ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача и потеря напора для пластинчато-стерженьковых теплообменников из "Современные эффективные теплообменники" Ниже дается краткое описание поверхностей, показанных на рис. 3-13, и принятой системы их условного обозначения. Представлены четыре основные типа развитых пластинчато-ребристых поверхностей с гладкими, разрезными (жалюзными), короткими пластинчатыми и волнистыми ребрами. [c.142] Поверхности с гладкими ребрами характеризуются длинными каналами малого сечения с гладкими стенками, теплоотдача и сопротивление в которых приблизительно описываются соотношениями, установленными для длинных труб круглого сечения однако здесь отчетливо проявляется влияние длины каналов, что учитывается на приведенных графиках в форме отношения длины к гидравлическому диаметру (/ /4чг). Следз ет заметить, что под Г нужно понимать не полную длину теплообменника в направлении потока, а длину гладкого ребра на полной длине. могут располагаться несколько гладких ребер, концы которых обычно не соединяются между собой наглухо пайкой или сваркой. Условное обозначение поверхности соответствует числу ребер, приходящихся на 100 жж ширины пакета так, поверхность 43,6 имеет 43,6 ребра на 100 мм ширины. [c.142] Разрезные или жалюзные, ребра выполняются просечкой металлической полосы с последующим отгибанием полосок металла в канал, по которому движется газовый поток такие выступы располагаются по всей длине канала на равном расстоянии один от другого. Наличие выступов обусловливает разрушение пограничного теплового слоя и интенсификацию теплоотдачи. Как правило, чем чаще расположены выступы, тем интенсивнее происходит теплоотдача, но в то же время возрастает и потеря напора. Однако потеря напора, соответствующая передаче определенного количества тепла, в пластинчатых теплообменниках с разрезными (жалюзными) ребрами меньше, чем прп наличии гладких ребер. Поверхности с разрезными ребрами условно обозначаются двумя числами первое характеризует длину отогнутого ребра в направлении потока, а второе — число ребер, приходящихся на 100 мм ширины пакета. Так, поверхность 9,5—43,6 имеет отогнутые ребра длиной 9,5 мм при числе ребер 43,6 на 100 мм ширины пакета. [c.142] Короткие пластинчатые ребра аналогичны разрезным, отличаясь от них способом изготовления и относительным расположением. Они обеспечивают получение весьма высоких значений коэффициента теплоотдачи. Условные обозначения такие же, как и для поверхностей с разрезными ребрами. [c.142] Волнистые ребра по своей эффективности приближаются к разрезным и коротким пластинчатым ребрам. Изменения направления движения потока в изогнутых каналах сопряжены с отрывом граничного слоя, т. е. достигается тот же эффект, что и в двух предыдущих случаях. Волнистые ребра условно обозначаются двумя числами первое обозначает число ребер, приходящихся на 100 мм ширины пакета, а второе — длину волны так, поверхность 45—9,5В имеет 45 ребер на 00 мм ширины пакета и расстояние 9,5 мм между смежными выступами или впадинами волнистой поверхности. [c.143] В табл. 3-1—3-4 приведены численные характеристики пластинчато-ребристых поверхностей, в частности, величина теплообменной поверхности, заключенной в единице объема ( 3, м-/м )-, следует подчеркнуть, что она относится к единице объема, ограниченного параллельными пластинами и содержащего развитую поверхность данного типа на другой стороне теплообменника (т. е. в системе каналов для другого теплоносителя) может использоваться поверхность иного типа, и поэтому вне конкретного решения бессмысленно относить теплообменную поверхность к полному объему теплообменника. Все необходимые пересчеты могут быть выполнены на основании уравнений (3-1) — (3-8). [c.143] В работе [3-1] данные, характеризующие теплоотдачу и сопротивление рассмотренных поверхностей, представлены графически, а также в виде таблиц, на основании которых могут быть построены соответствующие графики. Мы ограничиваемся воспроизведением графиков, сохраняя принятую авторами систему выражения связи между переменными, к рассмотрению которой мы и переходим. [c.143] Здесь О — весовая скорость в минимальном свободном сечении теплообменника, кг/м -ч, а — вязкость, кг/м-ч. [c.143] Остальные обозначения известны из предыдущего. [c.143] Величина гидравлического радиуса определяется по уравнению (3-1). [c.143] Зависимость (3-9) включает критерий Прандтля, т. е. учитывает физические свойства среды. Однако практически все опыты проводились с воздухом, и величина Рг изменялась мало. Тем не менее авторы [3-1] сочли целесообразным ввести Рг в степени 7з, как это обычно встречается в критериальных соотношениях, ограничив вероятную область применимости установленных зависимостей значениями 0,5 Рг 1, т. е. распространяя их на газы. [c.144] Коэффициент сопротивления определялся по величине эквивалентной силы трения, отнесенной к единице твплообменной поверхности, причем в нее включалось сопротивление, связанное также и с отрывом граничного слоя (сопротивление формы). [c.144] Коэффициент сопротивления выражен в функции критерия Рейнольдса, т. е. [c.144] Все физические свойства газа должны определяться при средней температуре потока (см. гл. 1). При больших температурных напорах в теплообменниках, структура поверхности которых содействует сохранению ламинарного граничного слоя, а также в области ламинарного режима течения (в теплообменниках с гладкими ребрами) необходимо вводить температурный фактор t т t p, где /ст — температура стенки и /ср — средняя температура потока. Рассмотрение этого вопроса выходит за пределы настоящей работы общие соображения изложены в известных курсах теплопередачи, а некоторые дополнительные замечания, относящиеся к рассмотренным поверхностям, — в работе [3-1]. [c.144] На рис. 3-14—3-40 представлены зависимости (3-9) и (3-11) для пластинчато-ребристых Поверхностей, характеристики которых помещены в табл. 3-1—3-4. Графики расположены в порядке, соответствующем табл. 3-1—3-4. Кривые на графиках построены на основании экспериментальных данных,, большинство которых получено методом стационарного режима в условиях нагревания воздуха конденсирующимся паром [3-6] , часть данных получена по методу нестационарного режима [3-7]. Значения С определялись на основании результатов продувки в изотермических условиях. [c.158] В работе Рисовича [3-22] приведены результаты исследования теплотдачи и сопротивления пластинчатых поверхностей с короткими ребрами обтекаемого профиля, обеспечивающего безотрывное обтекание. Опыты проводились при коридорном и шахматном расположении ребер. В результате сопоставления с некоторыми из рассмотренных выше поверхностей установлена высокая эффективность таких ребер, что позволяет существенно уменьшить объем и сечение теплообменников газотурбинных установок. [c.159] Пластинчато-стерженьковые теплообменники отличаются от рассмотренных выше пластинчато-ребристых тем, что в них происходит поперечное обтекание относительно тонких стержней, связывающих параллельные ограничивающие пластины. На рис. 3-41 показана одна из конструкций такой теплообменной поверхности и ее элементы. В данном случае между двумя ограничивающими пластинами в специальных направляющих пазах размещаются плоские проволочные змеевики собранный элемент помещается в печь, где происходит расплавление припоя, который после затвердевания обеспечивает хороший термический контакт стержней и пластин. [c.159] В табл. 3-5 приведены характеристики пяти различных пластинчато-стерженьковых поверхностей, исследованных Кейсом и Лондоном [3-1]. [c.160] Вернуться к основной статье