Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Теплоаэродинамические исследования шахматных пучков для выбора эффективного шага круглоребристых труб

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-264-279

Аннотация

Приведены результаты экспериментального исследования локальным моделированием конвективного теплообмена и аэродинамического сопротивления шахматных шестирядных пучков из биметаллических труб со спиральными накатными алюминиевыми ребрами при поперечном обтекании воздухом в диапазоне изменения его скорости в сжатом сечении пучка 1,9−11,0 м/с. Скоростной диапазон охватывает возможные режимы эксплуатации промышленных аппаратов воздушного охлаждения. Ребра диаметром приблизительно 57 мм накатаны на стальной несущей трубе наружным диаметром 25 мм. Коэффициент оребрения трубы j = 19,26. Такие трубы широко применяются в теплообменных секциях аппаратов воздушного охлаждения природного газа, в частности в ООО «Грибановский машиностроительный завод» (Россия). Для измерения коэффициентов теплоотдачи использован разработанный авторами электрокалориметр с подводимой мощностью 600–1300 Вт.

Температура поверхности стенки у основания ребер не выходила за интервал 77–92 оС. Поперечный шаг труб в пучках S1 = 64,0; 68,0 мм, а продольный S2 = 54,4 или 50,0 мм. Проведено измерение теплоотдачи каждого поперечного ряда шестирядных пучков, а также средней теплоотдачи и аэродинамического сопротивления, которые обобщены уравнением подобия степенного вида. Теплоотдача последнего поперечного ряда по направлению движения воздуха на 0−5 % меньше теплоотдачи стабилизированных рядов, и здесь обнаружены новые особенности изменения теплоотдачи в недостаточно изученной области изменения шагов S1 и S2. Измерено термическое контактное сопротивление (ТКС) в диапазоне средней температуры контактных поверхностей tк = (79–95) оС и не выявлено зависимости значения ТКС от tк для указанного интервала. Численное среднее значение ТКС: Rк = 2,13 × 10–4 м2× К/Вт; оно характерно для надежного механического соединения оребренной алюминиевой оболочки с несущей стальной трубой из углеродистой стали. Вариантными теплоаэродинамическими расчетами с использованием полученных данных установлена технико-экономическая целесообразность размещения труб в вершинах равнобедренного треугольника с шагами: S1 = 68−69 мм; S2 = 55 мм, с отказом от применения расположения труб по равностороннему треугольнику с S1 = S2′ = 64 мм (где S2′ – диагональный шаг). При = idem и прочих равных условиях количество труб на аппаратах воздушного охлаждения уменьшается на 5,7 % с понижением электропотребления до 4,0 %.

Об авторах

В. Б. Кунтыш
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь


А. Б. Сухоцкий
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь

Адрес для переписки: Сухоцкий Альберт Борисович – Белорусский государственный технологический университет, ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь. Тел.: +375 17 327-87-30    alk2905@mail.ru



Г. С. Маршалова
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь


В. В. Дударев
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь


В. Н. Фарафонтов
Белорусский государственный технологический университет
Беларусь


Список литературы

1. Шмеркович, В. М. Применение АВО при проектировании нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов / В. М. Шмеркович. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971. 112 с.

2. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа / под. ред. Б. Н. Бондаренко. М.: Химия, 1983. 128 с.

3. Воздушные конденсаторы для паротурбинных установок малой и средней мощности / О. О. Мильман [и др.] // Теплоэнергетика. 1998. № 1. С. 35−39.

4. Кунтыш, В. Б. Тепловой и аэродинамический расчеты оребренных теплообменников воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, Н. М. Кузнецов. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 280 с.

5. Разработка и модернизация вентиляторных блоков аппаратов воздушного охлаждения / В. А. Маланичев [и др.] // Химическая техника. 2004. № 2. С. 12−27.

6. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения / под общ. ред. В. Б. Кунтыша, А. Н. Бессонного. СПб.: Недра, 1996. 512 с.

7. Легкий, В. М. Влияние шаговых соотношений на теплоотдачу и аэродинамическое сопротивление шахматных поперечно омываемых пучков труб с внешним спирально-ленточным оребрением / В. М. Легкий, Ю. К. Тупицын, Е. Н. Письменный // Теплообмен в энергетических установках : сборник. Киев: Наукова думка, 1978. С. 78−82.

8. Юдин, В. Ф. Теплообмен поперечнооребренных труб / В. Ф. Юдин. Л.: Машиностроение, 1982. 189 с.

9. Жукаускас, А. А. Конвективный перенос в теплообменниках / А. А. Жукаускас. М.: Наука, 1982. 472 с.

10. Письменный, Е. Н. Теплообмен и аэродинамика пакетов поперечно-оребренных труб / Е. Н. Письменный. Киев: Альтерпресс, 2004. 244 с.

11. Wierman, C. Correlation Ease the Selection of Finned Tubes / C. Wierman // Oil and Gas. 1976. Vol. 74, No 36. P. 94−100.

12. Пиир, А. Э. Исследование и разработка энерго- и материалосберегающих конструкций воздухонагревателей / А. Э. Пиир. Архангельск, 1999. 40 с.

13. Результаты исследования тепловых характеристик воздухонагревателя из биметаллических ребристых труб / В. Б. Кунтыш [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2014. № 1. С. 48−56.

14. Lapin, А. Heat Transfer Coefficcient for Finned Exchangers / A. Lapin, W. F. Schurig // Industrial & Engineering Chemistry. 1959. Vol. 51, No 8. P. 941−944. https://doi.org/10.1021/ie50596a038

15. Исследование теплоотдачи по рядам шахматных пучков из алюминиевых трубок со спирально-накатным оребрением / Н. В. Зозуля [и др.] // Химическая промышленность Украины. 1965. № 5. С. 29−31.

16. Кунтыш, В. Б. Экспериментальное исследование местных коэффициентов теплоотдачи труб со спиральными ребрами в поперечно обтекаемых ребристых пучках / В. Б. Кунтыш, Ф. М. Иохведов // Известия вузов. Энергетика. 1977. № 1. С. 105−110.

17. Кунтыш, В. Б. Влияние числа рядов и компоновки поперечно обтекаемого ребристого пучка на местную теплоотдачу последних рядов / В. Б. Кунтыш, Ф. М. Иохведов // Известия вузов. Энергетика. 1979. № 3. С. 58−59.

18. Кунтыш, В. Б. Исследование контактного термического сопротивления биметаллических оребренных труб АВО / В. Б. Кунтыш, А. Э. Пиир, Л. М. Федотова // Известия вузов. Лесной журнал. 1980. № 5. С. 121−126.

19. Руденко, А. И. Исследование контактного термического сопротивления в биметаллических трубах со спирально-накатным оребрением / А. И. Руденко, А. П. Нищик // Промышленная теплотехника. 2009. Т. 31, № 5. С. 15−19.

20. Аппараты воздушного охлаждения. Общие технические требования: ГОСТ Р 51364–99. Москва: Издательство стандартов, 2000. 66 с.

21. Примеры расчетов нестандартизированных эффективных теплообменников / В. Б. Кунтыш [и др.]. СПб.: Недра, 2000. 300 с.


Рецензия

Для цитирования:


Кунтыш В.Б., Сухоцкий А.Б., Маршалова Г.С., Дударев В.В., Фарафонтов В.Н. Теплоаэродинамические исследования шахматных пучков для выбора эффективного шага круглоребристых труб. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2019;62(3):264-279. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-264-279

For citation:


Kuntysh V.B., Sukhotskii A.B., Marshalova G.S., Dudarev V.V., Farafontov V.N. Thermal and Aerodynamic Researches of Staggered Bundles for Choice of an Effective Spacing of Round-Finned Tubes. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2019;62(3):264-279. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-264-279

Просмотров: 647


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)