Розробка рівнорозвинених поверхонь теплообміну для регенераторів теплоти ГТУ газотранспортних систем і дослідження їх теплоаеродинамічних характеристик
Ескіз недоступний
Дата
2013
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
Анотація
Звіт про НДР: 206 с., 126 рис., 17 табл., 77 джерел.
Об'єкт дослідження – шахові пакети гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею.
Предмет дослідження – процеси теплообміну та аеродинаміки при поперечному омиванні повітряним потоком шахових пакетів гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею. Процеси деформування тонкостінних круглих труб з нержавіючої сталі трьохроликовим обкочуванням.
Мета роботи – Розробка рекомендацій з технології виготовлення рівнорозвинених теплообмінних трубчастих поверхонь гвинтоподібного типу методом трьохроликового обкочування тонкостінних гладких труб круглого поперечного перерізу з використанням внутрішнього протитиску. Дослідження характеристик теплообміну та аеродинаміки при зовнішньому омиванні повітряним потоком шахових пакетів гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею. Створення методик розрахунків теплообміну і аеродинамічного опору пакетів гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею, створення методик розрахунків зовнішнього теплообміну і аеродинамічного опору поверхонь при їх поперечному омиванні газовим потоком на основі експериментальних досліджень процесів переносу теплоти та імпульсу.
Методи дослідження – визначення середніх конвективних коефіцієнтів теплообміну та коефіцієнтів опору за результатами експериментальних вимірювань розподілів температур і теплових потоків та перепадів тисків в шахових пакетах гвинтоподібних труб методом локального теплового моделювання. Вивчення течії на зовнішній стінці труби методом поверхневої візуалізації за допомогою саже-гасової суспензії та методом CFD - моделювання. Вимірювання геометричних параметрів та твердості металу гвинтоподібних труб після деформування, які отримані з тонкостінних труб методом трьохроликового обкочування.
Наукова новизна – вперше досліджені закономірності теплообміну та аеродинаміки у шахових пакетах гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею, встановлений вплив основних геометричних та режимних параметрів на інтенсивність теплообміну в них. Отримані нові узагальнюючі залежності для розрахунку конвективного теплообміну та опору, які враховують профільні характеристики гвинтоподібних труб, що змінювалися в діапазонах: d/D від 0,737 до 0,816 та t/h від 2,28 до 2,4. Компонувальні параметри 32-х досліджених пакетів з таких труб змінювалися у межах: S1/S2 від 0,467 до 1,918, H/F від 3,75 до 19,75 Коефіцієнти розвинення теплообмінних поверхонь складають 1,16-1,24 відносно гладкотрубчастих поверхонь. Нова поверхня в залежності від типорозміру гвинтоподібних труб та їх компонування інтенсифікує теплообмін на 8-30 % в порівнянні з аналогічними пакетами гладких труб.
Практичне значення – запропоновані рекомендації з виготовлення і проектування високоефективних теплообмінних поверхонь на основі гвинтоподібних труб. Отримані інженерні методики розрахунків коефіцієнтів теплообміну та опору шахових пакетів гвинтоподібних труб з рівнорозвиненою поверхнею.
Галузі застосування – розробка нової теплообмінної поверхні з гвинтоподібних труб, призначена для застосування в повітронагрівачах-регенераторах та підігрівачах паливного газу газотурбінних установок (ГТУ) газотранспортної системи (ГТС).
Опис
Ключові слова
труба, гвинтоподібний профіль, шаховий пакет, іденсифікація, теплообмін, аеродинамічний опір, ефективність, роликове обкочування
Бібліографічний опис
Розробка рівнорозвинених поверхонь теплообміну для регенераторів теплоти ГТУ газотранспортних систем і дослідження їх теплоаеродинамічних характеристик : звіт про НДР (заключ.) НТУУ "КПІ" ; кер. роб. Є. М. Письменний. - К., 2013. - 206 л. + CD-ROM. - Д/б №2538-п