Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Разработка методики оптимизации рекуперативных теплообменников по обобщенным характеристикам и средней скорости потока

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

М обобщенной геометрической характеристики д5 и средней по длине канала скорости СО^Р Для всех теплообменников, сравнение поверхностей разных классов в критериальном виде становится возможным. Для этого перепишем уравнение (3.1) в развернутом виде и, используя уравнения (2.116) и (2.117), получим: 3.2) Л. Уравнение (3.1) содержит с/р — эквивалентный диаметр (определяющий размер) и максимальную… Читать ещё >

Содержание

  • АННОТАЦИЯ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВВШНИЕ
  • ГЛАЗА I. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ. ВЫБОР ОПРЕДЕЛЯЮЩЕГО РАЗМЕРА И СКОРОСТИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАНАЛЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Методы сравнения конвективных теплообменных поверхностей
    • 1. 2. Методы технико-экономической оптимизации теплообменников
    • 1. 3. Выбор определяющего размера и определяющей скорости в каналах теплообменников
    • 1. 4. Выводы и постановка задачи исследования
  • ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА
    • 2. 1. " Кокухотрубчатый теплообменник
      • 2. 1. 1. Трубное пространство
      • 2. 1. 2. Межтрубное пространство, продольный поток
      • 2. 1. 3. Поперечное обтекание пучка гладких труб
    • 2. 2. Спиральный теплообменник
    • 2. 3. Пластинчатый теплообменник
    • 2. 4. Пластинчато-ребристый теплообменник
      • 2. 4. 1. Гладкие непрерывные ребра {Глр)
      • 2. 4. 2. Короткие пластинчатые ребра С Плр)
      • 2. 4. 3. Волнистые ребра (Вр)
      • 2. 4. 4. йалюзииные ребра (Жр)
      • 2. 4. 5. Стерженьковые ребра (Стр) .'
    • 2. 5. Пучок труб о пластинчатыми ребрами
    • 2. 6. Пучок труб с круглыми (шайбовыми.) ребрами
    • 2. 7. Сравнение обобщённых геометрических характеристик .5 теплообменников разных классов
    • 2. 8. Выводы
  • ГЛАВА 3. ОБОБЩЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРАВ ЛАЗСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
    • 3. 1. Обобщённые характеристики теплообмена
    • 3. 2. Обобщённые характеристики гидравлического сопротивления
    • 3. 3. Сравнение эффективности конвективного теплообмена для теплообменников разных классов .ПО
    • 3. 4. Выводы
  • ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ -50РМЫ КАНАЛА НА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРХНОСТИ
    • 4. 1. Формулировка задачи исследования
    • 4. 2. Экспериментальная установка
    • 4. 3. Методика проведения эксперимента и обработки опытных данных по теплоотдаче и сопротивлению каналов с переменным проходным сечением
      • 4. 3. 1. Методика проведения эксперимента .Х
      • 4. 3. 2. Методика обработки опытных данных .Х
    • 4. 4. Результаты эксперимента
    • 4. 5. Анализ полученных результатов
    • 4. 6. Построение обобщенной зависимости теплоотдачи и гидравлического сопротивления от геометрии
  • С т р,
    • 4. 6. 1. Построение зависимостидля поверхностей с постоянны/ по ходу теплоносителя проходным сечением
    • 4. 6. 2. Построение зависимости 77:—, д, , -//х 5/ для поверхностей с переменным по ходу теплоносителя проходным сечением
    • 4. 6. 3. Построение единой зависимости теплоотдачи и гидравлического сопротивления для поверхностей с переменным и постоянным по ходу теплоносителя проходным сечением
    • 4. 7. Выводы .'
  • ГЛАВА 5. ОБОБЩЕННАЯ МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИЙ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ПО УДЕЛЬНЫМ ПРИВЕДЁННЫМ ЗАТРАТАМ. МЕТОДИКА ВЫБОРА ТЕПЛООБМЕННИКА МИНИМАЛЬНОЙ МАССЫ
    • 5. 1. Определение аналитической зависимости удельных приведённых затрат от геометрической характеристики $ и средней скорости С*)ср
    • 5. 2. Исследование зависимости удельных приведённых затрат от? и СОср на ЭВМ
    • 5. 3. Методика выбора теплообменника минимальной массы
      • 5. 3. 1. Обобщённые массовые характеристики теплообменников
      • 5. 3. 2. Определение оптимальных условий работы теплообменника минимальной массы
    • 5. 4. Выводы
  • ВЫВОДЫ

Разработка методики оптимизации рекуперативных теплообменников по обобщенным характеристикам и средней скорости потока (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Теплообменные аппараты различных конструкций широко применяотся в энергетике, б химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Стремление интенсифицировать процессы конвективного теплообмена и создать наиболее технологические в изготовлении и экономичные теплообменные аппараты привело к быстрому совершенствованию конструкций теплообменных аппаратов изготовленных из листов и теплообменников с развитой поверхностью (оребренных.).

Требования к промышленным теплообменным аппаратам в зависимости от конкретных условий применения весьма разнообразны. Основными из них являются: обеспечение наиболее высокого коэффициента теплопередачи при возможно меньшем гидравлическом сопротивлениикомпактность и наименьший расход материалов на единицу тепловой производительности. При проектировании теплоэнергетических установок, как правило, возникает необходимость сравнения теплотехнических и гидравлических характеристик теплообменников разных классов, что в конечном итоге определяет условия оптимальной эксплуатации оборудования. Известные методы сравнения и оптимизации теп-лообменных поверхностей относятся к ограниченному количеству типов. поверхностей, это не позволяет систематизировать обширный экспериментальный материал для разных классов и разработать единые зависимости для определения оптимальных параметров теплообменников.

На основании критического рассмотрения отечественной и зарубежной литературы, посвященной вопросом сравнения и оптимизации конвективных поверхностей теплообмена, сформулирована задача настоящего исследования.

Настоящая работа посвящена разработке единой методикй сравнения и оптимизации теплообменников разных классов, основанной на. применении единой обобщённой геометрической характеристики и единой определяющей скорости теплоносителя.

2.8. Выводы.

1. Приведены зависимости расчёта геометрической характеристики для практически всех классов рекуперативных теплообменников.

2. Получены зависимости обобщённой геометрической характеристики.

5 от эквивалентного диаметра ?^, для ка? кдого конкретного класса теплообменников.

3. Показано, что в случае меняющегося поперечного сечения зависимость л5 от эквивалентного диаметра отличается от вида < характерного для постоянного по ходу теплоносителя поперечного сечения канала.

ГЛАВА 3. ОБОБЩЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ.

3.1. Обобщенные характеристики теплообмена.

В общем случае коэффициент теплоотдачи от поверхности к потоку при вынужденной конвекции в безразмерном виде может быть выражен: гст.

3.1) где д/.

Ср, ?71,111 ,??2 — постоянные.

Уравнение (3.1) содержит с/р — эквивалентный диаметр (определяющий размер) и максимальную определяющую скорость ¿-¿-^.у — определяемых по-разному для различных классов теплообменников. Это обстоятельство усложняет сравнение «таких поверхностей в критериальном виде.

Введение

м обобщенной геометрической характеристики д5 и средней по длине канала скорости СО^Р Для всех теплообменников, сравнение поверхностей разных классов в критериальном виде становится возможным. Для этого перепишем уравнение (3.1) в развернутом виде и, используя уравнения (2.116) и (2.117), получим: 3.2) Л.

•3.3) где М/, «Д^» — критерий Нуссельта, выраженный через щ обобщенную характеристику (3.4) критерий Рейнольдса, выраженный через, геометричеакую (3.5) т-п/тсг т.

С 7т) «постоянная (З.б).

Таким образом, были преобразованы уравнения расчета теплоотдачи для нескольких классов теплообменников, результаты представлены в табл. 3.1.

Для каждого класса практически реализуемых теплообменников можно построить семейство кривых.

На рис. 3.1 — 3.7. представлены зависимости (М/ и /Й? рассчитаны по с! д и СО/пах), на рис. 3.9 — 3.15 зависимости М^-" /(^з), где //и$) рассчитаны по 5 с/00ср

Для упрощения сравнения характеристик все приве денные данные отнесены к одному теплоносителю (воздух), что позволяет исключить из числа переменных Рг.

На рис. 3.8 и 3.16 представлено сравнение теплотехнических характеристик теплообменников разных классов в виде соответственно.

Сравнив характеристики (кривые) можно установить, что для аппаратов с постоянным поперечным сечением по ходу теплоносителя, при переходе с с/р на? в качестве определяющего размера, ШтсхХ на и^сР — в качестве определяющей скорости, относительное расположение кривых практически не меняется, характеристики Для пучков.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.М. Сравниетельные исследования теплоотдачи и сопротивления ребристых поверхностей. «Энергомашиностроение», 1961, № 2, стр.12−16.
  2. В.М. Сравнение исследования конвективных поверхностей на основе энергетических характеристик. «Энергомашиностроение», 1964, № 5, ст.9−13.
  3. В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. М. ¿-'Энергия", 1966.
  4. A.M., Горбенко В. А., Удыма П. Г. Проектирование, монтаж и эксп луатаиия тепломасеообмеиных установок. «Энергия», М., 1931, 336 с.
  5. Н.В., Коваленко Л. М., Ястребенецкий А. Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М. «Машиностроение», 1973.
  6. А. Интенсификация теплообмена. В кн.: Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перспективы. стр. Т45−192. Труды УI Международной конференции по теплообмену.
  7. К. Алгоритмы проектирования теплообменников с оптимальными параметрами. «Теплоэнергетика». 1975, № 2., стр.88−90.
  8. Г. И., ДубровскиййЕ.В. Эффективные теплообменники. «Машиностроение», 1973.
  9. A.A. 0 сопоставлении и оптимизации теплообменник аппаратов холодильной машины. «Холодильная техника». № 4, 1981, стр. I8−2T.
  10. A.A. Методика сравнения конвективных поверхностей нагрева. 'TO", 1937, т. УШ, вып.17.
  11. A.A. Интенсификация конвективного теплообмена и проблема сравнительной опенки теплообменных поверхностей. «Теплоэнергетика». 1977, № 4, стр.5−8.
  12. В.Д. Определние оптимальной скорости воздуха в калориферных установках котельных агрегатов. «Теплоэнергетика», 1966, 5, стр.68−70.
  13. А.Д., Якименко Р. И. Исследование энергетического совершенства профильно-пластинчатых поверхностей. «Изв.высш. учебн.завед. Энергетика», № 4, 1955, стр. 140−143.
  14. Ш. Дрейцер Г. А., Кузьминов В. А., Неверов A.C. Простейшие методы оценки эффективности интенсификации теплообмена в каналах. «Известия высш.учебн.заведений». «Энергетика», 1973, 12, стр.77−84.
  15. Е.В. Метод относительного сравнения теплогидрав-лической эффективности теплообменных поверхностей. «Энергетика и трннспорт», № 6, 1977, стр.118−128.
  16. В.И., Соченов В. Н. Методика оценки эффективности теплообменных аппаратов и поверхностей теплообмена. «Известия высш.учебн.завед. Энергетика», 1967, № 4, стр.91−75.
  17. А.Л. Исследование теплообмена и гидродинамики в каналах теплообменных аппаратов сложной геометрии. Автореф. дис. на соискание ученой степени к.т.н., 1980, 20 стр.
  18. A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. М., Наука, 1982, 472 стр.
  19. А., Макарявичус В., Шланчяускас А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости", Изд. «Минтис» Вильнюс, 1968, 192 стр.
  20. A.A., Улинскас Р. В., Закревский В. Ф. Эффективность гладкотрубных пучков в поперечном потоке теплоносителям при критическом обтекании. «Труды АН Лит. ССР», серия Б, т. З (100), 1977, стр.57С62.
  21. A.A., Улинскас Р. В., Закревский В. Ф. Расчет эффективности поперечнообтекаемых пучков труб и сопоставление их теплообмвнных поверхностей графоаналитическим методом. Труды АН Лит. ССР, серия Б, т.6 (103), 1977, стр.79−85.
  22. A.A., Улинскас Р. В., Швегжда A.A. Метод определения эффективности теплоотдачи теплообменников. «Труды АН Лит. ССР», серия Б, т.2, (99), 1977, стр.43−48.
  23. А.П., Бранков В. П., Денисов В. И. Методы экономического сравнения вариантов в энергетике по приниипу минимума приведенных затрат. М., Наука, 1971.
  24. Н.В., Калинин Б. Л. Сопоставление воздуха — маслоохладителей из плоских труб с гофрированным оребрением. Вопросы технической теплофизики, вып.2, Киев, 1969, стр.41−44.
  25. И.Н., Бекманис И. В. Обобщенная методика оптимизации рекуперативных теплообменников. — Изв. АН Латв.ССР. Сер.физ. и техн. наук, 1980, № Т, стр.98−105.
  26. И.Н., Бекманис И. В. Сравнение теплоотдачи и гидравлического сопротивления в различных теплообменниках. -Изв.АН Латв.ССР. Сер.физ. и техн. наук, 1981, 4, стр.68−75.
  27. И.Н., Бекманис И. В. Оптимизация рекуперативных теплообменников разных классов на ЭВМ. Изв. АН Латв.ССР. Сер.физ. и техн. наук, 1983, № 3, стр.51−55.
  28. И.Н., Бекманис И. В. Экспериментальное исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления в каналах с переменным проходным сечением. — Изв. АН Латв.ССР. Сер.физ. и техн. наук, 1983, № 3, стр.56−61.
  29. А.Я. Зависимость гидравлического сопротивления от шага шахматных и коридорных продольных пучков для воздуха. Сб. научно-исслед.работ. Ташкент. Текстильный институт, 1964, вып. 16, стр.341−345.
  30. А.Я. Зависимость теплообмена от тааеа шахматных и коридорных продольных пучков для воздуха и перегретого пара. Изв. АН Уз.ССР. Сер.техн.н., 1971, № 5, стр.43−47.
  31. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетическогохозяйства (генерирование, передача и распределение электрической и тепловой энергии), Москва, «Энергия», 1973.
  32. Д.Д., Попалов В. В. Сравнительная шкала эффективности теплоотдачи газовых теплоносителей. «Теплоэнергетика». № 9, 1975, стр.67−69.
  33. Д.Д., Попалов В. В. Сравнение эффективности теплоотдачи при течении газов в гладких и шероховатых колоннах. Теплоэнергетика, № 5, Т977, стр.70−73.
  34. Э.К., Дрейцер Г. А., Ярко С. А. Интенсификация теплообмена в кана. лах. М., «Машиностроение», Т972.
  35. B.C. Оптимизация воздухоохладителей морозильных камер мясокомбинатов. Автореф.дис. на соискание i'.л к.т.н. Одесса, 1976, 25 стр.
  36. Г. Е. Обощенные методы расчета теплообменников и их применение для оптимизации теплообменного оборудования. Автореф. на соискание звания докт.т.н., Киев, 1974, 49 стр.
  37. В.В. Гидродинамические и воздушные машины. М., «Металлургиздат», 1950, 552 стр.
  38. В., Кример 0, Райникс Винтернатель К. Конвективный и тепло- и массоперенос. М., «Энергия», 1980.
  39. В.А., Лейфман И. Графический способ сравнительной оценки эффективности конвективных поверхностей нагрева. «Теплоэнергетика», № 3, 1975, стр.34−36.
  40. В.А., Цирельман Н. М. К вопросу об определении эффективности теплообменных поверхностей. Известия высш. учебн. заведений, «Энергетика», 1972, I, стр.100−103.
  41. М.В. 0 наивыгоднейшей форме поверхности нагрева. «Известия ЭНИН», 1944, № 12.
  42. Клименко А, П., Каневец Г. Е. Расчет теплообменных аппаратов на электронных вычислительных машинах. М. «Энергия». 1966, 272 стр.
  43. ., Джаллоук П. Методы оценки характеристики компактных теплообменных поверхностей. «Теплопередача», 1973, № 4,стр.35−42.
  44. Кришер 0. Научные основы техники сушки. М., T96I.
  45. В.М., Лондон А. Л. Компактные теплообменники. «Энергия» М., 1967.
  46. A.C. Выбор критериев для инженерноэкономической оптимизации теплообменных аппаратов. «Химическое и нефтяное машиностроение». № 2, 1977, стр.34−37.
  47. Р.Г., Нойгебауер Ф. Я., Салкайс Р. К. Обобщенный метод расчета теплообменных пов-тей. «Теплопередача», 1974, № 4, стр.80−85.
  48. П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. «Энергия», Москва, 1972. N
  49. Мак-Адаме В. Х. Теплопередача (глД5), I96T.
  50. В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. М., «Энергия», 1980.
  51. Е.В. Рекомендации по выбору и поверочномутрасчету водо-воздушных поверхностных теплообменников для системвентиляции и кондиционирования воздуха. Ленинград 1970.
  52. М.А. Средняя теплоотдача при движении жидкости в трубах. В сб.: «Теплопередача и тепловое моделирование», изд. АН СССР, М., Т959.
  53. А.И. Эффективность теплоотдающих поверхностей. «Тепло- и массоперенос», т.1. Минск, 1965, стр.270−276.
  54. А.И. Метод оценки эффективности конвективной теплоотдачи. «Труды ИДТИ». Вып.78, 1967, стр.3−25.
  55. А.И. Новые аспекты оценки эффективности конвективной теплоотдачи. «Энергомашиностроение», 1969, № ТО, стр. 4142.
  56. А.И. Эффективность конвективной теплопередачи. «Энергомашиностроение», 1971, № 10, стр.14−17.
  57. Я.Я., Грицанс Я. М. Оптимизация геоме рий труб экономайзеров. — В кн.: Теплопроводность и диффузия. Рига, 1979, стрЛ15−122.
  58. Я.Я., Грицанс Я. М. Исследование и сопоставление поверхностей теплообмена из сребренных труб. Изв. АН Латв.СОР. Серия физических и технических наук. 1979, № 2, стр.94−99.
  59. Я.Я., Грицанс Я. Н. Сопоставление поверхностей теплообмена из оребренных труб на основе приведенных затрат. Изв. вузов, ЭЭнергетика, 1979, № Т, стр.94−93.
  60. Т.Д. Терморежимные характеристики. геометрии поверхности компактных теплообменников. Тепло- и массоперенос, том 9, часть 2, Минск, Т972, стр.222−239.
  61. Ю.В., Фастовский В. Г. Современные эффективные теплообменники. М. Госэнергоиздат, 1962, 166 стр.
  62. А.Э., Кунтыти В. Б. Технико-экономический выбор параметров в парогазовом теплообменнике. Изв.высш.учебн.заведений.
  63. Энергетика, 1974, 9, стр. Т43-Т46.
  64. А.Э., Кунтыга В. Б. Выбор технико-экономических скоростей газовых потоков в рекуператорах. Изв.Высш.учебн.завед. Энергетика, 1975, № 3, стр.126−128.
  65. А.Г. Моделирование и оптимизация промышленного ко-жухотрубчатого теплообменного оборудования. Автореф. на соискание к.т.н., М., Т974, 24 стр.
  66. Пластинчатые теплообменники. Каталог. М. 1974.
  67. В.В. Метод выбора эффективных теплопередающих поверхностей для теплообменных устройств. Труды П.-и. и эксперим. мн-та автомобильного электрооборудования и автоприборов. 1969, вып.12, стр.71−85.
  68. А.П., Тулин С. Н. Методика сравнения пучков труб с проволочным оребрением. «Энергомашиностроение», 1959, № II, стр.20−21.
  69. .Ф. Об энергетической опенке конвективных поверхностей теплообмена. Энергетика и электрификация. Караганда, 1972. стр.68−75.
  70. В.Ф. Технико-экономическая оптимизация при проектировании тепломассообменных и холодильных установок. Саратов, 1979, 72 стр.
  71. В.Ф. Технико-экономическая оптимизация при проектировании тепломассообменных и холодильных установок. 1980, 72 стр.
  72. Стасголявичус 10., Скринска А. Теплоотдача поперечно обтекаемых пучков ребристых труб. Изд. «Минтис», Вильнюс, 1974 г.
  73. O.A., Иванов В. А. Технико-экономическое обоснование использования турбулизаторов потока. «Тр.Тгаменьского индустр. ин-та». Т976, вып.56, стр.14Т-143.
  74. А.Г., Савельев П. А. Гидродинамика и теплообмен при течениях в каналах сложной конфигурации. Рига, Dffl, 1976, IT5 с.
  75. И.Г. Влияние геометрических параметров ня тепловую эффективность пластинчатых поверхностей с выступами. «Вопросы теплотехники». Научные труды Перрмск. политехи, ин^-та, 1968, сб.23, стр.57−63.
  76. Т. Теплопередача и теплообменники. Ленинград, I96T.
  77. Шак А. Промышленная теплопередача. М., Металлургиздат, 1961.
  78. В.А. Оптимизация графитовой теплообменной аппаратуры. Автореферат на соискание. т к.т.н., 1974, Ново-черкаск, 25.
  79. И.Т. Показатели эффективности процессов переноса.
  80. Инж.-физ.ж. 1963, 6, № 6, стр. Т00-Т05.
  81. В.Ф. Теплообмен поперечнооребренных труб. Машиностроение. Ленинград, 1982, 189 с.
  82. Юфа А.И., Иоффе Ф. Я. К выбору геометрии гладкотрубных теплообменников с продольным омыванием. Теплоэнергетика, 1972,9, стр.43−45.
  83. Bergles A.E., Blumenkrantz A.R., Taborek. Performance evalu-tion criteria for enhanced Reat transfer surfaces. Lett heat and Mass Transfer, 1974, 1, Nr.2. 239−243.
  84. Erlen H., Lange M. Optimenung von spirab — Warmedustanschern «Verfahrenstechnik», 4 (1970), Nr.10, 461−466.
  85. Glazer H., Chemie-Ins.Techn. 1949, 21, N 5/6, 95−99.
  86. Grassman P. Chemie-Ing.Techn., 1950, 22, N 4, 77−80.
  87. Grassman P. Berechnund der Vergroscrung der Austanschfbachen und Ventilationsleitungen beim ubergang von Wasserauf Zuftkun-lung. «Y/arme und Stoff Ubertragung 1973, 6, N 3, 157−159.
  88. Gregorig Romano Awensleben Bodo. Zur elementaren aptimerung von Rohrbundel — Warme austanschern. «Verfahrenstechie 1968, Nr.2, 63−65, 54.
  89. Lohrich F.W. What are optimum conditions for air-cooled
  90. Exchagers. «Ilydracarbon Process», 1966, 45, Nr.6, 131−136.
  91. Rene-Dupuy. Optimisation des echangeurs de chaleur Journess in terrain transmission. 1962, 913−929.
  92. Schumann L. Berech ung von Warmetanschern mit Hilfe electro-micher Rechenamlagen. «Brennstoff — Warme — Kraft», 1966, 18, Nr.3, 113−116.
Заполнить форму текущей работой