Критеріальні рівняння для коефіцієнта тепловіддачі у пластинчастому теплообміннику
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2023-277-1-26-30Ключові слова:
критеріальнє рівняння, маржа, пластинчастий теплообмінник, теплообмінна поверхняАнотація
У статті розглянуто питання проектування розрахунку пластинчастого теплообмінного апарату (ПТА) та визначення коефіцієнта тепловіддачі для відповідного типу поверхні, з урахуванням конструктивних розмірів гідродинаміки потоку та інших специфічних факторів. Пластинчасті теплообмінні апарати є одним із найпоширеніших типів. На сьогоднішній день в енергетиці, комунальному господарстві, промисловій технології та на транспорті їхня частка перевищує 30% від усього встановленого теплообмінного обладнання. На суднах різного призначення частка теплообмінного обладнання, що входить до складу енергетичної установки, допоміжного обладнання, систем вентиляції та кондиціонування, та інших, суттєва за масою та габаритами.
Показано, що внесок ступеня турбулізації потоку та теплофізичних властивостей теплоносія однакові. Не дивлячись те що, що гофрування як підвищує компактність, а й турбулізує потік. При цьому ступінь турбулізації потоку та вплив теплофізичних характеристик теплоносія «затиснуті» у незмінних показниках ступеня при числах Re та Pr. Все це разом призводить до непередбачуваної похибки у визначенні коефіцієнта тепловіддачі до необґрунтованого збільшення розрахункової поверхні. Тому завдання зниження маси та особливо габаритів теплообмінного обладнання для транспорту взагалі та для суден зокрема має важливе практичне значення.
Розроблено на основі узагальнення експериментальних даних нову структуру критеріального рівняння для коефіцієнта тепловіддачі гофрованих пластин пластинчастого теплообмінного апарату, яка дозволяє з прогнозованою точністю визначати площу теплообмінної поверхні з урахуванням конкретних конструктивних особливостей, ступеня турбулізації потоку та теплофізичних властивостей теплоносія (критерій Прандтля). Така структура позбавлена зазначених вище недоліків.
Застосування цього критеріального рівняння дозволяє скоротити так звану маржу «margine» при розрахунку поверхні теплообміну пластинчастого теплообмінника. Це дозволяє скоротити масу та обсяг встановлюваного теплообмінного обладнання для транспорту взагалі та для суден зокрема.
Посилання
1. Arthur P. Fraas, M. Necati Ozisik. (1965). Heat exchanger design. New York: John Wiley & Sons, Inc. P.386.
2. Donald Q. Kern, Allan D. Kraus. (1972). Extended surface heat transfer. New York: McGraw-Hill. P.805.
3. Heat transfer designs. (1983). Hand book.
4. Коваленко Л.М., Глушков А.Ф. Теплообменни-ки с интенсификацией теплоотдачи. Москва: Энергоатомиздат, 1986. c. 240.
5. Анипко О.Б. Рациональные теплообменные по-верхности. Харьков: ХВУ, 1998. 197 с.
6. Ramesh K. Shah, Dusan P. Sekulic. (2003).Fundamentals of heat exchanger design. New York, John Wiley & Sons, Inc. P.972.
7. Анипко О.Б., Климов В.Ф., Магерамов Л.К-А., Колбасов А.Н. К вопросу об оценке влияния теплофизических характеристик теплоносителя на теплоотдачу. // Інтегровані технології та енергозбереження. 2009. №2. с. 14-16.
8. Анипко О.Б., Арсеньева О.П., Капустенко П.А. Экспериментальная установка для тепловых и гидравлических испытаний пластинчатых теп-лообменных аппаратов. // Труды Одесской на-циональной академии пищевых технологий. Одесса: ОНАПТ. 2003. №25. С. 74-79.
9. Анипко О.Б., Тараненко С.В. Судовые энерге-тические установки. Тепловые и конструктив-ные расчёты дизелей: учеб. пособ. Севасто-поль: Изд-во АВМС им. П.С. Нахимова. 2010. ч.1. 60 с.
10. Анипко О.Б., Тараненко С.В. Судовые энерге-тические установки. Тепловые и конструктив-ные расчёты дизелей: учеб. пособ. Севасто-поль: Изд-во АВМС имени П.С. Нахимова. 2010. ч.2. 172 с.
