Научная статья на тему 'УЛУЧШЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОНВЕКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЖИДКОСТИ'

УЛУЧШЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОНВЕКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЖИДКОСТИ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
61
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Системные технологии
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ТЕПЛООБМЕННИК / ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЖИДКОСТИ / МЕХАНИЗМЫ КОНВЕКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Рожкова Н.Н.

В статье рассмотрены особенности улучшения механизмов конвекционного теплообмена в теплообменниках за счет повышения коэффициента теплопередачи жидкости. Автор отмечает, что максимальное ухудшение эффективности теплообменника происходит, когда он работает вблизи коэффициента теплоемкости, равного единице. Эффективность теплообменника, работающего с наножидкостью, увеличивается примерно на 17% по сравнению с обычной водой при заданном коэффициенте расхода.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Рожкова Н.Н.

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

IMPROVING THE MECHANISMS OF CONVECTION HEAT EXCHANGE BY INCREASING THE HEAT TRANSFER COEFFICIENT OF THE LIQUID

The article discusses the features of improving the mechanisms of convection heat transfer in heat exchangers by increasing the heat transfer coefficient of the liquid. The author notes that the maximum deterioration in the efficiency of the heat exchanger occurs when it operates near the heat capacity coefficient equal to one. The efficiency of a heat exchanger operating with nanofluid increases by about 17% compared to ordinary water at a given flow rate.

Текст научной работы на тему «УЛУЧШЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОНВЕКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЖИДКОСТИ»

LIFE CYCLE MANAGEMENT OF INTERNAL WATER SUPPLY SYSTEMS OF BUILDINGS

R.E. Hurgin, V.A. Chuhin

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow

Abstract.

The analysis of normative documents, rules of installation and operation of cold (HVAC) and hot water supply (DHW) systems from the standpoint of the possibility of influencing the life cycle management of these systems is carried out. The contribution of individual elements of water supply systems to increase or decrease the service life of systems as a whole is considered. It is noted that certain provisions of regulatory documents allow their arbitrary interpretation, which leads to premature failure of water supply systems. It is proposed to increase the service life of the DHW system to the norms of the service life of the HVAC system. To this end, it is necessary to revise the norms for increasing the thickness of the zinc layer on the surface of steel pipes to EU standards, and to lay galvanized pipes with hot-dip galvanizing coating in the projects of internal water supply systems.

Key words:

life cycle, regulatory documents, service life, water supply system, corrosion, galvanized pipes, major repairs.

Date of receipt in edition: 19.12.21

Date o f acceptance for printing: 22.12.21

ID Z

M

О

УДК 536.22

doi: 10.55287/22275398 2021 4 117

CD

УЛУЧШЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОНВЕКЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕНА ЗА СЧЕТ ПОВЫШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЖИДКОСТИ

Н.Н. Рожкова

ФГАОУ ВО «Сибирский Федеральный Университет» Инженерно-строительный институт

Аннотация.

В статье рассмотрены особенности улучшения механизмов конвекционного теплообмена в теплообменниках за счет повышения коэффициента теплопередачи жидкости. Автор отмечает, что максимальное ухудшение эффективности теплообменника происходит, когда он работает вблизи коэффициента теплоемкости, равного единице.

Эффективность теплообменника, работающего с наножидкостью, увеличивается примерно на 17% по сравнению с обычной водой при заданном коэффициенте расхода.

Ключевые слова:

теплообменник, теплопередача жидкости, механизмы конвекционного теплообмена. История статьи: Дата поступления в редакцию 19.12.21

Дата принятия к печати 22.12.21

Теплообменник, в частности двухтрубный теплообменник, является одним из наиболее важных устройств, которое широко используется в широком спектре промышленных приложений, таких как электростанции, химическая обработка, охлаждение, кондиционирование воздуха, пищевая промышленность и космическое применение. Большая часть энергосбережения происходит

i

о х

х :

0 т

(U

(U

Ш ■©■

о m

S о

п *

s (К

X S

ю I

X Щ

4

П

5 *

Э Щ £ 10

m

< х

СП £

0 i

* ю £ °

Is

d с

■ (U

1 н

в теплообменниках, что означает, что это оборудование для передачи тепла играет значительную роль в этих областях [2].

Теплообменники - это устройства для передачи тепла, которые используются для передачи тепла между двумя или более жидкостями, разделенными сплошной стенкой и имеющими разные температуры. В теплообменниках передача тепла осуществляется по механизмам конвекции и теплопроводности. Механизмы конвекционного теплообмена можно улучшить, улучшив тепловые свойства обычных жидкостей. Поэтому улучшение коэффициента теплопередачи жидкости является одним из наиболее значимых параметров для повышения производительности теплообменника.

Обычные базовые жидкости, используемые в теплообменниках, имеют низкую теплопроводность, что создает ограничения в возможности повышения теплоотдачи теплообменников. В последние годы для улучшения теплофизических свойств жидкости использовались новые методы и приемы, такие как жидкие смеси.

Одним из таких методов является добавление в жидкость твердых частиц диаметром менее 100 нм, обладающих высокой теплопроводностью. Суспензия твердых частиц нанометрового размера в базовой жидкости известна как наножидкость. Применение смеси нанометаллических жидкостей охватывает широкие области, такие как смазочные масла, автомобильные радиаторы, холодильные системы и т. д. В последнее время в литературе исследуются многие новые области, связанные с использованием наножидкостей в теплообменниках [4, 7, 21, 19]. К ним относятся использование гибридных наночастиц, смешанных с гибридными базовыми жидкостями, исследование магнитных свойств наножидкостей и вязкостного эффекта магнитогидродинамического течения наножидкости.

В работах Коновалова Д.А., Лазаренко И.Н., Кожухова Н.Н., Дроздова И.Г.[5] изучались различные типы и свойства наножидкостей, также предметом исследования отдельных зарубежных специали-стов[14] стали интеллектуальные методы, которые можно использовать для улучшения способности к теплопередаче. Исследователи обнаружили, что теплопроводность увеличивается более чем на 20% при взвешивании ультрамелких частиц в базовой жидкости [14]. В недавней литературе сообщается об экспериментах с различными наножидкостями в теплообменниках. Эти наножидкости включают карбид кремния, каолин, графен, оксид титана, многостенные углеродные нанотрубки, оксид алюминия и углерод-ацетон [12].

Другие авторы (X. Han et all) исследовали увеличение теплопроводности с температурой для воды в качестве базовой жидкости и частиц Ал2О3 или СтыОкак подвесной материал. Они обнаружили, что увеличение теплопроводности происходит при повышении температуры. Еще одна группа исследователей изучала тепловые характеристики наножидкостей в микроканальном теплообменнике. Их исследование показывает, что коэффициент теплопередачи улучшается до 14% и 13% соответственно при использовании 1 об.СнО2 /воды и 5 об.% Ал2О3 /water НФ в микроканале, а не в чистой воде [11].

Многие исследователи по всему миру изучали различные типы теплообменников, такие как пластинчатые теплообменники, двухтрубные и кожухотрубные теплообменники [3, 7, 10, 18]. Кроме того, широко распространено экспериментирование с изменением геометрических параметров. Было изучено влияние добавления продольных ребер, спирального змеевика внутри кожуха, распределения перегородки и спиральной двойной трубы, в результате чего было определено, что оно положительно влияет на производительность теплообменника.

Кроме того, было проведено численное исследование двухтрубного теплообменника из конических труб. Результаты показали увеличение эффективности на 55% и улучшение теплопередачи на 40% при оптимальных условиях. Также в литературе имеется пример использования метода поверхностного отклика (RSM) для изучения оптимальных конструктивных параметров двухтрубного теплообменника с внутренней гофрированной трубой. Они использовали полностью разработанную трехмерную модель теплопередачи и потока для исследования многоцелевой оптимизации формы [11].

M.H. Bahmani его соавторы представили метод проектирования противоточных микротеплообменников с прямоугольными каналами. Они описали одномерную модель и модель вычислительной гидродинамики (CFD) для прямоугольных микроканальных противоточных теплообменников. Их исследование дает оптимальные размеры пластин и количественные данные для прямоточных микроканальных противоточных теплообменников с эффективностью от 0,6 до [17].

В ряде работ исследовались двухтрубные теплообменники с наножидкостями[5,14]. Авторы таких работ изучали влияние использования наночастиц, в частности наночастиц оксида алюминия и трансформаторного масла, на коэффициент конвективной теплоотдачи в двухтрубном теплообменнике в ламинарном режиме. Исследование показывает, что средний коэффициент теплопередачи был увеличен за счет увеличения концентрации твердых частиц наночастиц в жидкости [9, 10].

В другом экспериментальном исследовании использовался двухтрубный противоточный теплообменник для исследования коэффициента конвекционной теплопередачи. наножидкости вода/ CuO с различной объемной долей турбулентного потока [20]. A.D. Tuncer и его соавторы пришли к выводу, что коэффициент конвекционной теплопередачи улучшился до 57%, поскольку число Рей-нольдса и объемная доля наночастиц увеличились на 2% [20].

Еще в одном эксперимента автором E.I. Jassim проводилось исследование с применением анализа наножидкости внутри двухтрубного теплообменника в турбулентном режиме. Авторы исследовали характеристики теплопередачи и перепад давления COOH-функционализированной двухслойной углеродной нанотрубки (ДУНТ)/водной наножидкости, и их исследование показало, что по сравнению с базовой жидкостью коэффициент конвекционной теплопередачи улучшился на 25% даже при использовании очень низкое количество ДУНТ, функционализированных СООН (0,4 об.%) [13].

Влияние диаметра на характеристики теплопередачи, перепад давления наножидкости ТЮ2-во-да при конвекционной теплопередаче и перепад давления внутри противоточного двухтрубного теплообменника стали предметом изучения еще одной группы исследователей. Результаты показали, что, сравнивая число Нуссельта с базовой жидкостью число Нуссельта не увеличивалось при уменьшении диаметра наночастиц. Более того, их исследование показывает, что самое высокое число Нуссельта, падение давления в том же диапазоне числа Рейнольдса и объемная концентрация достигаются с наножидкостями, которые имеют размер частиц 20 нм в диаметре [6].

Недавняя литература [12,. 6, 11, 19] указывает на высокий потенциал использования наножид-кости в теплообменниках для повышения производительности. Однако, прежде чем такие системы будут реализованы на практике, необходимы дополнительные исследования с использованием различных наножидкостей с вариациями параметров процесса. В этой связи нами были рассмотрены подробно результаты одного из экспериментов в рамках темы работы [17].

Для эксперимента M.H. Bahmani была смонтирована экспериментальная установка теплообменника с концентрическими трубами, которая включала две .концентрические трубы, называемые внутренней и внешней. Горячая жидкость (вода) текла через внутреннюю трубу, а холодная жидкость (наножидкость) течет через кольцевое пространство между внутренней трубой и внешней трубой.

Установка состояла из двух блоков, называемых базовым блоком и теплообменником с концентрическими трубами. Базовый блок облегчает многие важные задачи, такие как нагрев горячей жидкости до требуемого входного значения, перекачка горячей жидкости, измерение расхода обеих жидкостей с помощью датчиков расхода. Агрегат также может создавать противоток конфигурации типа и параллельного потока с помощью регулирующих клапанов, закрепленных на базовом блоке.

Базовый блок и концентрический трубчатый блок были соединены гибкими трубками, так что горячая вода и холодная наножидкость могли циркулировать между базовым блоком и концентрическим трубчатым блоком. Электрический нагревательный элемент нагревал воду в баке до опре-

Z м

Û -I

M

D

I

о х

х :

0 m

S 2

(U

(U

3e

m ■©■ о m

S о

m *

s к

X s

ro I

X Щ

4 H

4 H

3 <u £ 10

(4

< S

to £

0 S

* ю £ °

2S CL с

■ (U

1 H

деленной температуры на входе, прежде чем она поступит в теплообменник с помощью центробежного насоса в качестве горячей жидкости.

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

Резервуар с холодной наножидкостью был размещен отдельно на земле. С помощью другого насоса наножидкость поступала в концентрический трубчатый теплообменник. Горячая вода и холодная нано-жидкость текли по замкнутому контуру, где каждая жидкость имела свой собственный контур.

Термопародатчики крепились на входе и выходе концентрического трубчатого теплообменника. Это облегчало измерение температуры на входе и выходе двух жидкостей, когда они проходят через концентрический трубчатый теплообменник. Оба блока управлялись компьютерным интерфейсом SCADA. Этот интерфейс позволяет собирать данные о температуре жидкости и скорости потока.

Также были описаны требования к приготовлению наножидкости. Их в основном получают одностадийным или двухстадийным методом. Одноэтапный подход позволяет одновременно производить как наночастицы, так и наножидкости. Однако при двухэтапном подходе сначала производят наночастицу, а затем объединяют ее с базовой жидкостью, чтобы сформировать наножидкость. Существует множество процедур смешивания для приготовления наножидкостей. К ним относятся механическое смешивание, магнитное перемешивание и ультразвуковая обработка. В некоторых случаях также наблюдается использование поверхностно-активных веществ.

Для получения наножидкости использовался двухэтапный подход. Наночастицы TiO были получены сначала от US Research Nanomaterials Company, а затем наночастицы были смешаны с дистиллированной водой. После 3 ч магнитного перемешивания смесь подвергали 45-минутной обработке ультразвуком с частотой 50 кГц.

Объемные концентрации 1%, 2% и 3% были приготовлены по вышеописанной методике. Наночастицы TiO 2 имеют сферическую форму и диаметр 70 нм. Приготовленная смесь не содержала поверхностно-активных веществ.

Было определено, что коэффициент теплоемкости (CR) линейно увеличивается с коэффициентом расхода после увеличения расхода наножидкости. Однако минимальное значение коэффициента теплоемкости (параметра, прямо пропорционально и обратно влияющего на эффективность теплообменника) приближается к своему максимальному значению, когда коэффициент расхода близок к единице. Смешивание большего количества наночастиц по сравнению с обычной жидкостью на холодной стороне не меняет тенденцию отношения, а увеличивает коэффициент мощности, что приводит к улучшению производительности теплообменника, а также взаимодействия теплопередачи [17].

Увеличение теплоемкости наножидкости (С f), вызванное увеличением расхода, уменьшает количество единиц переноса (NTU), когда Vr ~ 1. Однако существенное улучшение общего коэффициента теплопередачи (значение U) при V превышает единицу, что способствует небольшому улучшению значения NTU. Это связано с уменьшением теплоемкости наножидкости, что усиливает энергетическое взаимодействие между двумя жидкостями. Таким образом, NTU приближается к своему минимальному значению, когда Vr приближается к единице после увеличения коэффициента мощности, который приближается к своему пиковому уровню при этом значении Vr. Что касается влияния добавления большего количества наночастиц в базовую жидкость, рекомендуется увеличить дозу наночастиц для Vr < 1.

Как известно, эффективность обменника во многом зависит от NTU и коэффициента минимальной мощности. Поскольку коэффициент производительности ближе к единице при Vr ~1, чем при любом другом коэффициенте расхода, производительность находится на самом низком уровне, когда Vr равен единице. Присутствие наночастиц в потоке с низкой скоростью потока значительно улучшает производительность. Негативное влияние большого коэффициента теплоемкости на эффективность теплообменника обязывает проявлять крайнюю осторожность при рекомендации увеличения числа Рейнольд-са наножидкости. Результаты согласуются с другим исследованием, авторы которого рекомендовали использовать наножидлкости с большими концентрациями наночастиц наряду с низкими числами Рей-нольдса для достижения максимальной производительности.

Крайне важно изучить взаимодействие теплообменника с системой и окружающей средой. Перенос энергии между теплообменником и окружающей атмосферой для трех соотношений расходов и различных концентраций наножидкости представлен как коэффициент утечки тепла, определенный в разделе теории. Полученные результаты показали снижение энергетического взаимодействия с атмосферой по мере увеличения расхода. Такая тенденция может быть связана с повышением общего коэффициента теплопередачи, вызванным увеличением интенсивности турбулентности [4].

Наблюдение и анализ экспериментов доказывают, что значение ЫТИ встречного потока увеличивается на 20-30 % по сравнению с параллельным типом с увеличением концентрации наножидкости. С другой стороны, диапазон улучшения производительности теплообменника увеличивается от ~16 % в случае чистой жидкости до ~27 % при концентрации наножидкости 0,3 %.

Безусловно, улучшение термических свойств за счет присутствия наночастиц является основным фактором увеличения зазора. изменение направления параллельного потока на противоток в теплообменнике может сэкономить до 45% в случае вода/вода. Экономия улучшается при наличии наночастиц и приближается к 64% для случая 0,3% наночастиц, хотя такое присутствие увеличивает абсолютную величину тепловых потерь. Коэффициент утечки тепла снижается с увеличением расхода наножидкости для параллельного и встречного типов. Однако потери тепла в противотоке оказываются ниже, чем в параллельном потоке, независимо от объемной концентрации наножидкости [6].

Оценка жизненного цикла наножидкости поможет определить воздействие конкретной нано-жидкости на окружающую среду на протяжении всего срока ее полезного использования. Влияние наножидкостей на окружающую среду трудно предвидеть из-за изменчивости баланса окружающей среды во времени, физических характеристик наночастиц и количества наножидкостей. Качественные риски, связанные с одноэтапным и двухэтапным методами производства наножидкостей, практически идентичны. Однако одноэтапная процедура оказывает в три раза большее воздействие на окружающую среду, чем двухэтапная. В результате способ приготовления оказывает существенное влияние на воздействие на окружающую среду.

Воздействие наножидкости на окружающую среду можно свести к минимуму путем тщательной разработки наночастиц и наножидкости для их предполагаемой функции. Диоксид кремния помогает смягчить воздействие на окружающую среду, избегая необходимости синтезировать эти элементы. Это также помогает экономить энергию, необходимую для подготовки и производства наночастиц. Натуральные материалы также являются экологически чистыми.

Кроме того, использование безвредных наночастиц будет способствовать снижению вредного воздействия других вредных наночастиц на окружающую среду. Перед внедрением необходимо изучить химическое взаимодействие между наночастицами и базовыми жидкостями, так как это может иметь пагубное влияние на окружающую среду. Когда наножидкости удаляются из системы в связи с окончанием их срока службы, необходимо надлежащее химическое восстановление для удаления наночастиц из базовой жидкости [2].

Таким образом, можно заключить, что максимальное ухудшение эффективности теплообменника происходит, когда он работает вблизи коэффициента теплоемкости, равного единице.

При объемной концентрации 0,0-0,3% (об./об.) в воде значение ЫТИ прямоточной конфигурации улучшается на ~12% при низком коэффициенте теплоемкости и на ~23% при коэффициенте мощности, равном единице. Эффективность теплообменника, работающего с наножидкостью, увеличивается примерно на 17% по сравнению с обычной водой при заданном коэффициенте расхода. Коэффициент утечки тепла снижается с увеличением коэффициента расхода для всех концентраций наножидкости.

СО I-

и

ш

и

и г

м О

-I

м

Э СО

I

о х

х :

0 т

?! 5

и ■©■

о Ф

и

X

о

о

X

(К 5 X

(и 3

и о с

I-

>15

т

(С X

л ш

0 2 * ю £ °

^ с

■ (и

1 Н

< ей

ЛИТЕРАТУРА:

1. Бондаренко Б.И., Морару В.Н., Сидоренко С.В., Комыш Д.В. Наножидкости для энергетики: экстренное охлаждение перегретых поверхностей теплообмена //Письма в Журнал технической физики. 2016. Т. 42. № 13. С. 32-43.

2. Васильев Л.Л. Тепловые трубы, наножидкости и нанотехнологии //Инженерно-физический журнал. 2021. Т. 94. № 5. С. 1245-1254.

3. Елистратова Ю.В., Семиненко А.С., Минко В.А., Рамазанов Р.С. Особенности распределения потоков жидкости в пластинчатых теплообменниках // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2020. №12.

4. Казачок В.В., Надришин А.Р., Митрофанов И.С., Гимадиев Р.М., Егоров В.Ю. Конвекционный теплообмен. Тепловая конвекция в нефтегазовой отрасли //Материалы 44-й Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. в 2-х томах. 2017. С. 70-72.

5. Коновалов Д.А., Лазаренко И.Н., Кожухов Н.Н., Дроздов И.Г. Разработка методов интенсификации теплообмена в микроканальных теплообменниках гибридных систем термостабилизации // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2016. Т. 12. № 3. С. 21-30.

6. Минаков А.В., Гузей Д.В., Лобасов А.С., Дектерев Д.А., Пряжников М.И. Расчетно-экспериментальное исследование вынужденной конвекции наножидкости на основе оксида алюминия в прямоточном теплообменнике // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2014. Т. 7. № 1. С. 32-47.

7. Попов И.А., Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В. Промышленное применение интенсификации теплообмена - современное состояние проблемы (обзор)// Теплоэнергетика. 2012. № 1. С. 3

8. Поклонская М.В., Сеньченко А.А., Палий А.В., Чернега Ю.Г. Численный анализ теплопередачи в конфигурации с несколькими трубами для различных смесей жидкостей // ИВД. 2021. №11 (83).

9. Сорокин Е. А., Хомутов М. П. Лабораторные исследования каталитического теплообменника // Вестник КрасГАУ 2011. №3.

10. Черняев Л.А., Гаврилов Т.А. Экспериментальное исследование влияния турбулизации жидкости на параметры теплообменника // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2014. №8 (145).

11. X. Han, N. Chen, J. Yan, J. Liu, M. Liu, S. Karellas Thermodynamic analysis and life cycle assessment of supercritical pulverized coal-fired power plant integrated with No.0 feedwater pre-heater under partial loads J. Clean. Prod., 233 (2019), pp. 1106-1122

12. M.M. Sarafraz, M.R. Safaei, M. Goodarzi, B. Yang, M. Arjomandi Heat transfer analysis of Ga-In-Sn in a compact heat exchanger equipped with straight micro-passages Int. J. Heat Mass Tran., 139 (2019), pp. 675-684

13. E.I. Jassim Exergy analysis of petrol engine accommodated nanoparticle in the lubricant system Int. J. Exergy, 35 (2021), pp. 406-420

14. A. Bhattad, J. Sarkar, P. Ghosh Improving the performance of refrigeration systems by using nanofluids: a comprehensive review Renew. Sustain. Energy Rev., 82 (2018), pp. 3656-3669

15. B. Ali, R.A. Naqvi, L. Ali, S. Abdal, S. Hussain A comparative description on time-dependent rotating magnetic transport of a water base liquid H2O with hybrid nano-materials Al2O3-Cu and Al2O3-TiO2 over an extending sheet using Buongiorno model: finite element approach Chin. J. Phys., 70 (2021), pp. 125-139

16. Y. Xuan, Q. Li Heat transfer enhancement of nanofluids Int. J. Heat Fluid Flow, 21 (2000), pp. 58-64

17. M.H. Bahmani, O.A. Akbari, M. Zarringhalam, G. Ahmadi Sheikh Shabani, M. Goodarzi Forced convection in a double tube heat exchanger using nanofluids with constant and variable thermophysical properties Int. J. Numer. Methods Heat Fluid Flow, 30 (2019), pp. 3247-3265

18. R. Hosseinnezhad, O.A. Akbari, H.H. Afrouzi, M. Biglarian, A. Koveiti, D. Toghraie Numerical study of turbulent nanofluid heat transfer in a tubular heat exchanger with twin twisted-tape inserts

19. Zhukova G. S. et al. External impacts on structure and relaxation properties of thermotropic liquid crystal copolyester // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2020. - Т. 905. - №. 1. - С. 012074.

20. J. Therm. Anal. Calorim., 132 (2018), pp. 741-759 A.K. Tiwari, P. Ghosh, J. Sarkar Particl concentration levels of various nanofluids in plate heat exchanger for best performance Int. J. Heat Mass Tran., 89 (2015), pp. 1110-1118

21. A.D. Tuncer, A. Sozen, A. Khanlari, E.Y. Gurbuz, H.i. Variyenli Analysis of thermal performance of an improved shell and helically coiled heat exchanger Appl. Therm. Eng., 184 (2021), p. 116272,

22. M.H. Esfe, S. Saedodin, O. Mahian, S. Wongwises Heat transfer characteristics and pressure drop of COOH-functionalized DWCNTs/water nanofluid in turbulent flow at low concentrations Int. J. Heat Mass Tran., 73 (2014), pp. 186-194

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Н.Н. Рожкова. Улучшение механизмов конвекционного теплообмена за счет повышения коэффициента теплопередачи жидкости. — Системные технологии. — 2021. — № 41. — С. 117—123. doi: 10.55287/22275398_2021_4_117

IMPROVING THE MECHANISMS OF CONVECTION HEAT EXCHANGE BY INCREASING THE HEAT TRANSFER COEFFICIENT OF THE LIQUID

N.N. Rozhkova, Siberian Federal University Institute of Civil Engineering

Abstract.

The article discusses the features of improving the mechanisms of convection heat transfer in heat exchangers by increasing the heat transfer coefficient of the liquid. The author notes that the maximum deterioration in the efficiency of the heat exchanger occurs when it operates near the heat capacity coefficient equal to one. The efficiency of a heat exchanger operating with nanofluid increases by about 17% compared to ordinary water at a given flow rate.

Key words:

heat exchanger, heat transfer of

liquid, mechanisms of convection

heat exchange..

Date of receipt in edition:

19.12.21

Date o f acceptance for printing: 22.12.21

О

z

H Û

I

0

1

x :

0 m

H

s! j

s

m ■©■ о Ф

u x

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

о

о se

К

s

X

(U

3

u о с

I-

(U

>15 £ 10

m го

X

л ш

0 2 * ю £ °

Is

CL с

■ (U

1 H

< m

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.