Научная статья на тему 'Експериментальні дослідження розподілу швидкості повітряного потоку в міжрядному просторі трубних пучків і розподілу температур на поверхні нагрівальних елементів'

Експериментальні дослідження розподілу швидкості повітряного потоку в міжрядному просторі трубних пучків і розподілу температур на поверхні нагрівальних елементів Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
65
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
трубний пучок / швидкість / температура / повітряний потік / повітряний нагрівач / вентилятор / pipe bunch / speed / temperature / airstream / air heater

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — М. А. Кириченко, Н. В. Чепурна, С. В. Барановська

Наведено результати експериментальних досліджень розподілу швидкості повітряного потоку в міжрядному просторі трубних пучків і температур на поверхнях нагрівальних елементів. Результати експериментів засвідчили, що осьові вентилятори формують нерівномірний повітряний потік перед нагрівальним трубним пучком. Ця початкова нерівномірність повітряного потоку в трубному пучку поширюється як по перерізу пучка, так і по його глибині. Нерівномірний повітряний потік істотно впливає на температуру поверхні нагрівальних елементів. Розподіл температури на поверхні нагрівальних елементів залежить від швидкості повітряного потоку. Ці експерименти дають змогу оптимізувати компоновку розташування нагрівальних елементів у вентиляційно-опалювальних агрегатах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Experimental Researches of Airstream Speed Distribution in the Interrow Space of Pipe Bunches and Temperatures on the Surface of Heater Elements

Some results of experimental researches of airstream speed distribution in the interrow space of pipe bunches and temperatures on the surface of heater elements are provided. The results of experiments showed that axial ventilators formed the uneven current of air before a heater pipe bunch. This initial unevenness of air current in a pipe bunch spreads both on the cut of bunch and on its depth. The uneven air current substantially influences the temperature of heater elements surface. The distribution of temperature on the surface of heater elements depends on the speed of airstream. These experiments allow optimizing arrangement of the location of heater elements in ventilating-heating aggregates.

Текст научной работы на тему «Експериментальні дослідження розподілу швидкості повітряного потоку в міжрядному просторі трубних пучків і розподілу температур на поверхні нагрівальних елементів»

7. Берлинер М.А. Измерения влажности / М.А. Берлинер. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. -М. : Изд-во "Энергия", 1973. - 400 с.

8. Алейников А.Ф. Датчики (перспективные направления развития) : учебн. пособ. / А.Ф. Алейников, В.А. Гридчин, М.П. Цапенко; под ред. М.П. Цапенко. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2001. - 176 с.

Ивах Р.М. Систематизация методов измерения диэлектрической проницаемости

Рассмотрена актуальность исследования диэлектрических свойств материалов, приведены основные области применения диэлькометрии, особое внимание сосредоточено на возможности использования диэлькометрических методов во влагометрии. Проведена систематизация методов измерения диэлектрической проницаемости с учетом рода тока. Кратко охарактеризованы основные группы методов, проанализированы их преимущества и недостатки, указаны возможные частоты переменного тока использования, а также значения погрешностей, которые при этом можно достичь. На основе проведенных теоретических исследований рекомендовано приоритетные методы измерения диэлектрической проницаемости для определенного диапазона частот.

Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, методы, измерение переменного тока, постоянный ток, мостовые методы, методы.

Ivakh R.M. Systematization of the Methods of Measuring Dielectric Permittivity

The relevance of research of the dielectric properties of materials is considered. Some basic application areas of dielectrometry are described. Special attention is paid to the possibility of using methods in the sample, humidity measurement. The systematization of the methods of measuring the dielectric permittivity concerning the type of current is made. Some basic groups of methods are briefly described, their advantages and disadvantages are analysed. Possible frequency AC use and value of errors that can be reached are indicated. On the basis of theoretical research priority methods for measuring the dielectric permittivity for a given frequency band are recommended.

Key words: dielectric permittivity, methods of measurement, AC, DC, bridge methods, power methods.

УДК697:696.628.8 Доц. М.А. Кириченко, канд. техн. наук; доц. Н.В. Чепурна, канд. техн. наук; доц. С.В. Барановська, канд. техн. наук -Кшвський НУ будiвництва та архтектури

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬШ ДОСЛ1ДЖЕННЯ РОЗПОД1ЛУ ШВИДКОСТ1 ПОВ1ТРЯНОГО ПОТОКУ В М1ЖРЯДНОМУ ПРОСТОР1 ТРУБНИХ ПУЧК1В I РОЗПОД1ЛУ ТЕМПЕРАТУР НА ПОВЕРХН1 НАГРШАЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТ1В

Наведено результати експериментальних дослщжень розподшу швидкост пови-ряного потоку в мiжрядному npocTopi трубних пучюв i температур на поверхнях нагрь вальних елеменпв. Результати експерименпв засвщчили, що осьовi вентилятори фор-мують неpiвномipний повггряний потш перед на^вальним трубним пучком. Ця почат-кова неpiвномipнiсть пов^яного потоку в трубному пучку поширюеться як по перерь зу пучка, так i по його глибиш. Неpiвномipний пов^яний потш ютошо впливае на температуру поверхш на^вальних елементш. Розподш температури на поверхш нагрь вальних елеменпв залежить вiд швидкостi пов^яного потоку.

Цi експерименти дають змогу оптишзувати компоновку розташування нагршаль-них елементiв у вентиляцшно-опалювальних агрегатах.

Ключовi слова: трубний пучок, швидкiсть, температура, пов^яний потiк, пови-ряний на^вач, вентилятор.

Вступ. Електрокалориферна технiка е однieю з галузей опалювально-вентиляцiйноí техшки, яка швидко розвиваеться. Опалювально-вентиляцiйнi аг-регати рiзняться великою рiзноманiтнiстю конструктивного оформлення. Переваги електрокалориферiв полягають у можливосп швидкого отримання як низь-котемпературного теплового потоку повiтря в межах до 60°С, не порушуючи комфортш умови в примщенш, iз забезпеченням необхiдного повирообмшу, так i високотемпературного теплового потоку для життедiяльних або техноло-гiчних потреб. Електрокалорифернi установки можуть сумщатися з системами вентиляцп. Завдяки цьому електрокалорифери набувають поширення за кордоном i в нашш краíнi.

На сьогоднi багато передових технологiй знайшло свое вщображення в електрокалориферах мало1 потужностi до 2 кВт, яю призначенi для тимчасового повiтряного опалення житлових i громадських примiщень. Тепловi вентилятори мало1 потужностi, маючи сучасний дизайн, компоновку, новi матерiали, малу металоемнiсть, висою теплотехнiчнi характеристики, е доволi перспективними для тимчасового i допомiжного опалення примщень.

Конструкцií електрокалориферш велико1 потужносп мало розвиненi, по-ршняно з тепловими вентиляторами мало!' потужностi. В електрокалориферах велико!' потужносп повiльно впроваджуються сучаснi матерiали, що пов'язано з великою потужшстю установок та зростанням 'х вартостi.

Актуальнiсть роботи. Зменшення маси i габаритiв теплообмiнних апа-ратш велико! потужностi пов'язано з використанням iнтенсифiкацií теплообмiну за рахунок штучно! турбулiзацií потоку повiтря. Штучним турбулiзатором мо-же бути вентилятор при встановленш його на нагштанш повiтряного потоку. Необхвдно розмiщувати електрона^вальний блок на оптимальнiй вiдстанi ввд вентилятора. Розташування електронагршального блоку близько до вентилятора, з метою зменшення маси i габаритних розмiрiв, призведе до нерiвномiрного обдувания повиряним потоком перших рядiв електричних нагршачш, що е не-бажаним явищем, оскiльки це спричиняе пiдвищення температури на поверхнi ТЕНiв. Пiдвищення температури призводить до пригорання пилу, до можливос-тi перегорання електричних нагрiвачiв i до можливого зниження ефективносп конвективно-примусового теплообмiну, який в електрокалориферах е визна-чальним видом теплопередача Розташування електронагршального блоку на ввдсташ стабiлiзацií повiтряного потоку пiсля вентилятора призводить до сильного збшьшення розмiрiв електричного повiтряно-опалювального агрегату, а варiант вирiшення проблеми шляхом встановлення пластин, якi виршнюють по-в^яний потiк, мае важливий недолiк - збшьшення гiдравлiчного опору.

Мета i завдання дослщження. Здiйснити експериментальнi дослщжен-ня розподшу швидкостi повiтряного потоку в мiжрядному просторi трубних пучтв i температур на поверхнi нагршальних елементiв на дiючих моделях опа-лювально-вентиляцiйних агрегатш. При цьому розглянути ситуащю, коли осьо-вий вентилятор встановлюеться перед нагршальним трубним пучком, який спричиняе нерiвномiрний повiтряний потш з пiдвищеною турбулентнiстю.

Експериментальнi дослщження та 1х аналiз. Експериментальна установка складаеться з осьового вентилятора номшальною продуктивнiстю 350 м3/год, металевого повiтропроводу з поперечним перерiзом 180x180 мм та нагршального блоку, на який вентилятором подаеться повиря з температурою 20 °С.

Рис. 1. РозпоЫл швидкостей у м1жтрубному простор1 трубного пучка: 1) коридорне розташування труб: а) перший ряд, б) третт ряд, в) шостий ряд, г) дев'ятий ряд; 2) шахове розташування труб: д) перший ряд, е) третт ряд, е) шостий ряд, ж) дев'ятий ряд

Нагрiвальний блок - це набiр керамiчних трубок дiаметром 7 мм, розта-шованих у шаховому порядку. Густота розташування трубок визначаеться вщ-носними поперечними (^1/^=2,85) та поздовжнiми (^/0=2,85) вiдстанями. Всьо-го у блоцi 9 рядiв трубок по 9 трубок у кожному ряд1

5) 6)

Рис. 2. РозподЫ температури на поверхт нагр1вальних елемент1в в1дноснорозташування в ряЫ I по глибиш трубного пучка: 1) перший коридорний ряд; 2) третш ко-ридорний ряд; 3) дев'ятий коридорний ряд; 4) перший шаховий ряд; 5) третш шаховий

ряд; 6) дев'ятий шаховий ряд

Розподт швидкост1 пов1тряного потоку в м1жрядному простор! трубних пучк1в для шахового та коридорного !х розташування наведено на рис. 1. Варто звернути увагу на те, що знак "мшус" означае протилежний напрямок пов1тря-ного потоку ввдносно основного напрямку пов1тряного потоку.

Анатзуючи розподш швидкостей у простор1 м1ж трубками, видно, що початкова нер1вном1рнкть пов1тряного потоку швидше вир1внюеться по глиби-ш та поперечному перер1з1 в раз1 шахового розташування трубок. Варто також зазначити для перших ряд1в формування двох зон 1з швидккним режимом та режимом з низькою швидкктю в центр!

Розподт температур на поверхш нагр1вальних елеменпв при обтжанш не-ршношрним повггряним потоком з пдвищеною турбулентшстю наведено на рис. 2.

Анал1зуючи розподш температури на поверхш нагршальних елеменпв по перер1зу трубного пучка, варто зазначити висою температури в центр1 трубного пучка труб, спричинеш низькою швидкктю пов1тряного потоку в цш области

Висновок. Бшьшкть сучасних вентиляцшно-опалювальних агрегапв працюють в режиш, коли пучки труб (нагршальш елементи) омиваються нер1в-ном1рним турбул1зованим пов1тряним потоком. Це пов'язано насамперед з тим, що осьовий вентилятор розташований перед нагршальними елементами та не-можливо розмктити нагр1вальш елементи на вщсташ пдродинам1чно1 стабш-зацц пов1тряного потоку (це приведе до зростання габаритних розм1р1в вентиляцшно-опалювальних агрегапв).

Початкова нер1вном1рнкть пов1тряного потоку в трубному пучку вщ встановлення осьового вентилятор1в на нагштання, поширюеться як по перер1зу пучка, так 1 по його глибиш Перш1 ряди трубного пучка виступають в рол1 ви-р1внювач1в потоку 1 цим самим з третього-четвертого рядш пов1тряний потш вир1внюеться як по перер1зу, так 1 по глибиш пучка.

Досл1дження нер1вном1рност1 пов1тряного потоку в пучку труб дае змогу оптишзувати компоновку розташування нагршальних елеменпв у вентиляцшно-опалювальних агрегатах.

Лггература

1. Сперроу. Влияние вызванного загромождением неравномерного распределения потока на теплообмен и падение давления в трубном пучке / Сперроу // Труды Американского общества инженеров механиков. Теплопередача, 1982. - Т. 104, № 4. - Рр. 123-127.

2. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках / А.А. Жукаускас. - М. : Изд-во "Наука", 1982. - 472 с.

3. Худенко А.А. Тепловвддача трубного пучка електрокалорифер1в у иотощ повпря вщ осьового вентилятора / А.А. Худенко, М.А. Кириченко // Бущвельш матерiали, вироби та саш-тарна технжа : зб. наук. праць. - К. : Вид-во ДНД1СТ. - № 16. - 2001. - С. 82-85.

4. Малюн Е.С. 1нтенсифжащя теплообмену в пов^яно-опалювальних агрегатах з трубчас-тими нагр1вачами / Е.С. Малюн, М.А. Кириченко, Н.В. Чепурна // Енергоефективнiсть в будв-ництвi та архiтектурi : наук.-техн. зб.; вiдпов. ред. П.М. Кулков. - К. : Вид-во КНУБА, 2014. -Вип. 6. - С. 183-187.

Кириченко М.А., Чепурная Н.В., Барановская С.В. Экспериментальные исследования распределения скорости воздушного потока в междурядном пространстве трубных пучков и распределения температур на поверхности нагревательных элементов

Приведены результаты экспериментальных исследований распределения скорости воздушного потока в междурядном пространстве трубных пучков и температур на поверхностях нагревательных элементов. Результаты экспериментов показали, что осевые вентиляторы формируют неравномерный воздушный поток перед нагревательным трубным пучком. Данная начальная неравномерность воздушного потока в трубном пучке распространяется как по перерезу пучка, так и по его глубине. Неравномерный воздушный поток существенно влияет на температуру поверхности нагревательных элементов. Распределение температуры на поверхности нагревательных элементов зависит от скорости воздушного потока. Данные эксперименты дают возможность оптимизировать компоновку расположения нагревательных элементов в вентиляционно-отопительных агрегатах.

Ключевые слова: трубный пучок, скорость, температура, воздушный поток, воздушный нагреватель, вентилятор.

Kyrychenko M.A., Chepurna N. V., Baranovska C. V. Experimental Researches of Airstream Speed Distribution in the Interrow Space of Pipe Bunches and Temperatures on the Surface of Heater Elements

Some results of experimental researches of airstream speed distribution in the interrow space of pipe bunches and temperatures on the surface of heater elements are provided. The results of experiments showed that axial ventilators formed the uneven current of air before a heater pipe bunch. This initial unevenness of air current in a pipe bunch spreads both on the cut of bunch and on its depth. The uneven air current substantially influences the temperature of heater elements surface. The distribution of temperature on the surface of heater elements depends on the speed of airstream. These experiments allow optimizing arrangement of the location of heater elements in ventilating-heating aggregates.

Key words: pipe bunch, speed, temperature, airstream, air heater.

УДК 678.027.3 Директор А.М. Найда -

ТзОВ "Калуський трубний завод", м. Калуш

ПОР1ВНЯЛЬН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТРУБ З НЕПЛАСТИФ1КОВАНОГО ТА ОР16НТОВАНОГО ПОЛ1В1Н1ЛХЛОРИДУ

Подано результати проведених випробовувань фiзико-мехшiчних властивостей труб з ПВХ i ПВХ-О, а саме на ошр падаючого вантажу, межу текучосй, вщносне ви-довження, змши довжини труб при нагргванш, температури розм'якшення за Вжа, стшюсть до дихлоретану, стшюсть до постшного внутршнього тиску. Параметри виз-начено за допомогою такого обладнання, як тестер удару Gotech GT-7037-DA; розривна машина GT-AI7000-M, прилад Вжа, лабораторна термокамера, гiдравлiчний стенд, зпд-но з ДСТУ Б.В.2.7-147:2007 "Будiвельнi матерiали. Труби iз непластифшованого полгы-ншхлориду та фасоннi вироби до них для холодного водопостачання. Техшчш умови". Наведено переваги труб з ПВХ-О над трубами з ПВХ.

Ключовi слова: шшмерний матер1ал, труба з ПВХ-О, труба з ПВХ, полшшшхло-рид, опiр падаючого вантажу, межа текучосп, вiдносне видовження, змша довжини труб при нагр1ванш, температура розм'якшення за Вжа, стшюсть до дихлоретану, стшюсть до постiйного внутршнього тиску.

Вступ. Труби з непластифшованого полiвiнiлхлориду (НПВХ) у водо-постачанш i каналiзацií прийшли на 3aMiHy труб з чавуну, бетону, залiзобетону, полiолефiнiв. Вони е найкращим шляхом виртення проблем зменшення витрат у прокладанш мереж. Труби з орiентовaного ПВХ (ПВХ-О) стають ефективним конкурентом труб iз НПВХ. Завдяки процесу молекулярно1 орiентaцií НПВХ цi труби вiдрiзняються значною кiлькiстю виняткових особливостей серед iнших

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.