Материал: Интенсификация теплообмена в энергоустановках. Сборник задач. В двух частях. Трошин А.Ю., Коновалов Д.А

Следовательно, для пучка оребренных трубок первая па-

Зададимся ωнаб=25 м / с е к ; проделав аналогичные расчеты,

найдем вторую пару сопряженных значений A N 0 = 5 2 3 к к а л / м 2 · ч и Е=0,419 г р а д - 1 .

Рис. 4.2. Сопоставление эффективности трубных пучков [8]

По этим значениям на графике (рис. 4.2) построена прямая, соответствующая пучку из оребренных трубок, которая располагается выше прямой для гладкотрубного пучка, что свидетельствует о большей тепловой эффективности оребрен-

энергии на перемещение теплоносителя в сопоставляемых тучках ( A N 0 = 1 0 0 = i d e m ) соотношение коэффициентов

155

теплоотдачи αор /αгл =Еор / Егл = 1,4450,8 =1,81, т.е. для оребренных трубок коэффициент теплоотдачи оказывается на 81 % выше, чем для гладких. Напомним, что для оребренных трубок коэффициент теплоотдачи был отнесен нами к полной наружной поверхности, которая в 14 раз больше поверхности гладкой трубки, несущей оребрение: это определяет высокую эффективность применения оребренных трубок.

Из того же графика следует, что при A N 0 = 5 к к а л / м 2 · ч коэффициент теплоотдачи для оребренных трубок на 66 %, а при A N 0 =800 к к а л / м 2 · ч на 88 % выше, чем для гладких трубок. Таким образом, с повышением скорости воздуха относительная эффективность оребренных трубок несколько возрастает.

Выполненное сопоставление пучков (пример 4.1) не дает представления об их сравнительных габаритных размерах. Оценку поверхностей по габаритам целесообразно производить при одинаковых тепловых нарузках и затратах энергии на перемещение теплоносителя; при этом предполагается, что расход теплоносителя и температура его на входе и выходе в обоих случаях одинакова.

Степень эффективности поверхностей определяется по графику, аналогичному приведенному на рис. 4.2, в результа-

Одна из поверхностей принимается за эталонную, для нее ψ=1.

Поставленное условие (равенство тепловых нагрузок и затрат энергии) выполняется при соблюдении соотношения

156

где Е этал — энергетический коэффициент эталонной поверхности.

При этом сравниваемые поверхности будут находиться в отношении, обратно

где β - поверхность теплоотдачи, заключенная в 1 м3: Если для эталонной k-й поверхности принять Fk=1 м2 , то

1

комплекс можно рассматривать как габаритную ха-

i i

рактеристику, учитывающую компактность поверхности данного типа и ее тепловую эффективность.

Для большей наглядности габаритные характеристики удобно представить в виде графика, выражающего зависимость (E/ψ) от (A N 0 / β i ψ i ) . Проводя на таком графике линию E/ψ = const, параллельную оси абсцисс, получаем ряд точек пересечения с линиями, соответствующими сопоставляемым поверхностям: абсциссы точек пересечения пропорциональны объемам сравниваемых теплообменных поверхностей при условиях, сформулированных выше.

Действительно, для двух сравниваемых поверхностей i и k, из которых поверхность k - эталонная, указанным способом

получаем два значения: ( A N 0 β i ψ i ) и ( A N 0 β k ψ k ) . Отношение этих величин: β k ψ k / β i ψ i , а учитывая соотношение

(4.19) и то, что для эталонной поверхности ψк = 1, получим:

157