Влияние технологических факторов процесса изготовления биметаллической ребристой трубы на интенсивность теплопередачи аппаратов воздушного охлаждения

В статье представлено экспериментальное исследование зависимости интенсивности теплопередачи шестирядного шахматного пучка из биметаллических ребристых труб от технологических факторов изготовления ребристой алюминиевой оболочки холодной накаткой на несущей трубе. Пучок устанавливался в аэродинамической трубе и омывался принудительным перпендикулярным потоком воздуха. Для измерения коэффициента теплоотдачи в центральной части третьего и пятого поперечных рядов пучка устанавливалась электродная труба-калориметр кипящего типа (метод локального теплового моделирования). Экспериментальные данные представлялись в виде зависимостей чисел Нуссельта и Эйлера от чисел Рейнольдса. Также экспериментально исследовались термическое контактное сопротивление (обратная величина теплопроводности при тепловом контакте) и протяженность воздушного зазора в зоне контакта между алюминиевой оболочкой и несущей трубой биметаллической ребристой трубы. Экспериментальными исследованиями установлено, что смазочно-охлаждающая жидкость  на поверхности накатных алюминиевых ребер биметаллических ребристых труб не ухудшает интенсивность теплообмена и аэродинамическое сопротивление пучков теплообменной секции аппаратов воздушного охлаждения. Наличие дополнительных обжимных дисков на станах холодной прокатки ребристых труб увеличивает теплопередачу на 8−13 %. При этом усилие выпресовки не может являться основным критерием оценки качества присоединения оболочки биметаллических оребренных труб, как это принято на предприятиях отрасли в настоящее время. Величина относительной протяженности воздушного зазора более объективно характеризует состояние контакта несущей трубы и оребренной оболочки, но использование его определяющим параметром при экспресс-контроле качества изготовления труб невозможно из-за трудоемкости его вычисления. В контактной зоне биметаллических ребристых труб любая среда с коэффициентом теплопроводности большим, чем у воздуха, снижает термическое контактное сопротивление и является интенсифицирующим фактором теплопередачи. В соответствии с тепловой характеристикой биметаллических ребристых труб аппаратов воздушного охлаждения нецелесообразно удалять консервационную смазку или другое масло с наружной поверхности несущих труб. 

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

2. Легкий, В. М. Некоторые особенности теплообмена в поперечно-обтекаемых пучках труб с внешним спирально-ленточным оребрением / В. М. Легкий, Ю. К. Тупицын // Изв. вузов. Энергетика. 1978. № 2. С. 86–90.

3. Кунтыш, В. Б. Теплоотдача и энергетическая эффективность шахматных пучков аппаратов воздушного охлаждения из оребренных труб различных геометрических параметров / В. Б. Кунтыш, А. Э. Пиир // Изв. вузов. Энергетика. 1990. № 7. С. 71–75.

4. Кунтыш, В. Б. Исследование влияния формы поперечного сечения спирального ребра на тепловую эффективность шахматного пучка / В. Б. Кунтыш, А. Н. Бессонный, А. Э. Пиир // Изв. вузов. Энергетика. 1998. № 5. С. 67–74.

5. Володин, В. И. Приближенный тепловой расчет конденсатора перегретого пара тепловых насосов / В. И. Володин, С. В. Здитовецкая // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 3. С. 250–262. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-3-250-262.

6. Сухоцкий, А. Б. Конвективная теплоотдача однорядных пучков из труб с накатными алюминиевыми ребрами различной высоты при малых числах Рейнольдса / А. Б. Сухоцкий, Е. С. Данильчик // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 4. С. 336–348. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-4-336-348.

7. Кунтыш, В. Б. Исследования теплоаэродинамических и габаритно-массовых характеристик шахматных стесненных пучков труб со спиральнонакатными ребрами / В. Б. Кунтыш, Н. Н. Стенин // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2001. № 3. С. 89–97. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2001-0-3-89-97.

8. Кунтыш, В. Б. Теплоаэродинамические исследования шахматных пучков для выбора эффективного шага круглоребристых труб / В. Б. Кунтыш [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 3. С. 264–279. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-3-264-279.

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

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

11. Васильчиков, М. В. Поперечно-винтовая прокатка изделий с винтовой поверхностью / М. В. Васильчиков, М. М. Волков. М.: Машиностроение, 1968. 140 с.

12. Способ производства биметаллических ребристых труб: а. с. СССР № 217344, кл. B 21B 16/01 / Ф. П. Кирпичников, В. П. Анисифоров, М. Г. Панфилов. Опубл. 07.05.1968.