Моделювання теплообмінної секції апарату повітряного охолодження на основі шахових пакетів труб різного профілю - Баранюк, О. В.; Воробйов, М. В.; Baranyuk, Oleksandr V.; Vorobiov, Mykyta V. (My University, 2021)
Анотація. Робота присвячена аналізу перспективи використання як теплообмінних секцій апаратів повітряного охолодження шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, труб плоско-овального профілю з повним і неповним оребренням. Метою роботи є розробка обґрунтованих рекомендацій щодо вибору найбільш перспективної з теплоаеродинамічної точки зору поверхні теплообміну для теплообмінної секції апаратів повітряного охолодження. Для досягнення поставленої мети виконано аналіз результатів розрахунку за узагальнюючими залежностями для розрахунку конвективних коефіцієнтів теплообміну шахових пакетів труб з зовнішнім шайбовим і гвинтовим оребренням, які сьогодні успішно використовуються як теплообмінні секції апаратів повітряного охолодження, а також пучків труб плоско-овального профілю з повним і непо вним оребренням, які можуть бути використані під час конструювання останніх. Розрахунки проводились для апарату повітряного охолодження зигзагоподібного типу, що складався із шести секцій. У кожній секції – 8 рядів труб довжиною 6 м, які утворюють один хід з боку газу. Кількість вентиляторів на один апарат – 1 шт. В якості теплоносія, що охолоджувався всередині труб апарату повітряного охолодження, вибрано природний газ. Розрахунок виконувався при однакових температурах природного газу на вході в труби – t1 = 40°C – і t2 = 20°C – на виході з них. Температура охолоджуючого повітря на вході в апарат повітряного охолодження становила ϑ1 = 0°C, температура повітря після – ϑ2 = 6,47°C. Витрата природного газу вибрана рівною D = 60 кг/с, а продуктивність вентилятора G = 354 м3 /год. Теплова потужність апарату повітряного охолодження Q = 3,036 МВт, температурний напір Δt = 25,35°С. Для всіх досліджених типів труб зберігалась незмінність коефіцієнту оребрення Ψ = 9,2. Дослідження проводилися в діапазоні зміни відносних кроків труб в шаховому пучку S1/S2 від 0,5 до 2,5. Результати визначення теплоаеродинамічної ефективності свідчать, що найвищими показниками з інтенсивності тепловіддачі володіють пучки плоско-овальних труб з неповним оребренням, які в середньому в 2,5 рази перевищують інтенсивність тепловіддачі циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням і майже в 4 рази плоско-овальні труби з повним оребренням. Аеродинамічний опір пучків плоско-овальних труб з неповним оребренням в середньому на 50% нижчий, ніж в труб-аналогів. На жаль, значення компактності пучків таких труб лише на 11% нижче, ніж значення компактності циліндричних труб з шайбовим і гвинтовим оребренням.
Баранюк, О. В. Моделювання теплообмінної секції апарату повітряного охолодження на основі шахових пакетів труб різного профілю = Modeling of the heat exchange section of the air cooling device on the basis of chess packages of tubes of different profile / О. В. Баранюк, М. В. Воробйов // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2021. – № 2 (485). – С. 20–29.
Keywords: вимушена конвекція; інтенсифікація теплообміну; аеродинамічний опір; теплоаеродинамічна ефективність; forced convection; heat exchange intensification; aerodynamic drag; heat aerodynamic efficiency