Теплообмін при плівковій конденсації рухомої пари в горизонтальній трубі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСереда, В. В.
dc.date.accessioned2017-09-11T09:10:24Z
dc.date.available2017-09-11T09:10:24Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to the experimental researches which are aimed at increasing the efficiency of horizontal tube condensers by strictly accurate evaluation of heat transfer and regime parameters in condensing various refrigerants in horizontal tubes of such devices. The unique measurements of heat fluxes and heat transfer coefficients local by circumference have been carried out during condensation of Freon R-22 and steam which varies over a wide range of the main regime parameters (G, х, q, Rel). The improved model of film condensation inside horizontal tubes for prediction of heat transfer with application of the results of numerical solutions of Bae et al. is proposed. In this model more precise definition of friction coefficient on interphase as the main parameter crucial for condensation is given. This more precise definition contains experimental substantiation of βq – prediction for calculation of pressure losses by friction and correction βq that takes into account surface suction at the interphase. Heat exchange predicted by the proposed method was compared with the experimental data of various authors for 13 substances (steam, Freon’s R-22, R-123, R-134a, R-245fa, carbon dioxide, propylene, propane, ether, isobutene, refrigerants FC-72, Novec®649, HFE-7000) in annular and intermediate modes. Good agreement of the experiments with calculations (divergence within 25%) proves correctness of the proposed method both for laminar flow of condensate film and turbulent flow (models by Bae and others).en
dc.description.abstractruРабота посвящена экспериментальным исследованиям, которые направлены на повышение эффективности работы горизонтально-трубных конденсаторов путем более точной оценки теплообмена и режимных параметров при конденсации разных хладагентов в горизонтальных трубах таких аппаратов. Раскрыты причины несоответствия существующих теоретических и эмпирических зависимостей для расчета теплообмена при пленочной конденсации внутри горизонтальных гладких труб как между собой, так и с экспериментальными данными, полученными в экспериментах с различными хладагентами. Показано, что расхождения между расчетными зависимостями и опытными данными достигают 30–70 % и выше. Выполнены экспериментальные исследования локальных по периметру трубы тепловых потоков и коэффициентов теплоотдачи при пленочной конденсации фреона R-22 и водяного пара внутри горизонтальной трубы. Конденсация фреона R-22 исследовалась при значении массовых скоростей пара на входе в трубу G = 11–300 кг/(м2•с), тепловых потоков q = 5–50•103 Вт/м2 и паросодержаний х = 0,24–0,99. Конденсация водяного пара происходила при таких параметрах: G = 9–54 кг/(м2•с), x = 0,4–0,98, q = 40–320 кВт/м2. Экспериментально исследовано отдельное влияние на локальную и среднюю по периметру трубы теплоотдачу скорости пара, и соответственно сопротивления трению на границе раздела фаз, теплового потока и числа Рейнольдса для пленки конденсата при постоянном значении или незначительном изменении других параметров процесса конденсации. Показано, что в зависимости от значения характеристик процесса конденсации (wv, q, x) и физических свойств пара и жидкости увеличение теплового потока приводит как к увеличению, так и к уменьшению локальных по периметру трубы коэффициентов теплоотдачи αφ. Установлена зависимость локальной теплоотдачи в верхней части трубы от скорости пара и соответственно от трения на границе раздела фаз. Показано, что при стратифицированном режиме течения коэффициенты теплоотдачи достаточно точно (±10 %) можно рассчитать по формуле Нуссельта, полученной для внешней поверхности горизонтальной трубы, с преобладающим влиянием силы тяжести на процесс конденсации. Экспериментально установлено отсутствие строго кольцевого режима течения фаз на начальном участке трубы даже при больших массовых скоростях и паросодержаниях. Предложен метод определения режимов течения двухфазного конденсационного потока, который учитывает влияние сил тяжести и трения на смену границ режимов. В результате экспериментальных исследований предложен новый метод расчета теплообмена при пленочной конденсации движущегося пара в горизонтальных гладких трубах. В соответствии с этим методом используются теоретическое решение уравнений энергии и движения, записанных для кольцевого течения пленки конденсата, с уточнением основного, определяющего процесс конденсации параметра – напряжения трения на границе раздела фаз τf. Это уточнение содержит экспериментальное обоснование метода расчета комплекса βv для определения влияния двухфазности конденсационного потока на напряжение трения τf и введение поправки βq, которая учитывает влияние отсоса жидкости в пар на границе раздела фаз. Для эффективного использования нового метода разработана специальная программа в пакете Маthсаd. С помощью информационной технологии «облачных» функций программа размещена в сети Интернет. Таким образом, новый метод расчета теплообмена при пленочной конденсации движущегося пара в горизонтальной трубе доступен всем пользователям и может быть интегрирован в другие программы для расчетов горизонтально-трубных конденсаторов. Проведена верификация нового метода с использованием экспериментальных данных разных авторов по конденсации водяного пара, фреонов R-22, R-123, R-134a, R-245fa, углекислого газа, пропилена, пропана, эфира, изобутана, хладагентов FC-72, Novec®649, HFE-7000. Показано достаточно точное согласование всех опытных данных с расчетами (в пределах ±25 %), что доказывает корректность разработанного метода для ламинарного и турбулентного течения пленки конденсата.ru
dc.description.abstractukДисертацію присвячено експериментальним дослідженням, спрямованим на підвищення ефективності роботи горизонтально-трубних конденсаторів за рахунок більш точного оцінювання теплообміну і режимних параметрів під час конденсації різних холодоагентів у горизонтальних трубах таких апаратів. Виконано експериментальні дослідження закономірностей локальної та середньої за периметром труби тепловіддачі під час конденсації фреону R-22 і водяної пари в широкому діапазоні зміни основних режимних параметрів (G, х, q, Rel). Експериментально встановлено вплив теплового потоку, швидкості пари і паровмісту на закономірності локальної та середньої за периметром труби тепловіддачі. Розроблено новий метод розрахунку теплообміну під час плівкової конденсації рухомої пари в горизонтальних гладких трубах. У методі використано числове розв’язання рівнянь руху й енергії, записаних для кільцевої течії плівки конденсату, та уточнено оцінювання впливу сил міжфазного тертя на теплообмінний процес під час конденсації. Характерною ознакою нового методу є врахування комплексного впливу двофазності конденсаційної течії і теплового потоку на закономірності середньої за периметром труби тепловіддачі. Проведено верифікацію нового методу з використанням експериментальних даних різних науковців щодо конденсації водяної пари, фреонів R-22, R-123, R-134a, R-245fa, вуглекислого газу, пропілену, пропану, ефіру, ізобутану, холодоагентів FC-72, Novec®649, HFE-7000. Показано досить точне узгодження всіх дослідних даних із розрахунком (у межах ±25 %), що доводить коректність розробленого методу як для ламінарної течії плівки конденсату, так і для її турбулентного руху.uk
dc.format.page23 с.uk
dc.identifier.citationСереда, В. В. Теплообмін при плівковій конденсації рухомої пари в горизонтальній трубі : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 05.14.06 – Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика / Середа Володимир Володимирович. – Київ, 2017. – 23 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/20513
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectгоризонтальна трубаuk
dc.subjectдвофазний потікuk
dc.subjectплівкова конденсаціяuk
dc.subjectсила міжфазного тертяuk
dc.subjectтеплообмінuk
dc.subjectхолодоагентuk
dc.subjectfilm condensationen
dc.subjectfriction coefficienten
dc.subjectheat transferen
dc.subjecthorizontal tubeen
dc.subjectrefrigeranten
dc.subjecttwo-phase flowen
dc.subjectгоризонтальная трубаru
dc.subjectдвухфазный потокru
dc.subjectпленочная конденсацияru
dc.subjectсила межфазного тренияru
dc.subjectтеплообменru
dc.subjectхладагентru
dc.subject.udc536.423.4(043.3)uk
dc.titleТеплообмін при плівковій конденсації рухомої пари в горизонтальній трубіuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Sereda_aref.pdf
Розмір:
2.53 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ТПТ)
Автореферати (вільний доступ)