Исследование теплообмена в интенсифицированном кожухотрубном аппарате

Abstract

Рассматривается применение теплообменных аппаратов в системах теплоснаб- жения РФ, а также их широкая распространенность. Уделено внимание основной задаче по улучше- нию работы серийных теплообменных аппаратов с гладкими трубками – повышению коэффициента теплопередачи. Рассмотрен один из способов повышения коэффициента теплопередачи – турбули- зация потока жидкости на теплообменной поверхности. Представлена оригинальная конструкция поверхности теплообмена для кожухотрубных аппаратов систем теплоснабжения. Подробно изу- чена динамика нагреваемой жидкости в межтрубном пространстве кожухотрубного теплообмен- ного аппарата при обтекании поверхности теплообмена с измененной геометрией (патент РФ 149737). Особенность динамики состоит в том, что ребро круглого сечения (элемент поверхности теплообмены) способствует созданию турбулизации потока нагреваемой жидкости на пластине, а также на поверхности следующего ребра. Сделан акцент на теплообменных процессах между твердой поверхностью ребра и нагреваемой жидкостью. Для ребра круглого сечения составлено уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах с учетом стационарного процесса теп- лообмена, с внутренним источником тепловой энергии. Решение уравнения позволяет определить изменение температуры на поверхности, а также среднее значение температуры поверхности реб- ра. Эта величина позволит определить число Прандтля для расчета коэффициента теплоотдачи.