плотность V) определяются лри средних температуре и давлении в межтрубном пространстве витого теплообменника. [c.119] Опытная установка, методика работы и обработки опытных данных более детально описаны в статье авторов [2-57]. [c.119] Нами были выполнены расчеты, имевщие целью оценить эффективность применения исследованных оребренных трубок в типовых витых теплообменниках воздухоразделительных установок. Данные, характеризующие условия работы и параметры витых гладкотрубных теплообменников, заимствованы из соответствующих проектных материалов. При расчете витых теплообменников из оребренных трубок, параметры которых совпадали с исследованными нами, использовались уравнения (2-61) и (2-63), при этом мы стремились добиться совпадения потерь напора в межтрубном пространстве сопоставляемых теплообменников из оребренных и гладких трубок. [c.119] Для эффективного использования оребренных трубок в теплообменниках с газовыми потоками целесообразно несколько увеличить скорость сжатого газа в трубках, что приводит к интенсификации теплоотдачи внутри трубок. Это сопряжено с некоторым увеличением потери напора в трубках однако во всех рассмотренных случаях потеря напора не выходит за допустимые пределы и к тому же она не столь существенна для потока газа высокого давления. [c.120] Результаты расчетов представлены в табл. 2-19. [c.120] Для крупных установок технологического кислорода и жидкого кислорода применение оребренных трубок в теплообменниках позволит сэкономить несколько тонн меди на каждой выпускаемой установке. Так как изготовление оребренных трубок не сопряжено с большими затратами, а организация их производства не требует сложного и дорогостоящего оборудования, то экономическая эффективность их применения должна быть весьма существенной. [c.120] Для приближенного определения потери напора можно воспользоваться уравнением (2-63) надо полагать, что оно окажется применимым и для трубок с параметрами, указанными в табл. 2-20, так как увеличение омываемой поверхности, связанное с увеличением высоты ребер, приводит к возрастанию свободного сечения. [c.122] В табл. 2-21 содержатся результаты сравнительных расчетов газовых теплообменников и переохладителей жидкости, в которых использованы оребренные трубки с рекомендуемыми параметрами (табл. 2-20). При этом удается уменьшить число трубок на 30—40% по сравнению с гладкотрубными аппаратами, что упрощает технологию изготовления теплообменников. 1В то же время вес трубок в теплообменниках уменьшается на 35—50%, высота теплообменников сокращается на 30—55%, а наружный диаметр — на 10— 5%. Таким образом, примеиение оребренных трубок с несколько большим внутренним диаметром (табл. 2-20) в витых теплообменниках воздухоразделительных установок приводит к существенной экономии меди, уменьшает вес и габариты аппаратов. [c.122] Вернуться к основной статье