CC BY
10
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 259
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НЕОДНОРОДНОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ТЕПЛООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКУ ПОТОКА
И. П. ЧМЦИН, В. П. ИГНАТОВ, В. М. МАДЗУРЕНКО
(Представлена научно-методическим семинаром кафедры процессов, аппаратов и кибернетики химических производств)
В (Последние годы появился ¡ряд работ [1, 2] >по исследованию влияния электрического шля на интенсификацию теплообмена. Хотя в этой области и достигнуты некоторые положительные результаты, но они носят порой разноречивый характер ¡и не позволяют сделать обобщающие выводы.
Целью настоящей работы было ¡исследование ¡влияния неоднород-1нопо электростатического поля на теплообмен и гидродинамику потока. Исследования проводились в аппарате, представляющем вертикальный теплообменник типа «труба в трубе», в кольцевое пространство которого были введены электроды.
Теплоотдача осуществлялась от конденсирующегося ¡во внутренней трубе (водяного насыщенного ¡пара ¡к воздуху, протекающему в кольцевом пространстве аппарата. Вся длина трубы теплообменника была разбита условно на два участка,-с (целью снижения влияния условий входа потока ¡в аппарат ;на теплообмен и гидродинамику потока (11с1экв>50). Температуры стенки внутренней трубы и потока воздуха измерялись с помощью хром ел ь -коп е л ев ы х термопар, подключенных к потенциометру ПП-бЗ. Точность измерения температуры составляла 4=0,6° С. Измерения расхода воздуха, поступающего в теплообменник, производились с помощью дроссельного расходомера. Точность измерения расхода воздуха составляла ±3%. Гидравлические сопротивления измерялись наклонным тягонапорометром. Точность измерения ±0,2 н/м2.
Исследования по влиянию постоянного неоднородного электростатического поля на теплообмен и гидродинамику производились при вынужденном течении потока воздуха в межтрубном пространстве теплообменника. Режим течения потока воздуха — ламинарный К!е= = (600-^-2000). Электрическое напряжение подавалось на электрод длиной 0,565 м, диаметром 0,2 мм. Опыты отличались друг от друга расходом воздуха и величиной приложенного напряжения к электроду.
Результаты экспериментальных данных по теплоотдаче и гидравлическим сопротивлениям при наведении электрического поля представлены на рис. 1.
Из рисунка видно, что наличие электрического поля способствует интенсификации теплообмена. Так, при скорости потока 1^=0,73 од/сек коэффициент теплоотдачи при наведении электрического поля 7 ко увеличивается в 3,2 раза по сравнению с коэффициентом теплоотдачи без наведения электрического поля. Влияние электрического поля на
53 5.4 6,5 6.6 6,7 6А В.О 7Я
Ыку
Рис. 1. Влияние электрического поля на теплообмен и гидравлические сопротивления при различных скоростях
потока. # — 1Р=и;гб м/сек, --№ =
1,105 м/сек, А— №=1,66 м/сек., ▼ — №=1,97 м/сек
интенсификацию теплообмена при увеличении скорости потека уменьшается. Интенсификация теплообмена наблюдается. при наведении электрического поля с напряжением выше 6 /су. Величина гидравлических сопротивлений на измеряемом участке при наведении электрического поля также возрастает, но в меньше степени (Е = 7кю,
=0,73 м/сек, — =1,3), чем относительно
ный коэффициент теплоотдачи.
Проведенные визуальные наблюдения показали, что при подаче напряжения свыше 6 ко на электроде наблюдается коронный разряд.
Механизм влияния электрического поля на теплообмен и гидравлические сопротивления предположительно можно объяснить тем, что при наличии коронного разряда на электроде часть воздуха, прилегающего к нему, ионизируется. Положительные ионы, двигаясь к теплоотдающей поверхности, сталкиваются с нейтральными молекулами газа, создавая градиент давления, который вызывает электрический ветер, создающий дополнительную турбули-зацию потока воздуха.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. М. Б у з н и к. Интенсификация теплообмена в судовых установках. «Судостроение», М., 1969.
2. В. М. Боришанский. Достижения в области теплообмена. М., «Мир» 1970.
