Створення наукових і технологічних основ для розробки перспективних високоефективних оребрених поверхонь теплообміну

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorТуз, Валерій Омеляновичuk
dc.contributor.advisorTuz, V. Ye.en
dc.contributor.advisorТуз, Валерий Емельяновичru
dc.contributor.departmentТеплоенергетичний факультетuk
dc.contributor.departmentКафедра атомних електричних станцій та інженерної теплофізикиuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»uk
dc.date.accessioned2017-11-15T12:24:22Z
dc.date.available2017-11-15T12:24:22Z
dc.date.issued2011
dc.description.abstractenThe design of flat-oval profile steel tubes with the incomplete fins is investigated for use as heat transfer surfaces. Such surfaces have several important advantages: the material - carbon steel, manufacture of low-cost technology – contact welding of the fins on the tube; improved thermal efficiency as compared with steel tubes of round profile, aerodynamic drag of flat-oval tubes with incomplete fins for 40...50 % below the tube of round profile. Experimental methods and numerical simulations carried out studies of local and surface average convective heat transfer characteristics, aerodynamic resistance and flow structure in the heating surfaces of the flat-oval tubes with an incomplete transverse fins in intervals of the coefficients of fins y = 7...15 and Reynolds numbers . For the first time used to study the structure of the flow with visualization techniques, pneumatic and hot wire anemometry methods on the surface and in the interfins channels of flat-oval tubes. An improved estimates generalizing dependences for determining the rate of heat transfer and aerodynamic resistance of flat-oval tubes with incomplete fins are obtained, taking into account the influence of geometrical parameters of finned tubes and the package as a whole. The experimental and numerical investigations of heat transfer and drag make possible to improve on (2-3) % calculation correlations for determining the convective heat transfer coefficients and pressure losses for staggered bundles of flat-oval tubes with incomplete fins. In the paper revealed that profile of flat-oval tubes with d2/d1 = 2.8 in their properties, in terms of heat transfer from one meter of finned tubes can be 25% more give or take the heat for the same coefficients of fins than the flat-oval tube with d2/d1 = 2.0 with a slight increase in drag. On the basis of new relations for calculating heat transfer coefficients and pressure losses carried improving techniques for heat-aerodynamic calculations. The advanced engineering simulation techniques allows more accurate calculation of mentioned factors and mortgage the less factor of safety than on the surface area of the heat exchanger in general. Study of heat transfer and hydrodynamics of the flow in the heating surfaces of the flat-oval tubes with incomplete fins, given the opportunity to optimize the geometrical characteristics of the fins. Carrying out such studies has revealed that the optimum geometric parameters of natural flat-oval tubes fins have such values: fins step t = 3.6...3.8 мм; fin height h = 20...21 мм; fin thickness d = 0.8...0.9 мм. On the example of a specific heat exchange equipment carried out a variant heat-aerodynamic calculations for economizer-heat made of flat-oval tubes and placed between the boiler and smoke exhauster and smokestack on one of the Zaporozhye boiler plants. Weight of the tubes decreased by more than 0.5 tons (25%) that in the final version reduced the cost of heat exchanger. In addition, production tests showed that the low impedance of heat transfer surface does not require an additional regulation of exhauster.uk
dc.description.abstractruИсследованы конструкции стальных труб плоско-овального профиля с неполным оребрением для использования в качестве теплообменных поверхностей. Такие поверхности имеют несколько существенных преимуществ: материал – углеродистая сталь; изготовление по дешевой технологии – контактное приваривание ребра к трубе; улучшенная тепловая эффективность по сравнению со стальными трубами круглого профиля; аэродинамическое сопротивление плоско-овальных труб с неполным оребрением на 40...50 % ниже труб круглого профиля. Методами экспериментального и численного моделирования выполнены исследования локальных и среднеповерхностных характеристик конвективного теплообмена, аэродинамического сопротивления и структуры течения в поверхностях нагрева из плоско-овальных труб с неполным поперечным оребрением в интервалах изменения коэффициентов оребрения y = 7...15 и чисел Рейнольдса . Впервые выполнено исследование структуры течения методами визуализации, пневмометрическими и термоанемометрии на поверхности и в межреберных каналах плоско-овальных труб. Получены усовершенствованные обобщающие расчетные зависимости для определения интенсивности теплообмена и аэродинамического сопротивления плоско-овальных труб с неполным оребрением, учитывающие влияние геометрических параметров оребренных труб и пакета в целом. Проведенные экспериментальные и численные исследования теплообмена и аэродинамического сопротивления позволили улучшить на (2-3) % расчетные соотношения для определения конвективных коэффициентов теплоотдачи и потерь давления шахматных пакетов плоско-овальных труб с неполным оребрением. В работе выявлено, что профиль плоско-овальной трубы с d2/d1 = 2.8 по своим свойствам, с точки зрения теплоотвода с одного погонного метра оребренных труб, может на 25 % больше отдать или принять теплоты при одинаковых коэффициентах оребрения, чем плоско-овальная труба с d2/d1 = 2.0 при незначительном росте аэродинамического сопротивления. На базе новых соотношений для расчетов коэффициентов теплоотдачи и потерь давления проведено совершенствование методик теплоаэродинамических расчетов. Усовершенствованная методика инженерных расчетов позволяет более точно рассчитывать упомянутые коэффициенты и закладывать меньше коэффициент запаса на площадь поверхности теплообменного аппарата в целом. Исследование теплообмена и гидродинамики потока в поверхностях нагрева из плоско-овальных труб с неполным оребрением, дали возможность провести оптимизацию геометрических характеристик оребрения. Проведение таких исследований позволили выявить, что оптимальными геометрическими параметрами оребрения плоско-овальных натурных труб являются такие значения: шаг ребер t = 3.6...3.8 мм; высота ребра h = 20...21 мм; толщина ребра d = 0.8...0.9 мм. На примере конкретного теплообменного оборудования проведены вариантные теплоаэродинамические расчеты экономайзера-утилизатора, изготовленного из плоско-овальных труб и установленного между дымососом котла и дымовой трубой на одной из котельных г. Запорожье. Масса трубной части уменьшилась более чем на 0.5 тонны (на 25 %), что в конечном варианте привело к уменьшению стоимости теплоутилизатора. Кроме того, производственные испытания показали, что при низком сопротивлении теплообменной поверхности не требуется дополнительного регулирования дымососа.uk
dc.description.abstractukДосліджені конструкції сталевих труб плоско-овального профілю з неповним оребренням для використання в якості теплообмінних поверхнях. Такі поверхні мають декілька суттєвих переваг: матеріал – вуглецева сталь; виготовлення за дешевою технологією – контактне приварювання ребра до труби; покращена теплова ефективність в порівнянні зі сталевими трубами круглого профілю; аеродинамічний опір плоско-овальних труб з неповним оребренням на 40...50 % нижче ніж труб круглого профілю. Методами експериментального та числового моделювання виконані дослідження локальних та середньоповерхневих характеристик конвективного теплообміну, аеродинамічного опору та структури течії в поверхнях нагрівання з плоско-овальних труб з неповним поперечним оребренням в інтервалах зміни коефіцієнтів оребрення y = 7...15 та чисел Рейнольдса . Вперше виконано дослідження структури течії методами візуалізації, пневмометричними та термоанемометрії на поверхні та в міжреберних каналах плоско-овальних труб. Отримано вдосконалені узагальнюючі розрахункові залежності для визначення інтенсивності теплообміну та аеродинамічного опору плоско-овальних труб з неповним оребренням, які враховують вплив геометричних параметрів оребреної труби та пакету в цілому. Проведені експериментальні і числові дослідження теплообміну і аеродинамічного опору дозволили покращити на (2-3) % розрахункові співвідношення для визначення конвективних коефіцієнтів тепловіддачі і втрат тиску шахових пакетів плоско-овальних труб з неповним оребренням. В роботі виявлено, що профіль плоско-овальної труби з d2/d1 = 2.8 за своїми властивостями, з точки зору тепловідведення з одного погонного метру оребреної труби, може на 25 % більше віддати чи прийняти теплоти при однакових коефіцієнтах оребрення, ніж плоско-овальна труба з d2/d1 = 2.0 при незначному зростанні аеродинамічного опору. На базі нових співвідношень для розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі і втрат тиску проведено вдосконалення методик теплоаеродинамічних розрахунків. Вдосконалена методика інженерних розрахунків дозволяє більш точно розраховувати вище згадані коефіцієнти та закладати менший коефіцієнт запасу на площу поверхні теплообмінного апарату в цілому. Дослідження теплообміну і гідродинаміки потоку в поверхнях нагріву з плоско-овальних труб з неповним оребренням, дали можливість провести оптимізацію геометричних характеристик оребрення. Проведення таких досліджень дозволили виявити, що оптимальними геометричними параметрами оребрення плоско-овальних натурних труб являються такі значення: крок ребер t = 3.6...3.8 мм; висота ребра h = 20...21 мм; товщина ребра d = 0.8...0.9 мм. На прикладі конкретного теплообмінного обладнання проведені варіантні теплоаеродинамічні розрахунки економайзера-утилізатора, виготовленого з плоско-овальних труб та встановленого між димососом котла і димовою трубою на одній з котелень м. Запоріжжя. Маса трубної частини зменшилась більш ніж на 0.5 тонни (на 25%), що в кінцевому варіанті призвело до зменшення вартості теплоутилізатора. Крім того, виробничі випробування показали, що при низькому опорі теплообмінної поверхні не потрібно додаткового регулювання димососу.uk
dc.format.page5 с.uk
dc.identifier2343-п
dc.identifier.govdoc0110U001318
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/21139
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectтрубиuk
dc.subjectструктура течіїuk
dc.titleСтворення наукових і технологічних основ для розробки перспективних високоефективних оребрених поверхонь теплообмінуuk
dc.title.alternativeCreation of scientific and technological foundations for the development of advanced high-performance heat transfer surfacesuk
dc.title.alternativeСоздание научных и технологических основ для разработки перспективных высокоэффективных оребренных поверхностей теплообменаuk
dc.typeTechnical Reportuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2343-p.pdf
Розмір:
141.26 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (АЕ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського