Научная статья на тему 'Tеоретические аспекты исследования интенсификации теплообмена с использованием локальных турбулизаторов потока в перспективных компактных применяемых в сельском хозяйстве трубчатых теплообменных аппаратов'

Tеоретические аспекты исследования интенсификации теплообмена с использованием локальных турбулизаторов потока в перспективных компактных применяемых в сельском хозяйстве трубчатых теплообменных аппаратов Текст научной статьи по специальности «Энергетика»

CC BY
237
25
Поделиться
Ключевые слова
ТЕПЛООБМЕННИК / ТРУБЧАТЫЙ / СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО / ИНТЕНСИФИКАЦИЯ / ТУРБУЛИЗАТОР / КОМПАКТНЫЙ / ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ / HEAT EXCHANGER / TUBULAR / AGRICULTURE / INTENSIFICATION / TURBULATOR / COMPACT / THEORETICAL

Аннотация научной статьи по энергетике, автор научной работы — Лобанов И.Е.

В работе показано, что теоретическое исследование интенсификации теплообмена имеет преимущества перед экспериментальными исследованиями, поэтому его необходимо применять для совершенствования применяемых в сельском хозяйстве теплообменников. Применения интенсификации теплообмена позволяет улучшить массогабаритные показатели теплообменных аппаратов современного сельского хозяйства, повысить их тепловую эффективность, снизить гидравлические потери на прокачку теплоносителя, в так же понизить температуру стенок теплообменного аппарата. Имеющиеся эксперимент и теория позволяет с достаточной точностью количественно детерминировать улучшение показателей перспективных теплообменных аппаратов с интенсифицированным теплообменом, применяемых с современном сельском хозяйстве, что обусловливает ее дальнейшее совершенствование. Экспериментальные измерения и теоретические расчётные данные позволяют заключить, что применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах теплообменников, применяемых в современном сельском хозяйстве, очень эффективно с точки зрения увеличения тепловой мощности теплообменника при снижении его гидросопротивления, улучшения его массогабаритных показателей. Применение теплообменников с интенсифицированным теплообменом в сельском хозяйстве представляется актуальным на современном этапе, поскольку оно позволяет реализовать необходимые эксплуатационные характеристики с более высокой точностью, надёжностью и с гораздо меньшими энергетическими потерями с повышенной ремонтопригодностью сельскохозяйственного оборудования, чем существующие методы. Теоретические расчётные данные позволяют заключить, что применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах трубчатых теплообменников, применяемых в сельском хозяйстве, очень эффективно с точки зрения увеличения тепловой мощности при снижении гидросопротивления, улучшения массогабаритных показателей.

Похожие темы научных работ по энергетике , автор научной работы — Лобанов И.Е.,

Theoretical aspects of probe of an intensification of heat exchange with use local turbulators a flow in perspective compact tubular warmly exchange devices applied in agriculture

In operation it is displayed that theoretical probe of an intensification of heat exchange has advantages before experimental researches, therefore it is necessary for applying to perfecting of heat interchangers applied in agriculture. Applications of an intensification of heat exchange allows to improve mass and dimensional indexes of warmly exchange devices of modern agriculture, to raise their thermal efficiency, to lower hydraulic losses on a heat-carrier bleeding, in also to reduce temperature of walls of warmly exchange device. Available experiment and the theory allows to determine quantitatively with an adequate accuracy improvement of indexes of perspective warmly exchange devices with the intensified heat exchange, applied with modern agriculture that stipulates its further perfecting. Experimental gaugings and theoretical settlement data allow to conclude that application turbulators a flow with a view of a heat exchange intensification in tubes of the heat interchangers applied in modern agriculture, is very effective from the point of view of increase in a heat rate of a heat interchanger at lowering of its hydroresistance, improvement of its mass and dimensional indexes. Application of heat interchangers with the intensified heat exchange in agriculture is represented actual at the present stage as it allows to realise necessary operating performances with more split-hair accuracy, reliability and with ready smaller power losses with heightened repair suitability of the agricultural equipment, than existing methods. Theoretical settlement data allows to conclude that application turbulators a flow with a view of a heat exchange intensification in tubes of the tubular heat interchangers applied in agriculture, is very effective from the point of view of heat rate increase at lowering of hydraulic resistance, improvement of mass and dimensional indexes.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Tеоретические аспекты исследования интенсификации теплообмена с использованием локальных турбулизаторов потока в перспективных компактных применяемых в сельском хозяйстве трубчатых теплообменных аппаратов»

ГЛАВНАЯ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ НОВОСТИ КОНТАКТЫ

V экон

экономика

УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ И АВТОРЫ!

Электронный научный журнал «Аэкономика: экономика и сельское хозяйство» (ISSN: 2500-0861) включен в РИНЦ, ЦНСХБ, КиберЛенинку. Данные выгружаются в БД: Google Scholar, OCLC WorldCat, EBSCO, ROAR, BASE, OpenAIRE, RePEc. Научные статьи публикуются ежедневно. Ежемесячная аудитория: более 10 000 уникальных пользователей. Приглашаем авторов к бесплатной публикации научных статей.

TЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛОКАЛЬНЫХ ТУРБУЛИЗАТОРОВ ПОТОКА В ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОМПАКТНЫХ ПРИМЕНЯЕМЫХ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ТРУБЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Главная страница журнала

Экономические науки

Theoretical aspects of probe of an intensification of heat exchange with use local turbulators a flow in perspective compact tubular warmly exchange devices applied in agriculture

Сельскохозяйственные науки

УДК 631.371:636

О журнале

Редакция

Общая лента

Выпуски

25.01.2017

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Выходные сведения:

Лобанов И.Е. Теоретические аспекты исследования интенсификации теплообмена с использованием локальных турбулизаторов потока в перспективных компактных применяемых в сельском хозяйстве трубчатых теплообменных аппаратов // Аэкономика: экономика и сельское хозяйство, 2017. № 1 (13). URL: http://aeconomy.ru/science/agro/teoreticheskie-aspekty-issledovaniya/

Опубликовать статью. Авторам

НОВОСТИ

Авторы:

Лобанов И.Е. д.т.н., ведущий научный сотрудник ПНИЛ—204, ФГБОУ Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Российская Федерация (125993 Россия, г. Москва, Волоколамское шоссе, 4), e-mail: lloobbaannooff@live.ru

Экономика

Сельское хозяйство

Authors:

Lobanov I.E. Dr.Sci.Tech., leading research assistant PNIL-204, FGBOU the Moscow aviation institute (national research university), Moscow, the Russian Federation (125993 Russia, Moscow, Volokolamsk highway, 4),

e-mail: lloobbaannooff@live.ru

Это интересно

Ключевые слова:

теплообменник, трубчатый, сельское хозяйство, интенсификация, турбулизатор, компактный, теоретический

Keyword:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

heat exchanger, tubular, agriculture, intensification, turbulator, compact, theoretical Аннотация:

В работе показано, что теоретическое исследование интенсификации теплообмена имеет преимущества перед экспериментальными исследованиями, поэтому его необходимо применять для совершенствования применяемых в сельском хозяйстве теплообменников.

Применения интенсификации теплообмена позволяет улучшить массогабаритные показатели теплообменных аппаратов современного сельского хозяйства, повысить их тепловую эффективность, снизить гидравлические потери на прокачку теплоносителя, в так же понизить температуру стенок теплообменного аппарата. Имеющиеся эксперимент и теория позволяет с достаточной точностью количественно детерминировать улучшение показателей перспективных теплообменных аппаратов с интенсифицированным теплообменом, применяемых с современном сельском хозяйстве, что обусловливает ее дальнейшее совершенствование.

Экспериментальные измерения и теоретические расчётные данные позволяют заключить, что

И©х UДИПОЛЬ

РАСПРОДАЖА СКЛАДА

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

сУ .

^Кь VH il, KEïSiOMT

<1 НАК □

' I

PLUKB № J «

Готовы К отгрузке

СЕГОДНЯ

применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах теплообменников, применяемых в современном сельском хозяйстве, очень эффективно с точки зрения увеличения тепловой мощности теплообменника при снижении его гидросопротивления, улучшения его массогабаритных показателей. Применение теплообменников с интенсифицированным теплообменом в сельском хозяйстве представляется актуальным на современном этапе, поскольку оно позволяет реализовать необходимые эксплуатационные характеристики с более высокой точностью, надёжностью и с гораздо меньшими энергетическими потерями с повышенной ремонтопригодностью сельскохозяйственного оборудования, чем существующие методы.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Теоретические расчётные данные позволяют заключить, что применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах трубчатых теплообменников, применяемых в сельском хозяйстве, очень эффективно с точки зрения увеличения тепловой мощности при снижении гидросопротивления, улучшения массогабаритных показателей.

Annotation:

In operation it is displayed that theoretical probe of an intensification of heat exchange has advantages before experimental researches, therefore it is necessary for applying to perfecting of heat interchangers applied in agriculture.

Applications of an intensification of heat exchange allows to improve mass and dimensional indexes of warmly exchange devices of modern agriculture, to raise their thermal efficiency, to lower hydraulic losses on a heat-carrier bleeding, in also to reduce temperature of walls of warmly exchange device. Available experiment and the theory allows to determine quantitatively with an adequate accuracy improvement of indexes of perspective warmly exchange devices with the intensified heat exchange, applied with modern agriculture that stipulates its further perfecting.

Experimental gaugings and theoretical settlement data allow to conclude that application turbulators a flow with a view of a heat exchange intensification in tubes of the heat interchangers applied in modern agriculture, is very effective from the point of view of increase in a heat rate of a heat interchanger at lowering of its hydroresistance, improvement of its mass and dimensional indexes. Application of heat interchangers with the intensified heat exchange in agriculture is represented actual at the present stage as it allows to realise necessary operating performances with more split-hair accuracy, reliability and with ready smaller power losses with heightened repair suitability of the agricultural equipment, than existing methods.

Theoretical settlement data allows to conclude that application turbulators a flow with a view of a heat exchange intensification in tubes of the tubular heat interchangers applied in agriculture, is very effective from the point of view of heat rate increase at lowering of hydraulic resistance, improvement of mass and dimensional indexes.

Теплообменные аппараты трубчатого типа широко используются как в промышленности, так в сельском хозяйстве и при жилищном строительстве в системах кондиционирования, отопления и горячего водоснабжения. Теплообменники этого вида компактны, что позволяет размещать их на малой площади в коттеджах, офисах, детских садах, школах, интернатах и т.д. Кроме того, теплообменники используют для обогрева полов и воды в бассейнах.

При подборе теплообменника для системы горячего водоснабжения нужно учитывать минимальные годовые параметры теплоносителя. Эти параметры, как правило, характерны для периода с конца весны и до начала осени. Если правильно произвести расчёт теплообменника, его цену можно уменьшить в два раза, что ещё более актуально при использовании теплообменников с интенсифицированным теплообменом.

Чтобы использовать теплообменник в индивидуальных тепловых пунктах жилых домов или группы домов потребуется отдельная комната небольших размеров в подвальном помещении. В этом этом случае, при монтаже теплообменник можно устанавливать прямо на пол.

В промышленности теплообменники используют в системах отопления различных помещений и для технологических процессов различной направленности (для охлаждения и нагревания нефтепродуктов, различных растворов и т. п.). На судах и кораблях теплообменники используют для опреснения морской воды.

В сельском хозяйстве теплообменники применяются для охлаждения и пастеризации молочных продуктов и напитков, для охлаждения и нагревания спирта, растительного масла, патоки и т. д.

Чтобы теплообменное оборудование работало исправно и не давало никаких сбоев, необходимо соблюдать правила эксплуатации и своевременно проводить диагностику.

Применение теплообменников с интенсифицированным теплообменом в сельском хозяйстве представляется актуальным на современном этапе, поскольку оно позволяет реализовать необходимые эксплуатационные характеристики с более высокой точностью, надёжностью и с гораздо меньшими энергетическими потерями с повышенной ремонтопригодностью сельскохозяйственного оборудования, чем существующие методы.

Актуальность проблемы и методы решения

В связи с ростом затрат энергии на сельскохозяйственное производство, с одной стороны, и с необходимостью экономии топлива, с другой стороны, задачей науки становится внедрение энергосберегающих технологий, эффективных методов использования возобновляемых видов энергии.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Использование, например, в животноводстве, вторичных энергоресурсов является одним из важных современных направлении научно-технической политики. Животноводство является одной из довольно энергоемких отраслей сельского хозяйства, где создание оптимальных температурно-влажностных условий воздушной среды связано со значительным расходом различных видов энергии. Одним из основных направлений сокращения общих затрат энергии в животноводстве является внедрение энергосберегающего оборудования для создания и поддержания нормативного микроклимата, удаления аммиака, углекислого газа, пыли и патогенной микрофлоры. Одно из важных направлений экономии энергоресурсов в животноводстве является утилизация тепла, содержащегося в воздухе животноводческих помещений.

На данном этапе развития техники в системах отопления и горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха сельскохозяйственных зданий а также в других отраслях: энергетике, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности и холодильной технике применяются различного рода теплообменные аппараты (теплообменники).

Для производства теплообменного оборудования расходуется очень большое количество легированных сталей и цветных металлов. Следовательно, при проектировании и изготовлении современных теплообменников необходимо стремится к тому, чтобы они, выполняя свои основные функции, обладали бы высокой надежностью и компактностью, а также имели малую массу.

Одним из перспективных путей создания компактных теплообменников является интенсификация теплообмена в каналах. Интенсификация теплообмена является эффективным путем решения проблемы уменьшения массогабаритных размеров теплообменных аппаратов и устройств [1—3].

На энергетических и промышленных предприятиях РФ и других стран эксплуатируется значительное количество трубчатых теплообменников, которые обычно имеют большую массу и значительные габариты. Кроме того, в случае повышенной жесткости технической воды на поверхностях теплообмена образуются и нарастают солеотложения, что приводит к ухудшению теплообмена, нарушению технологического режима, повышению гидравлического сопротивления каналов теплообменников и перерасходу электроэнергии [1—3]. Теплообменники часто останавливаются на ремонт, производится механическая, химическая очистка, что требует дополнительных финансовых и ресурсных затрат.

В связи с этим, актуальной становится постановка задач, связанных с разработкой и исследованиями современных конструкций поверхностных локальных турбулизаторов потока, которые одновременно с интенсификацией теплообмена могут существенно снизить темп образования солей жёсткости на теплообменных поверхностях трубчатых аппаратов [1—3].

Актуальность данной проблемы обусловлена необходимостью решения следующих задач: уменьшение темпов образования отложений на теплообменных поверхностях нагрева, снижение гидравлического сопротивления тракта потока теплоносителя, повышение теплообмена с повышением эффективной тепловой мощности при унификация конструкции теплообменного аппарата.

С целью улучшения гидродинамической обстановки в трубках теплообменых аппаратов и ощутимого снижения темпов образования отложений на теплообменных поверхностях предлагается устанавливать турбулизаторы потока для турбулизации потока теплоносителя в каналах.

При применении в каналах трубчатых теплообменных аппаратов поперечных поверхностно расположенных турбулизаторов потока появляется перспектива использования изменённой конструкции теплообменника с целью интенсификации процесса теплообмена и снижения темпа образования отложений. Возможно также колебательное движение теплоносителя, которое создаёт в объёме канала теплообменного аппарата подвижные вихревые течения. Кроме всего прочего, изменённая конструкция теплообменного аппарата относительно проста в изготовлении, малозатратна и практически не требует замены действующего теплообменного оборудования.

Теоретические аспекты исследования эффективности интенсификации теплообмена для перспективных компактных теплообменных аппаратов, применяемых в сельском хозя йстве

Основные аспекты эффективности использования интенсификации теплообмена могут быть охарактеризованы следующим образом.

Применения интенсификации теплообмена позволяет улучшить массогабаритные показатели теплообменных аппаратов, повысить их тепловую эффективность, снизить гидравлические потери на прокачку теплоносителя, в так же понизить температуру стенок теплообменника. Основные улучшенные показатели эффективности теплообменных аппаратов, детерминированные теоретически, на основании работ автора [4—20], хорошо коррелируют с существующими экспериментальными данными.

Одним из основных показателей эффективности применения интенсификации теплообмена является отношение объёмов двух теплообменных аппаратов — одного с гладкими поверхностями и другого с приспособлениями для интенсификации теплообмена: при этом оба сравниваемых теплообменника должны иметь одинаковую тепловую мощность, расходы теплоносителя и потери давления на его прокачку. Существуют зависимости изменения объема теплообменника от глубины накатки как для различных шагов между турбулизаторами, так и для фиксированного шага при различных режимах течения теплоносителя. Существуют минимумы относительных объемов теплообменников в зависимости от определяющих параметров. Еще одним показателем эффективности является влияние основного геометрического параметра турбулизаторов — глубины накатки — на изменение тепловой мощности, гидравлического сопротивления теплообменного аппарата и на изменение объема теплообменника при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи с наружной и внутренней сторон теплообменного аппарата. Для различных относительных шагов между турбулизаторами существуют максимумы повышения тепловой мощности теплообменника, видны соответствующие минимумы гидравлического сопротивления теплообменника, минимумы относительных объемов теплообменных аппаратов при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи снаружи и внутри теплообменника. Существуют для различных относительных шагов между турбулизаторами максимумы повышения тепловой мощности теплообменника. Существуют соответствующие минимумы гидравлического сопротивления теплообменника. Имеются минимумы относительных объемов теплообменных аппаратов при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи снаружи и внутри теплообменника. Кроме вышеперечисленных основных показателей эффективности применения интенсификации теплообмена можно назвать так же снижение длины теплообменного аппарата, снижение площади поперечного сечения теплообменного аппарата вследствие применения интенсификации теплообмена. Существуют зависимости длины теплообменника и площади его поперечного сечения соответственно от глубины накатки d/D при различных шагах накатки t/D, которые позволяют выявить уровень их снижения в зависимости от соответствующих геометрических и режимных параметров [1—3]. Расчетные данные позволяют выявить минимумы снижения длин и поперечных сечений теплообменников за счет применения турбулизаторов. Имеющаяся сгенерированная теория позволяет с достаточной точностью количественно рассчитать улучшение показателей перспективных теплообменных аппаратов с интенсифицированным теплообменом, применяемых в сельском хозяйстве [1—3].

Разработанная автором теория интенсифицированного теплообмена [4—20] позволяет в дальнейшем детерминировать показатели эффективности применения интенсификации теплообмена, т.к. позволяет рассчитать относительные теплообмен и гидросопротивление — Nu/Num и соответственно.

На рис. 1 показаны зависимости изменения объема теплообменника от глубины накатки как для различных шагов между турбулизаторами, так и для фиксированного шага при различных http://aeconomy.ru/science/agro/teoreticheskie-aspekty-issledovaniya/ 4/10

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

режимах течения теплоносителя.

Из рис. 1 видны минимумы относительных объемов теплообменников в зависимости от определяющих параметров. Еще одним показателем эффективности является влияние основного геометрического параметра турбулизаторов — глубины накатки — на изменение тепловой мощности, гидравлического сопротивления теплообменного аппарата и на изменение объёма теплообменника при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи с наружной и внутренней сторон теплообменного аппарата.

Рис. 1. Зависимость изменения объёма теплообменного аппарата от глубины накатки d/D: а — при различных t/D; 1 — t/D=1,00 и Re=40000; 2 — t/D=1,00 и Re=400000; 3 — t/D=0,50 и Re=40000; 4 — t/D=0,50 и Re=400000; 5 — t/D=0,25 и Re=40000; 6 — t/D=0,25 и Re=400000; б — при t/D=0,50 в переходной области и различных числах Рейнольдса; 1 — Re=2510; 2 — Re = 3150; 3 — Re=3980; 4 — Re = 5000; в — при t/D=0,50 и интенсификации теплообмена на наружной поверхности труб; 1 — S/D=1,5 и Re=40000; 2 — S/D = 1,5 и Re = 100000; 3 — S/D=1,2 и Re = 100000; 4 — S/D = 1,2 и Re=40000.

Существуют для различных относительных шагов между турбулизаторами максимумы повышения тепловой мощности теплообменника, видны соответствующие минимумы гидравлического сопротивления теплообменника, минимумы относительных объёмов теплообменных аппаратов при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи снаружи и внутри теплообменника. На рис. 2, а видны для различных относительных шагов между турбулизаторами максимумы повышения тепловой мощности теплообменника.

Рис. 2. Влияние глубины накатки d/D на: а — на изменение тепловой мощности теплообменника при различных t/D; 1 — t/D=1,00 и Re=40000; 2 — t/D=1,00 и Re=400000; 3 — t/D=0,50 и Re=40000; 4 — t/D=0,50 и Re=400000; 5 — t/D=0,25 и Re=40000; 6 — t/D=0,25 и Re=400000. б — на изменение гидравлического сопротивления теплообменника; в — на изменение объёма теплообменника при различных отношениях коэффициентов теплоотдачи а1гл/ а2гл (t/D=0,50 и

Re=40000),-------(S/D = 1,2),-----(S/D = 1,2); 1 — а1гл/ а2гл=0,1; 2 — а1гл/ а2гл=0,2; 3 —

а 1гл/ а2гл=0,5; 4 — а 1гл/а2гл = 1; 5 — а 1гл/ а2гл = 2; 6 — а 1гл/ а2гл = 5; 7 — а 1гл/ а2гл = 10.

На рис. 2, б видны соответствующие минимумы гидравлического сопротивления теплообменника. На рис. 2, в показаны минимумы относительных объёмов теплообменных аппаратов при различных соотношениях коэффициентов теплоотдачи снаружи и внутри теплообменника.

Кроме вышеперечисленных основных показателей эффективности применения интенсификации теплообмена можно назвать так же снижение длины теплообменного аппарата, снижение площади поперечного сечения теплообменного аппарата вследствие применения интенсификации теплообмена.

Например, на рис. 3 и 4 показаны зависимости длины теплообменника и площади его поперечного сечения соответственно от глубины накатки d/D при различных шагах накатки t/D, которые позволяют выявить уровень их снижения в зависимости от соответствующих геометрических и режимных параметров.

Рис. 3. Зависимость длины теплообменника от глубины накатки d/D при различных шагах

накатки t/D:-----(t/D=0,25);-----(t/D=0,50); - • -• -• - (t/D = 1,00); a — Re=40000; b —

Re=400000.

Для оценки эффективности при турбулентном течении при одинаковом числе Рейнольдса применяются следующие классические зависимости (отношение площадей или числа труб, длин теплообменников, объемов теплообменников с интенсификацией и без интенсификации соответственно:

(1)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

F

Frn

N

jV™

fe uL

{Nu Nu,Vl )„

(2)

(3)

Теоретические расчетные данные позволяют заключить, что применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах теплообменников, применяемых в современном сельском хозяйстве, очень эффективно — оно позволяет увеличить тепловую мощность теплообменника при снижении его гидросопротивления и улучшить его массогабаритные показатели.

Рис. 4. Зависимость площади поперечного сечения теплообменника от глубины накатки d/D при

различных шагах накатки t/D:-----(t/D=0,25);-----(t/D=0,50); - • -• -• - (t/D=1,00); a —

Re=40000; b — Re=400000.

Дополнительные выводы состоят, в основном, в следующем. Показано, что экспериментально-теоретическое исследование интенсификации теплообмена имеет преимущества перед экспериментальными исследованиями, поэтому его необходимо применять для совершенствования теплообменников, применяемых в сельском хозяйстве. Применение турбулизации потока в целях интенсификации теплообмена в теплообменных аппаратах сельского хозяйства может проводиться без значительных конструктивных изменений при высоком эффекте. Экспериментальное исследование [1, 2, 3] и математическое моделирование интенсифицированного теплообмена [4—20] позволяет детерминировать теплогидравлические характеристики перспективных теплообменников, применяемых в современном сельском хозяйстве, которые могут быть использованы для детерминирования эффективности применения интенсификации теплообмена. Эксперимент и теория интенсификации теплообмена позволяют соответственно измерить и рассчитать улучшение массогабаритных показателей теплообменных аппаратов современного сельского хозяйства, повысить их тепловую эффективность, снизить гидравлические потери на прокачку теплоносителя, а также понизить температуру стенок теплообменника, что обусловливает их дальнейшее совершенствование [1, 2, 3].

Основные выводы

Применения интенсификации теплообмена позволяет улучшить массогабаритные показатели теплообменных аппаратов современного сельского хозяйства, повысить их тепловую эффективность, снизить гидравлические потери на прокачку теплоносителя, в так же понизить температуру стенок теплообменного аппарата. Имеющиеся эксперимент и теория позволяет с достаточной точностью количественно детерминировать улучшение показателей перспективных теплообменных аппаратов с интенсифицированным теплообменом, применяемых с современном сельском хозяйстве, что обусловливает ее дальнейшее совершенствование. Экспериментальные измерения и теоретические расчётные данные позволяют заключить, что применение турбулизаторов потока в целях интенсификации теплообмена в трубах теплообменников, применяемых в современном сельском хозяйстве, очень эффективно с точки зрения увеличения тепловой мощности теплообменника при снижении его гидросопротивления, улучшения его массогабаритных показателей.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Библиографический список

1. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. — М.: Машиностроение, 1972. — 220 с.

2. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. — М.: Машиностроение, 1990. — 208 с.

3. Эффективные поверхности теплообмена / Э.К.Калинин, Г.А.Дрейцер, И.З. Копп и др. — М.: Энергоатомиздат, 1998. — 408 с.

4. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Investigation of the limiting enhancement of heat transfer in tubes due to the artificial turbulization of flow // High Temperature. — 2002. — V. 40. — № 6. — P. 892—897.

5. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Моделирование неизотермических теплообмена и сопротивления при турбулентном течении в каналах в условиях интенсификации теплообмена // Теплоэнергетика. — 2003. — № 3. — С. 27—31.

6. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modeling enhanced heat transfer under the turbulent flow of coolants with constant physical properties in channels // Thermal Engineering. — 2003. — V. 50. — № 1. — P. 57—63.

7. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Simulation of the pressure drop and heat transfer enhanced under a turbulent flow of coolants with variable properties in channels // Thermal Engineering. — 2003. — V. 50. — № 3. — P. 202—207.

8. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Limiting Intensification of Heat Exchange in Tubes Due to Artificial Turbulization of the Flow // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. — 2003. — V. 76. — № 1. — P. 54—60.

9. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Моделирование сопротивления и теплообмена в условиях его интенсификации при турбулентном течении в каналах реактивного топлива при сверхкритических давлениях // Теплоэнергетика. — 2004. — № 1. — С. 63—68.

10. Дрейцер Г.А., Исаев С.А., Лобанов И.Е. Расчёт конвективного теплообмена в трубе с периодическими выступами // Вестник МАИ. — 2004. — Т. 11. — № 2. — С. 28—35.

11. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Моделирование предельного теплообмена при комбинированной интенсификации теплообмена кольцевыми турбулизаторами и ленточными завихрителями // Известия РАН. Энергетика. — 2005. — № 1. — С. 87—95.

12. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Предельная интенсификация теплообмена для теплоносителей в виде капельных жидкостей с переменными теплофизическими свойствами // Теплоэнергетика. — 2005. — № 3. — С. 20—24.

13. Дрейцер Г.А., Исаев С.А., Лобанов И.Е. Расчёт конвективного теплообмена в трубе с периодически расположенными поверхностными турбулизаторами потока // Теплофизика высоких температур. — 2005. — Т. 43. — № 2. — С. 223—230.

14. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Моделирование теплообмена в кольцевых каналах с турбулизаторами с помощью семислойной модели турбулентного пограничного слоя // Доклады Академии Наук. — 2005. — Т. 402. — № 2. — С. 184—188.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

15. Лобанов И.Е. Теория интенсифицированного теплообмена при турбулентном течении в каналах на основе четырёхслойной схемы турбулентного пограничного слоя для относительно высоких турбулизаторов потока // Актуальные проблемы современной науки. — 2010. — № 6 (56). — С. 248—252.

16. Лобанов И.Е. Моделирование интенсифицированного теплообмена в трубах с относительно высокими турбулизаторами // Вестник машиностроения. — 2011. — № 3. — С. 25—33.

17. Лобанов И.Е. Применение уравнения баланса турбулентной пульсационной энергии для математического моделирования интенсифицированного теплообмена при турбулентном течении в трубах с турбулизаторами // Авиакосмическое приборостроение. — 2011. — № 5. — С. 19—24.

18. Lobanov I.E., Stein L.M. Theory of intensified heat exchange in turbulent flow reattachment areas in tubes with turbulators // Университетский научный журнал. — 2014. — № 8. — С. 77—90.

19. Лобанов И.Е. Теория динамики вихревых структур в трубах с турбулизаторами // Научное обозрение. — 2015. — № 22. — С. 226—237.

20. Лобанов И.Е. Теория интенсифицированного теплообмена при турбулентном течении в http://aeconomy.ru/science/agro/teoreticheskie-aspekty-issledovaniya/ 8/10

кольцевых каналах с турбулизаторами "выступ-канавка" // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. — 2015. — Т. 2. — № 5 (313). — С. 206—212.

References

1. Kalinin Е.К., Dreitser G.A., Yarho S.A. Intensifikatsia teploobmena v kanalah. М.: Mashinostroenie, 1972. 220 p.

2. Kalinin E.K., Dreitser G.A., Yarho S.A. Intensifikatsia teploobmena v kanalah. M.: Mashinostroenie, 1990. 208 p.

3. Kalinin E.K., Dreitser G.A., Kopp I.Z. et al. Effectivnie poverhnosti teploobmena. M.: Energoatomizdat, 1998. 408 p.

4. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Investigation of the limiting enhancement of heat transfer in tubes due to the artificial turbulization of flow. High Temperature. 2002. V. 40. No 6. Pp. 892—897.

5. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modelirovanie neizotermicheskih teploobmena i soprotivlenija pri turbulentnom techenii v kanalah v uslovijah intensifikatsii teploobmena. Teploenergetika. 2003. No 3. Pp. 27—31.

6. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modeling enhanced heat transfer under the turbulent flow of coolants with constant physical properties in channels. Thermal Engineering. 2003. V. 50. No 1. Pp. 57—63.

7. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Simulation of the pressure drop and heat transfer enhanced under a turbulent flow of coolants with variable properties in channels. Thermal Engineering. 2003. V. 50. No 3. Pp. 202—207.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Limiting Intensification of Heat Exchange in Tubes Due to Artificial Turbulization of the Flow. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2003. V. 76. No 1. Pp. 54—60.

9. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modelirovanie soprotivlenija i teploobmena v uslovijah ego intensifikatsii pri turbulentnom techenii v kanakah reaktivnogo topliva pri sverhkriticheskich davlenijah. Teploenergetika. 2004. No 1. Pp. 63—68.

10. Dreitser G.A., Isaev S.A., Lobanov I.E. Raschet konvektivnogo teploobmena v trube s periodicheskimi vistupami. Vestnik MAI. 2004. Т. 11. No 2. Pp. 28—35.

11. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modelirovanie predelnogo teploobmena pri kombinirovannoj intensifikatsii teploobmena koltsevimi turbulizatorami i lentochnimi zavihritelajmi. Izvestija RAN. Energetika. 2005. No 1. Pp. 87—95.

12. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Predelnaja intensifikatsija teploobmena dlja teplonositelej v vide kapelnih gidkostej s peremennimi teplofizicheskimi svojstvami. 2005. No 3. Pp. 20—24.

13. Dreitser G.A., Isaev S.A., Lobanov I.E. Raschejt konvektivnogo teploobmena v trube s periodicheski raspologennimi poverhnostnimi turbukizatorami potoka. 2005. Т. 43. No 2. Pp. 223— 230.

14. Dreitser G.A., Lobanov I.E. Modelirovanie teploobmena v koltsevih kanalah s turbulizatorami s pomoshju semislojnoj modeli turbulentnogo pogranichnogo sloja. Dokladi Akademii Nauk. 2005. Т. 402. No 2. Pp. 184—188.

15. Lobanov I.E. Teorija intensifitsirovannogo teploobmena pri tubbulentnom techenii v kanalah na osnove chetirjehslojnoj shemi turbulentnogo pogranichnogo sloja dlja otnositelno visokih turbulizatorov potoka. 2010. No 6 (56). Pp. 248—252.

16. Lobanov I.E. Modelirovanie intensifitsirovannogo teploobmena v trubah s otnositelno visokimi turbulizatorami. Vesnik mashinostroenija. 2011. No 3. — Pp. 25—33.

17. Lobanov I.E. Primenenije uravnenija balansa turbulentnoj pulsatsionnoj energii dlja matematicheskogo modelirovanija intensifitsirovannogo teploobmena pri turbulentnom techenii v trubah s turbulizatorami. Aviakosmicheskoje priborostroenije. 2011. No 5. Pp. 19—24.

18. Lobanov I.E., Stein L.M. Theory of intensified heat exchange in turbulent flow reattachment areas in tubes with turbulators. Universitetskij nauchnij gurnal. 2014. No 8. Pp. 77—90.

19. Lobanov I.E. Teorija dinamiki vihrevih struktur v trubah s turbulizatorami. Nauchnoje obozrenije. 2015. No 22. Pp. 226—237.

20. Lobanov I.E. Teorija intensifitsirovannogo teploobmena pri turbulentnom techenii v koltsevih kanalah s turbulizatorami "vistup-kanavka". Fundamentalnije i prikladnie problemi tehniki i tefnologii. 2015. Т. 2. No 5 (313). Pp. 206—212.

Возврат к списку

м Доставка негабарита и сборных грузов Логистический комплекс ГЕРМЕС-работаем по Шшвд^Н России и СНГ Т®|х Ц ГЕРМЕС

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Подробнее

КОНТАКТЫ