МЕТОД РАСЧЕТА И СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕННИКОВ С ИНТЕНСИФИКАЦИЕЙ ТЕПЛООБМЕНА РАЗЛИЧНЫМИ ХАОТИЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Рассмотрен способ интенсификации процесса теплообмена за счет применения в каналах теплообменных аппаратов мелких хаотичных металлических элементов (насадок). Насадки обеспечивают переход от ламинарного режима течения теплоносителей к турбулентному и значительному повышению коэффициентов теплоотдачи (в 30–60 раз). Даны конструкции двух современных насадочных элементов и их технические характеристики, а также выражения для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления и теплоотдачи. На основе применения модифицированного метода теплового числа единиц переноса получены выражения для расчетов длины труб и поверхности теплопередачи при использовании в аппаратах хаотичных насадок в качестве интенсификаторов процесса. Основными параметрами полученных выражений являются коэффициент теплопередачи и модифицированные числа Пекле (Боденштейна) с коэффициентами обратного перемешивания теплоносителей. Выполнена идентификация эмпирических коэффициентов при числах Пекле с применением диффузионной модели структуры потока теплоносителя. Полученные выражения позволяют учесть влияние обратного перемешивания теплоносителей на конструктивные характеристики теплообменника. Даны примеры расчетов теплообменников без интенсификаторов и с применением хаотичных насадок. Показано, что при теплообмене с различными средами габариты теплообменников снижаются в 20–25 раз. Особо актуально применение хаотичных насадок в теплообменниках со средами с повышенной вязкостью, поскольку насадки вызывают турбулентный режим течения теплоносителей.
  Автор:  Т. М. Фарахов , А. Г. Лаптев
Ключевые слова:  теплообмен, интенсификация, хаотичные элементы, метод расчета, гидравлическое сопротивление.
Стр:  548