CC BY
45
-□ □-
Приведет результати експериментальних та числових дослиджень теплообмту шахо-вих пакетiв плоскоовальних труб. Вивчено вплив режимних i геометричних факторiв на ттенсивтсть теплообмту пакетiв плоскоовальних труб. Встановлено, що при фтсо-ватй геометри труб варюван-
ня крокових характеристик пакетiв в межах S1/d1=2...3,5 та S2/d1=2,4...5,3 змтюе ттенсивтсть теплообмту на (8...12) %, а варю-вання d2/d1 вiд 2 до 5,0 при фтсованих крокових характеристиках на (10...25) %
Ключовi слова: пакети труб, профшь, плоскоовальна, потш, ттенсивтсть теплообмту, числовi, обтшання
□-□
Приведены результаты экспериментальных и численных исследований теплообмена шахматных пакетов плоскоовальных труб. Изучено влияние режимных и геометрических факторов на интенсивность теплообмена пакетов плоскоовальных труб. Установлено, что при фиксированной геометрии труб (d2/d1=const) варьирование шаговых характеристик пакетов в пределах S1/d1=2...3,5 и S2/d1=2,4...5,3 изменяет интенсивность теплообмена на (8...12) %, а варьирование d2/d1 от 2 до 5,0 при фиксированных шаговых характеристиках на (10...25) %
Ключевые слова: пакеты труб, профиль, плоскоовальный, поток, интенсивность
теплообмена, численные, обтекание -□ □-
УДК 536.24:533.6.011
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.37318|
ТЕПЛООБМ1Н ШАХОВИХ ПАКЕТ1В ПЛОСКООВАЛЬНИХ
ТРУБ В
ПОПЕРЕЧНОМУ ПОТОЦ1
В. А. Кондратюк
Молодший науковий ствроб^ник* E-mail: teram57@meta.ua О. М . Те рех Кандидат техшчних наук, старший науковий ствроб^ник* E-mail: teram57@meta.ua О.В. Баранюк Кандидат техшчних наук, старший викладач* E-mail: teram57@meta.ua £. М. Письменний Доктор техшчних наук, професор, завщувач кафедри* E-mail: evgnik@i.com.ua *Кафедра атомних електростанцт i шженерноТ теплофiзики Нацюнальний техшчний ушверситет УкраТни «КиТвський пол^ехшчний шститут» пр. Перемоги, 37, м. КиТв, УкраТна, 03056
1. Вступ
Актуальним завданням енергомашинобудування е створення нових теплообмшних апараив з полшше-ними теплоаеродинамiчними характеристиками. Цього результату можна досягти, використовуючи в якост конвективних поверхонь на^ву труби плоскоовально! форми, так як круги труби, як елемент теплообмшно! поверхш, у зазначеному сен« на сьо-годшшнш день себе вичерпали. Труби зручнообич-но1 форми [1-7], мають ряд суттевих переваг перед трубами круглого проф^ю i насамперед значно мен-ший аеродинамiчний отр при близьких тепловщдаю-чих характеристиках [2, 4, 8].
2. Аналiз лггературних джерел
Дослiдженню теплообмiну плоскоовальних труб присвячено вщносно невелика юльюсть po6ÍT [1-3, 8]. Проведенi дослщження в основному викона-hí на поодиноких трубах i направлен на з'ясування питання впливу форми проф^ю на ix теплоаероди-намiчну ефектившсть.
Автори публiкацii [9] провели експериментальш дослiдження теплових характеристик поодинокого елштичного цилiндра з вiдношенням поздовжнього i поперечного розмiрiв d2/d1=2 в дiапазонi чисел Рей-нольдса Яе=(5000...90000) при змт кута атаки потоку вщ 0° до 90°. При обтжанш труби повiтряним потоком вздовж велико! о« елiпса та при обтжанш елiпса пiд рiзними кутами атаки встановлено, що числа Нусельта для елштично! труби вишд, шж для кругло! труби.
В дослщженнях [10] автори вивчали вплив сту-пеню турбулентностi Ти набiгаючого потоку на те-плообмiн круглого i овального цилiндрiв при змiнi числа Рейнольдса вiд 3000 до 40000. Стутнь тур-булентностi потоку змшювалася вiд 1,5 % до 40 %. Отриманi результати свiдчать про те, що числа Нусельта для овального цилшдра з d2/d1=4,0 приблизно на 14 % нижче, шж для еквiвалентноi труби круглого проф^ю.
В роботах [2, 11, 12] виконане порiвняння тепло-аеродинамiчних характеристик пакетiв труб рiз-но! форми перетину (овальних, плоскоовальних, краплеподiбних). З наведених в [2, 11] результапв порiвняння видно, що поверхш iз труб плоскооваль-
ного проф^ю мають кращi теплоаеродинамiчнi характеристики, шж круглотрубнi пакети. Коефвденти тепловiддачi при тих самих питомих витратах потуж-ностi на прокачування теплоноия в середньому на (10-20) % вище нiж для найб^ьш ефективного шахового пакета круглих труб.
1з вищесказаного слвдуе, що системних дослiджень впливу режимних та геометричних параметрiв труб i крокiв мiж ними на теплоаеродинамiчнi характеристики теплообмiнникiв з плоскоовальних труб при поперечному 1х омиванш у широкому дiапазонi змiнення чисел Рейнольдса, не проводились. Слвд також зазначити, що до тепершнього часу немае надiйних розрахункових залежностей для обчислення значень коефщенпв те-пловiддачi i втрат тиску, а також даних для вибору опти-мальних геометричних параметрiв пакетiв з плоскоовальних труб, що практично ускладнюе 1х використання як елемента теплообмшнсд поверхш.
В НТУУ „КП1" з метою запо-внення пробiлу в дослщних даних проведенi експериментальнi до-слiдження конвективного тепло-обмiну шахових пакетiв плоско-овальних труб, для визначення впливу на штенсившсть теплооб-мiну 1х основних геометричних характеристик: поперечного та повздовжнього S1=(30...52,5) мм; S2=(40...90) мм крокiв мiж трубами, вiдношення повздовжнього та поперечного розмiрiв труб (вщносне подовження профiлю) d2/dl=(2,0...5,0).
типу прямокутного перерiзу, за методикою, що детально описана в роботах [13, 14].
Дослвдження виконаш для чотирьох титв труб (d2/d1=2; 2,5; 3,4; 5,0) в област змiн чисел Рейнольдса Яеа = 2 ■ 103...30 ■ 103 методом повного теплового моделю-вання. Результати дослщжень, частина з яких представлена на рис. 1, 2 свщчать, що експериментальш даш достатньо добре узагальнюються степеневою за-лежнiстю виду:
Nu = Cq ■ Rem.
(1)
Загалом експериментами охоплено 49 пакеив труб. Результати експерименпв у виглядi значень по-казника степенi m та коефвдента Cq в формулi (1) для дослщжених пакетiв плоскоовальних труб, наведеш в табл. 1-4.
Nu
200
100
10
il ¿»'Я
- - — < ^ «>* -
г <а
. п t>
к*
А
а $ 0-1 «-2 О-З □ - 4 1-5 □ -О -7 0-9 Д -10 А -11 Д- 6 12
J 1
1000
Ке,.
3. Мета та задачi дослщження
Метою роботи е експеримен-тальне дослщження конвективного теплообмiну шахових пакепв плоскоовальних труб.
Для досягнення поставлено! мети було визначено вплив на ш-тенсившсть теплообмiну швидкостi потоку W, геометричних факторiв: поперечного S1 та повздовжнього кроюв S2 мiж трубами, вщношення повздовжнього до поперечного роз-мiру труби (вiдносне подовження проф^ю) d2/d1.
4. Результати дослщжень теплообмшу шахових пакетiв плоскоовальних труб та ¡х аналiз
Дослiдження конвективного теплообмшу шахових пакепв плоскоовальних труб при поперечному 1х обтжанш повiтряним потоком здш-снювалися на експериментальнш установцi, яка представляе собою аеродинамiчну трубу розiмкненого
Рис. 1. Результати дослщження тепловiддачi пакелв труб типу 1: 1 - пакет № 101; 2 - № 102; 3 - № 103; 4 - № 104; 5 - № 105; 6 - 107; 7 - № 108; 8 - № 109; 9 - № 111; 10 - № 112; 11 - № 113; 12 - № 115
Nu
200
100
10
А Р
«
Ьо
£ i
О 0-L
п О '
о -1 □ -2 0-4 О - 5 Д - 6 Д-7 4.-8
1000
10000
Рис. 2. Результати дослщження тепловiддачi пакелв труб типу 4: 1 - пакет № 401; 2 - № 402; 3 - № 403; 4 - № 404; 5 - № 405; 6 - 406; 7 - № 408; 8 - № 409
Таблиця 1
Дослщш значення величин т, Ся в формулi (1) пакелв труб типу 1 =2,0)
Номер розмщ 81, мм Б2,мм Э2/а1 81/82 т СЧ
101 30 45,0 2,0 3,00 0,667 0,665 0,1290
102 30 55,5 2,0 3,70 0,541 0,673 0,1227
103 30 70,0 2,0 4,667 0,428 0,678 0,1142
104 35 36,5 2,33 2,43 0,959 0,665 0,1350
105 35 45,0 2,33 3,00 0,777 0,664 0,1293
106 35 55,5 2,33 3,70 0,631 0,679 0,1126
107 35 70,0 2,33 4,667 0,500 0,671 0,1200
108 42,0 36,5 2,80 2,43 1,151 0,650 0,1573
109 42,0 45,0 2,80 3,00 0,933 0,663 0,1304
110 42,0 55,5 2,80 3,70 0,757 0,670 0,1250
111 42,0 70,0 2,80 4,667 0,60 0,670 0,1216
112 52,5 36,5 3,50 2,43 1,438 0,650 0,1650
113 52,5 45,0 3,50 3,00 1,167 0,647 0,1508
114 52,5 55,5 3,50 3,70 0,946 0,654 0,1419
115 52,5 70,0 3,50 4,667 0,750 0,662 0,1272
Таблиця 2
Дослщш значення величин т, Ся в формулi (1) пакелв труб типу 2 =2,5)
Номер розмщ. 81, мм 82, мм 81М 82А 81/82 т СЧ
201 30 45,0 2,0 3,00 0,667 0,680 0,1200
202 30 55,5 2,0 3,70 0,540 0,685 0,1113
203 30 70,0 2,0 4,667 0,428 0,685 0,1050
204 35 45,0 2,33 3,00 0,777 0,675 0,1255
205 35 55,5 2,33 3,70 0,631 0,683 0,1147
206 35 70,0 2,33 4,667 0,500 0,692 0,1028
207 42,0 36,5 2,80 2,433 1,151 0,660 0,1500
208 42,0 45,0 2,80 3,00 0,933 0,671 0,1312
209 42,0 55,5 2,80 3,70 0,757 0,679 0,1146
210 42,0 70,0 2,80 4,667 0,600 0,685 0,1097
211 52,5 36,5 3,50 2,433 1,438 0,655 0,1500
212 52,5 45,0 3,50 3,00 1,167 0,669 0,1364
213 52,5 55,5 3,50 3,70 0,946 0,674 0,1194
214 52,5 70,0 3,50 4,667 0,750 0,681 0,1124
Таблиця 3
Дослiднi значення величин т, Сч в формулi (1) пакетiв труб типу 3 =3,4)
Номер розмщ. 81, мм 82, мм 81/а1 82М 81/82 т СЧ
301 30 70,0 2,0 4,667 0,428 0,655 0,1443
302 35 55,5 2,33 3,70 0,631 0,641 0,1793
303 35 70,0 2,33 4,667 0,500 0,645 0,1554
304 42,0 36,5 2,80 2,433 1,151 0,618 0,2130
305 42,0 45,0 2,80 3,00 0,933 0,621 0,2091
306 42,0 55,5 2,80 3,70 0,757 0,637 0,1869
307 42,0 62,5 2,80 4,167 0,672 0,643 0,1749
308 42,0 70,0 2,80 4,667 0,600 0,635 0,1697
309 42,0 80,0 2,80 5,333 0,525 0,654 0,1516
310 52,5 55,5 3,50 3,70 0,946 0,625 0,2081
311* 52,5 62,5 3,50 4,167 0,840 - -
312 52,5 70,0 3,50 4,667 0,750 0,634 0,1819
Таблиця 4
Досждш значення величин т, Ся в формулi (1) пакетiв труб типу 4 =5,0)
Номер розмщ. 81, мм 82, мм 82А 81/82 т
401 30 80,0 2,0 5,333 0,375 0,657 0,1250
402 35 80,0 2,33 5,333 0,437 0,648 0,132
403 42,0 55,5 2,80 3,700 0,757 0,632 0,1671
404 42,0 70,0 2,80 4,667 0,600 0,636 0,1603
405 42,0 80,0 2,80 5,333 0,525 0,647 0,1479
406 52,5 45,0 3,50 3,000 1,167 0,615 0,1900
407 52,5 55,5 3,50 3,700 0,946 0,619 0,1800
408 52,5 70,0 3,50 4,667 0,750 0,625 0,1650
409 52,5 80,0 3,50 5,333 0,656 0,634 0,1650
Аналiз експериментальних даних (табл. 1-4) показав вщносно невелику змшу значень показника степеш т при числi Рейнольдса у рiвняннi (1) як у межах окремого типу пакеив iз постiйною гео-метрieю труб d2/d1, так i для пакетiв з однакови-ми параметрами розмiщення S1/S2 (Дт=0,03...0,04). Збiльшення значення параметра розмщення труб в пакетi S1/S2 та вщносного подовження профiлю d2/d1 супроводжуеться зменшенням значень показника степеш т. Загалом в охоплених вимiрами дiапазо-нах геометричних i режимних характеристик показ-ник степенi т у формулi (1) змiнюеться в межах ввд 0,62 до 0,69.
Для виявлення впливу на теплообмш крокових характеристик пакеив на рис. 3 та 4 приведен залеж-ностi чисел Нуссельта вiд поперечного та повздовж-нього крокiв труб при фжсованому значеннi вщно-шення d2/d1. Наведенi на рисунках даш показують, що збiльшення поперечного кроку S1 при постiйному S2 призводить до зростання штенсивност теплооб-мшу на (8-12) % i навпаки зб^ьшення повздовжнього кроку S2 при незмшному поперечному зменшуе штен-сившсть в середньому на (10-13) %.
Примгтка: * - проведет тшьки дослгдження аеродинамгчного опору
Рис. 3. Залежжсть чисел Нуссельта вщ поперечного кроку $1 при постшному повздовжньому кроц $2 при Red1=10000: 1 — $2=36,5 мм, d2/d1=2,0; 2 - $2=45 мм, d2/d1=2,0; 3 - $2=55,5 мм, d2/d1=2,0; 4 - $2=70 мм, d2/d1=2,0
N4
о?
оО
50
О -1
□ -3
30
50
60
Рис. 4. Залежжсть чисел Нуссельта в1д повздовжнього кроку S2 при постшному поперечному кроц S1 при Red1=10000: 1 - S1=30 мм, ^/^=2,0; 2 - S1=35 мм, а2/а1=2,0; 3 - S1=42 мм, ^/^=2,0; 4 - S1=52,5 мм, а2/а1=2,0
Певний iнтерес представляють даш з залежностi чисел Нуссельта вщ параметра S1/S2 (рис. 5), що на-йчастiше використовуеться в якост узагальненого параметра, який характеризуе особливост розмь щення труб у шахових пакетах. Як свщчать данi рис. 5 при зростанш параметра S1/S2 вiд 0,4 до 1,4 ш-тенсивнiсть тепловiддачi збiльшуеться на (15-25) %. Простежуеться також розшаровування даних за параметром сЬ/сЦ. Таким чином тепловщ-дача пакетiв плоскоовальних труб зале-жить як вiд геометрп дослiджуваних труб d2/d1, так i вiд параметрiв 1х розмщен-ня S1/S2. В межах одного типу труб зростання чисел Нуссельта становить (8-12) %, а iз зб^ьшенням вщ-ношення d2/d1 вщ 2 до 5,0 iнтенсивнiсть теплообмшу змшюеться на (10-25) %. Узагальнений параметр S1/S2 достатньо повно враховуе вплив на теплообмш осо-бливоси розташування труб в пакетi i може використовуватись при отриманнi узагальнених рiвнянь подiбностi конвективного теплообмшу пакеив плоскоо-вальних труб.
На рис. 6 представлен експеримен-тальнi данi для пакеив плоскоовальних труб з рiзним подовженням профiлю d2/d1, вiднесенi до розрахункових даних для вщповщних за кроковими характеристиками пакеив круглих труб, як ма-ють такий самий мщелевий перерiз [2]. Аналiз представлених даних свiдчить, що залежно-стi №/№кр = f (^/^), S1; S2=const е неоднозначними: на iнтервалi 1,0^2/^<2,0 вiдносна штенсившсть теплообмшу зменшуеться, на iнтервалi 2,0^2/^<3,0 -зростае, а на iнтервалi d2/d1>3,0 - знову зменшуеться. Такий характер залежностей, що розглядаються, можна пояснити результатами числового дослщження картини поперечного обикання цилшдру при
р1зиих значениях с12/сЦ (рис. 7), викона-них за методикою [15]. Зниження значения N11/N11 на першому штерва.и пояснюеть-ся збьчыпенням, по м1р1 росту вщношен-ня сЬ/сЦ, частини поверхш цилшдра, що знаходиться в област1 зворотних теч1й, як1 утворюються внаслщок вщриву потоку вщ передньо1 частини цилшдру та характе-ризуються вщносно низькими локальни-ми швидкостями (рис. 7, а, б). Перехщ до зростання штенсивност1 теплообмшу на наступному штерва.гп с12/сЦ пов'язаний з тим, що при збьчыпенш ступеня витяг-нутост1 профьчю вщбуваеться приеднання потоку, який вщ1рвався вщ передньо1 частини профьчю, до плоских бокових по-верхонь цилшдра (рис. 7, в) 1 зростанням у межах с12/сЦ=2,0...3,0 зони цього приеднання. Таким чином, для профШв, якi характеризуются значеннями d2/d1>2,0, на вщмшу вiд картини обтiкання круглого ^/¿! = 1,0) i близьких до нього ^/¿!<2,0) цилiндрiв, мають мiсце два види вщриву потоку - в лобовш та кормовш 1х частинах. При d2/d1>3,0 (рис. 7, г) характер змши iнтенсивностi тепловiддачi в значнш мiрi обумовлений розвит-ком течп на бокових плоских частинах проф^ю: зi збiльшенням 1х розмiрiв вiдповiдно зростае товщина пограничного шару на них при фжсованих розмiрах зони приеднання за першим вщривом, що у пщсум-ку диктуе тенденщю падiння величини №/№кр при зб^ьшенш ступеня витягнутостi профiлю d2/d1.
Рис. 5. Залежнють Nu=f(S1/S2) при Red1=10000: 1 - ^/^=2,0; 2 - а2/а1=2,5; 3 - а2/а1=3,4; 4 - а2/а1=5,0
З проведеного аналiзу впливових геометричних факторiв для узагальнених спiввiдношень щодо роз-рахунку конвективних коефiцiентiв тепловiддачi пакеив труб плоскоовально'! форми в широкому дь апазонi змiнення режимних параметрiв рекоменду-еться використовувати вiдношення кроюв S1/S2, як iдентифiкатор розмiщення труб в пакеп та вiдносне подовження проф^ю труб d2/d1.
Nu NiIkp
0,9
0,8
Ц7
0,6
Ц5
i i
{
• -I +-L v> -4 A-0
5. Висновки
Ii
2ß
35
4,5
«b dl
Рис. 6. Залежшсть Nu/NuKp=f(d2/di) при Red1=1000: 1 - S^52.5
мм, S2=70 мм; 2 — S1=52.5 мм, S2=55.5 мм; 3 — S1=52.5 мм, S2=45 мм; 4 — S1=42 мм, S2=70 мм; 5 — S1=42 мм, S2=55.5 мм; 6 — S1=42 мм, S2=36.5 мм
За результатами дослщжень конвективного теплообмшу пакет1в плоскоовальних труб при Яеа = 2Ю3.."зОЮ3, а2/а1=2...5,0, 81/а1=2.1з,5 та 32/а1=2,4...5,3, можна зробити наступи! висновки:
1.1нтенсившсть тепловщдач1 залежить вщ геометрп труб \ при варжванш подовження про-фгчю в межах с12/сЦ вщ 2 до 5 змшюеться на (10...25) %, а при варжваншкрокових характеристик при (с12/сЦ=соп81;) на (8-12) %.
2. Показник степеш т \ Сч в формул! (1) слабо залежать вщ геометричних характеристик труб та пакет1в.
3. Узагальнеш р1вняння для розрахунку теплообмшу плоскоовальних труб слщ будувати на основi використання двох безрозмiрних геометричних параметрiв: вщносного подовження профiлю d2/dl та вщношення крокiв S1/S2 .
Рис. 7. Облкання цилiндрiв (числове моделювання): а — кругла форма; б, в, г — плоскоовальна форма: d2/di=1,5; 2,5; 5,0
Лиература
1. Кэйс, В. М. Компактные теплообменники [Текст] / В. М. Кэйс, А. Л. Лондон. - М.: Госэнергоиздат, 1962. -160 с.
2. Антуфьев,В.М.Эффективностьразличныхформ конвективных поверхностей нагрева [Текст] / В. М. Антуфьев. -М. Л.:Энергия, 1966. - 184 с.
3. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление [Текст]: справ. пос. / С. С. Кутателадзе. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 368 с.
4. Жукаускас, A. A. Конвективный перенос в теплообменниках [Текст] / A. A. Жукаускас. - М.: Наука, 1982. - 472 с.
5. Hasan, A. A. Thermal-hydraulic perfomance of oval tubes in a cross-flow of air [Text] / A. A. Hasan // Heat and Mass Transfer, accepted for publication. ТНР 2004 by author and ТНР 2004 Springer-Verlag. By permission, 2004. - P. 1-32.
6. Ota, T. Forced Convection Heat Transfer from an Elliptic Cylinder of Axis Ratio 1:2 [Text] / T. Ota, S. Aiba, T. Tsuruta, M. Kaga // Bulletin of JSME. - 1983. - V. 26, Issue 212. -Р. 262-267. doi: 10.1299/jsme1958.26.262
7. Ota, T. Heat transfer and flow around an elliptic cylinder [Text] / T. Ota, H. Nishiyama, Y. Taoka // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1984. - Vol. 27, Issue 10. - Р. 1771-1779. doi: 10.1016/0017-9310(84)90159-5
8. Бурков, В. К. Исследование теплообмена и аэродинамики пучков из овальных труб [Текст] / В. К. Бурков, В. П. Медведский, И. Ю. Кочегарова, Ю. И. Лафа // Теплоэнергетика. - 2010. - № 3. - С. 42-45.
9. Ota, T. Forced Convection Heat Transfer from an Elliptic Cylinder of Axis Ratio 1:2 [Text] / T. Ota, S. Aiba, T. Tsuruta, M. Kaga // Bulletin of JSME. - 1983. - Vol. 26, Issue 212. -Р. 262-267. doi: 10.1299/jsme1958.26.262
10. Kondjoyan, A. Effects of free stream turbulence intensity on heat and mass transfer at the surface of a circular cylinder and an elliptical cylinder axis ratio 4 [Text] / A. Kondjoyan, J. D. Daudin // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1995. - Vol. 38, Issue 10. -Р. 1735-1749. doi: 10.1016/0017-9310(94)00338-v
а
г
11. Антуфьев, В. М. Теплоотдача и аэродинамические сопротивления трубчатых поверхностей в поперечном потоку/ конвективных поверхностей нагрева [Текст] / В. М. Антуфьев, Г. С. Белецкий. - М. - Л.: Машгиз, 1948. - 119 с.
12. Brauer, H. Mitt. Verein Grosskesselbesitzer [Text] / H Brauer - 1961. - Vol. 73. - Р. 260-276.
13. Письменный, Е. Н. Конвективный теплообмен поперечно-омываемых шахматных пакетов плоскоовальных труб [Текст] / Е. Н. Письменный, В. А. Кондратюк, Ю. В. Жукова, А. М. Терех // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. -2011. - № 2/8 (50). - С. 4-8. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/1829/1725.
14. Письменный, Е. Н. Теплообмен и аэродинамика пакетов поперечно-оребренных труб [Текст] / Е. Н. Письменный. - Киев: Альтерпрес, 2004. - 244 с.
15. Письменный, Е. Н. CFD-моделирование процессов теплообмена труб удобообтекаемой формы с неполным поперечным оребрением [Текст] / Е. Н. Письменный, В. А. Рогачов, А. В. Баранюк, А. В. Семеняко, М. М. Вознюк // Международный научно-исследовательский журнал. - 2014. - № 1 (20). - С. 30-36.
-□ □-
У роботi викладена суттсть проце-су охолодження теплого повтря бшьш холодною крапельног водою в специальному пристрог на основi ежектора з дифузорними та конфузорними проточ-ними частинами. Розроблено фiзико-ма-тематичну модель та обгрунтоваш параметри пристрою для ефективного охолодження повтря в процеы теплооб-мту, як в ежекторi, так i в профшьова-ному двохфазному повтряно-крапель-ному потощ
Ключовi слова: охолодження повi-тря, краплi води, ежектор, дифузор,
конфузор, повтряно-крапельний потш
□-□
В работе изложена сущность процесса охлаждения теплого воздуха более холодной капельной водой в специальном устройстве на основе эжектора с диф-фузорными и конфузорными проточными частями. Разработана физико-математическая модель и обоснованы параметры устройства для эффективного охлаждения воздуха в процессе теплообмена, как в эжекторе, так и профилированном двухфазном воздушно-капельном потоке
Ключевые слова: охлаждение воздуха, капли воды, эжектор, диффузор,
конфузор, воздушно-капельный поток -□ □-
УДК 622.8.7:502
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.36472
РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА КАПЕЛЬНОЙ ВОДОЙ
Р. А. Тишин
Аспирант
Макеевский НИИ по безопасности работ в горной промышленности ул. Лихачева, 60, г. Макеевка, Украина, 86108 E-mail: tishin311210@bigmir.net И. А. Толкунов Кандидат технических наук, начальник кафедры Кафедра пиротехнической и специальной подготовки факультета гражданской защиты Харьковский национальный университет гражданской защиты Украины ул. Чернышевская, 94, г. Харьков, Украина, 61023 E-mail: tolkunov_ia@mail.ru; psp@nuczu.edu.ua
1. Введение
Для обеспечения нормативных условий труда по факторам качества воздуха во многих отраслях промышленности Украины (металлургической, горной, химической и т. д.) актуальной проблемой является устранение негативных влияний высоких температур (более 26 °С) на рабочих местах, что связано с угрозой заболеваний от перегрева органов дыхания, обезвоживания организма, влияний на сердечнососудистую систему и др. Как показывает практика, в частности в угольной промышленности, для местного охлаждения воздуха без применения специальных кондиционеров наибольший
эффект достигается в процессах гидродинамического орошения теплого воздуха (температурой более 26 °С) капельной водой (температурой порядка 20 °С) [1]. Например, в комплексах мероприятий, направленных на снижение температуры воздуха в рабочих зонах горных выработок, охлаждение рудничного воздуха происходит при диспергировании воды (орошении) в забоях при механическом разрушении горных пород, которые нагреты недрами Земли до температуры (30-40) °С. Для повышения эффекта охлаждения рудничного воздуха на основе воздействия капель воды, актуальным является решение научной задачи повышения энергетической эффективности процесса, что требует разработки фи-
© Р.
