Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Повышение эффективности роторных утилизаторов теплоты в системах кондиционирования воздуха

Диссертация: Повышение эффективности роторных утилизаторов теплоты в системах кондиционирования воздуха
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработана уточненная методика расчета потери давления во вращающемся регенеративном теплоутилизаторе с учетом начального гидродинамического участка, потери давления на входе в насадку и выходе из насадки. Сопоставление расчетных и опытных данных выявило хорошее согласование теории и эксперимента, расхождение не превышает 1,5%. Разработанная методика имеет универсальный характер для… Читать ещё >

Содержание

  • Обозначения
  • ГЛАВА 1. Обзор литературы. Постановка задачи исследования
    • 1. 1. Обзор конструкций утилизаторов теплоты
    • 1. 2. Особенности вращающихся регенеративных 12 теплоутилизаторов
    • 1. 3. Тепло и массообмен во вращающихся регенеративных 18 теплоутилизаторах
    • 1. 4. Существующие методики расчета вращающихся 20 регенеративных теплоутилизаторов
    • 1. 5. Выводы: цели и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. Теоретическое исследование
    • 2. 1. Модель тепловых процессов вращающегося регенеративного 36 тепл оу тилизатор а
    • 2. 2. Методика определения среднего коэффициента теплоотдачи
    • 2. 3. Расчет эффективности вращающегося регенеративного 41 теплоутилизатора
    • 2. 4. Расчет потерь давления во вращающемся регенеративном 44 теплоутилизаторе
  • ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование противоточного вращающегося регенеративного теплоутилизатора
    • 3. 1. Экспериментальное исследование тепловых процессов и 53 гидродинамических характеристик противоточного вращающегося регенеративного теплоутилизатора
      • 3. 1. 1. Стенд для экспериментального исследования вращающегося 53 регенеративного теплоутилизатора
      • 3. 1. 2. Информационно — измерительный комплекс
      • 3. 1. 3. Расчет погрешности измерений
    • 3. 2. Результаты экспериментального исследования вращающегося регенеративного теплоутилизатора
    • 3. 3. Сопоставление результатов расчета и опытных данных
  • Глава 4. Расчетное исследование геометрических параметров насадки вращающегося регенеративного теплоутилизатора
    • 4. 1. Методика расчета вращающегося регенеративного теплоутилизатора
    • 4. 2. Исследование влияния геометрических параметров насадки вращающегося регенеративного теплоутилизатора
      • 4. 2. 1. Исследование влияния глубины насадки
      • 4. 2. 2. Исследование влияния высоты канала и толщины фольги
      • 4. 2. 3. Исследование влияния геометрии насадки вращающегося регенеративного теплоутилизатора
      • 4. 2. 4. Исследование влияния материала насадки вращающегося регенеративного теплоутилизатора на термическую эффективность

Повышение эффективности роторных утилизаторов теплоты в системах кондиционирования воздуха (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Регенеративные теплообменники нашли широкое применение в системах жизнеобеспечения, газотурбинных, котельных и других высокотемпературных промышленных установках. Данные теплообменники используются для охлаждения и нагрева газов, увлажнения и осушения газов, утилизации теплоты высокопотенциальных теплоносителей.

На сегодняшний день возрастающее энергопотребление и повышение цен на энергоносители делает задачу энергосбережения все более актуальной и сопоставимой по своей значимости с добычей основных источников энергии. Это в свою очередь требует проведения масштабной энергосберегающей политики при создании современных инженерных сооружений — жилых, коммерческих и промышленных объектов в равной степени.

Энергоемкость обычных вентиляционных систем в среднем составляет 50−80% от общей энергоемкости инженерных систем объекта, на котором они эксплуатируются.

Существует несколько направлений снижения энергоемкости систем жизнеобеспечения. Одним из основных является использование вторичных энергетических ресурсов, таких как утилизация энергии удаляемого из помещения воздуха. В современных системах вентиляции такая задача решается путем использования воздухо-воздушных теплообменников различных конструктивных исполнений. Использование таких теплообменников позволяет снизить расход теплоты в системах вентиляции до 60% при сравнительно невысоких капитальных вложениях.

Проблеме утилизации энергии вентиляционных выбросов в настоящее время уделяется большое внимание. При решении проблемы использования тепловой энергии, совершенствовании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо уделить внимание расчету, оптимизации и повышению эффективности теплообменных аппаратов.

На настоящем этапе следует провести исследование теплообмена, протекающего в аппаратах систем вентиляции и кондиционирования, получить данные, которые позволят дать рекомендации по повышению эффективности и совершенствованию существующих и создания новых конструкций теплообменников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Создан и отлажен экспериментальный стенд для исследования тепломассообменных процессов и аэродинамических характеристик вращающихся регенеративных теплоутилизаторов. Разработана методика проведения экспериментального исследования вращающихся регенеративных теплоутилизаторов.

2. Проведено экспериментальное исследование вращающегося регенеративного теплоутилизатора. Получены данные позволяющие оценить термическую эффективность и потерю давления вращающегося регенеративного теплоутилизатора. Получены значения средних коэффициентов теплоотдачи.

3. Разработана уточненная методика теплового расчета вращающегося регенеративного теплоутилизатора на основе NTU — метода адаптированная для конкретного типоразмерного ряда с учетом полученных опытных данных. Сопоставление результатов расчета по полученной методике и экспериментальных данных показало их хорошее согласование между собой, расхождение не превышает 8%.

4. Разработана уточненная методика расчета потери давления во вращающемся регенеративном теплоутилизаторе с учетом начального гидродинамического участка, потери давления на входе в насадку и выходе из насадки. Сопоставление расчетных и опытных данных выявило хорошее согласование теории и эксперимента, расхождение не превышает 1,5%. Разработанная методика имеет универсальный характер для конструктивных решений насадки с различным профилем канала.

5. Получены функциональные зависимости термической эффективности, потери давления и площади поверхности теплообмена от геометрии и габаритов теплообменной насадки, расхода потоков воздуха по результатам проведенного расчетного исследования. Установлена зависимость термической эффективности вращающегося регенеративного теплоутилизатора от теплофизических свойств материала насадки.

6. Выданы рекомендации по конструктивному совершенствованию и повышению эффективности вращающихся регенеративных теплоутилизаторов.

ИЗ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. — М.: Машиностроение, 2001. — 920 с.
  2. Н.М., Аронов Е. В. Расчет установок и теплообменников для утилизации вторичных энергетических ресурсов— Красноярск, 1992 — 360 с.
  3. .В., Карпис Е. Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. /Издание 2-е, перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1982, с. 305.
  4. Н.В. Пути совершенствования пластинчатых перекрестноточных рекуперативных теплообменников. //Автореферат диссертации на соискание уч. степ. канд. тех. наук. — Санкт-Петербург, 2005. 16 с.
  5. Н.В., Пронин В. А. Расчет эффективности перекрестноточных пластинчатых теплообменников.// Вестник МАХ, 2004, № 4, с. 12−15.
  6. В.А. Энергосбережение в системах вентиляции. Курск.: Курский гос. техн. ун-т, 2005. — 130 с.
  7. В.Н., Поз М.Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. — М.: Стройиздат, 1983. 320 с.
  8. В.П., Ефимов A.JL, Корзакова М. В., Соснер В. И. Утилизация тепла вытяжного воздуха с помощью рекуперативных теплообменников типа воздух-воздух. Водоснабжение и санитарная техника, 1981, № 3, с. 10−12.
  9. Н.И., Смотракова М. В. Технико-экономическое обоснование применения систем вентиляции с роторной рекуперацией тепла: Учебно-методическое пособие. СПб.: СПбГПУ, 2003. — 75 с.
  10. В.JI. Тепломассообмен в регенеративных вращающихся сорбирующих и несорбирующих теплоутилизаторов систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Автореферат диссертации на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1983. — 17 с.
  11. B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988. —304 с.
  12. В.А. Единый подход к инженерному теплотехническому расчету противоточных (прямоточных) теплоутилизаторов различных типов. В кн.: Кондиционеростроение. Выпуск 14. ВНИИКондиционер. Харьков, 1985, с. 12−22.
  13. В.А., Владимиров В. И., Розенштейн ИЛ. К расчету тепломассообмена во вращающихся регенеративных теплоутилизаторах. В кн.: Повышение энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха. ЛДНТП, Л.: 1987, с. 80 — 86.
  14. В.А., Розенштейн ИЛ. Особенности тепломассобмена в условиях инееобразования на теплопередающей поверхности теплоутилизаторов. В кн.: Кондиционеростроение. Выпуск 14. ВНИИКондиционер. Харьков, 1986, с. 7 — 15.
  15. В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справ, изд. М.: Металлургия, 1989. -384 с.
  16. И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -3-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1992. — 672 с.
  17. В.П. Исследование тепло и массообмена во вращающихся регенеративных теплообменниках систем вентиляции и кондиционированиявоздуха. Автореферат диссертации на соискания уч. степ. канд. техн. наук.-М., 1968,-26 с.
  18. В.П. Проектирование и эксплуатация вентиляционных систем с вращающимися регенераторами. В кн.: Кондиционеростроение. Выпуск 14. ВНИИКондиционер. Харьков, 1985, с. 37−43.
  19. В.П. Рекомендации по проектированию систем вентиляции и кондиционирования воздуха с вращающимися регенераторами. -ТашЗНИИЭП, 1982, — 97 с.
  20. В.П. Сопоставление тепловой эффективности регенеративных и рекуперативных теплообменников для систем кондиционирования воздуха. — В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха. Сб. № 6. РПИ, Рига, 1973, с. 35 37.
  21. В.П., Креслинь А. Я. Вращающиеся тепло — и массообменные аппараты для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. //Водоснабжение и санитарная техника, 1972, № 10, с. 35−37.
  22. В.П., Шапошников Н. К. Теоретические и экспериментальные исследования процессов обмерзания во вращающихся регенераторах. В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха промышленных и сельскохозяйственных зданий. Рига, РПИ. Сб. № 19, 1987.
  23. В.П. Теплообмен при конденсации. — М.: Энергия, 1977. 240 с.
  24. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1973. 470 с.
  25. Е.Е. Повышение эффективности работы систем кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1977, с. 26−28.
  26. Е.Е. Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Наука, 1990. — 86 с.
  27. Е.Е., Ильин В. П. Исследование и расчет вращающихся регенеративных теплообменников для систем кондиционирования воздуха ивентиляции. В кн.: Исследование, расчет, проектирование санитарно-технических систем, вып. 2-М.: 1979, с. 21−34.
  28. Е.Е., Поз М.Я., Грановский B. JL Работа регенераторов в условиях инееобразования. //Водоснабжение и санитарная техника, 1986, № 1, с. 10−12.
  29. Ю.Н., Славинский К. С. Результаты промышленных испытаний вращающегося регенеративного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции. В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха. Рига, РПИ. Сб. № 8, 1975.
  30. Клаассен Клаас Б. Основы измерений. Датчики и электронные приборы, 3-е изд: Пер. с англ. / К. Б. Клаассен. — Долгопрудный: Интеллект, 2008. —350 с.
  31. В.Д., Кирейцев А. В. Численный метод расчета регенераторов для систем кондиционирования воздуха. //Водоснабжение и санитарная техника, 1980, № 3, с. 13 14.
  32. С.М., Власов А. Е. Утилизация теплоты в системах вентиляции. Иваново: Иван. гос. архитектур.- строит, акад., 1996. — 116 с.
  33. С.С. Основы теории теплообмена— Новосибирск.: наука, 1970.-659 с.
  34. С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие М.: Энергоатомиздат, 1990 — 367 с.
  35. В.М., Лондон A.JL Компактные теплообменники. М.: Энергия, 1967.-223 с.
  36. В.В., Пронин В. А. Инженерная методика расчета потерь давления в рабочей части вращающегося регенеративного теплоутилизатора. //Вестник МАХ, 2009, № 3, с. 27−29.
  37. В.В., Пронин В. А., Акулыпин Ю. Д. Экспериментальная установка для исследования работы вращающихся регенеративных теплоутилизаторов (III Международная научно техническая конференция
  38. Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке"). Санкт-Петербург: СПбГУНиПТ, 2007, с. 167 172.
  39. П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. М.: Энергия, 1972.
  40. Е.С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин. Измерительные преобразователи. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1983 — 320с.
  41. А. Датчики влажности компании Honeywell. //Chipnews, 2005, № 9, с. 40−42.
  42. А. Датчики расхода газа компании Honeywell. //Chipnews, 2005, № 10, с. 45 48.
  43. А. Платиновые датчики температуры компании Honeywell. //Chipnews, 2006, № 7, с. 50 53.
  44. В.К. Гидравлическое сопротивление треугольных каналов в ламинарном потоке.//Изв. Вузов. Энергетика, 1963, № 5.
  45. В.К. Исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления поверхностей нагрева вращающихся регенераторов. Автореферат диссертации на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Л., 1959.
  46. В.К., Назаренко B.C., Новожилов И. Ф., Добряков Т. С. Регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели. Л. Энергия, 1971. -186 с.
  47. В.К., Новожилов И. Ф. Вращающийся регенеративный воздухоподогреватель для газотурбинной установки. //Энергомашиностроение, 1957, № 7, с. 24 27.
  48. М.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977.-344 с.
  49. П.В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. — 304 с.
  50. Очков В.Ф. Mathcad 14 для студентов и инженеров: русская версия. BHV-Петербург, 2009.
  51. С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости М.: Энергоатомиздат, 1984. — 150 с.
  52. .С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. — М.: Энергия, 1967. 412 с.
  53. Поз М. Я. Повышение эффективности энергосберегающих технологий систем вентиляции и кондиционирования воздуха и теплофизика элементов систем.//Автореферат диссертации на соискание учен. степ, д-ра техн. наук. М., 1989. — 49 с.
  54. Поз М.Я., Грановский B.JI. Теоретическое и экспериментальное исследование регенеративных теплообменников. В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха. Сб. № 11, 1979, с. 106 — 120.
  55. Поз М.Я., Грановский В. Л., Садовская Т. И. Расчет регенеративных несорбирующих теплоутилизаторов. //Водоснабжение и санитарная техника, 1988, № 4, с. 16- 19.
  56. Поз М.Я., Грановский B. JL, Сенатова В. И., Урдин М. И., Макаров Б. И. Экспериментальное исследование утилизаторов тепла вытяжного воздуха. //Водоснабжение и санитарная техника, 1981, № 3, с. 12−14.
  57. Поз М.Я., Сенатова В. И., Грановский B.JI. Регенеративные теплообменники и теплообменники с промежуточным теплоносителем. //Водоснабжение и санитарная техника. 1978, № 2, с. 14−17.
  58. Поз М.Я., Сенатова В. И., Грановский B.JI. Утилизация тепла и холода вытяжного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: ВНИИИС, 1980. — 97 с.
  59. В.П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов». М.: Энергия, 1978. — 704 с.
  60. Регенеративные теплообменники типа «воздух воздух». Доклад шведской фирмы «Munters Tarcar АВ» на советско-шведском симпозиуме, Москва, 1976.
  61. Рекомендации по проектированию систем утилизации тепла удаляемого воздуха в теплоутилизаторах типа «воздух-воздух» (вращающиеся регенераторы). М.: ГПИ Сантехпроект МНИИТЭП, ТашЗНИИЭП, ЦНИИпромзданий, 1983.
  62. М.Н., Фридман А. Э., Кудряшова Ж. Ф. Качество измерений. Метрологическая справочная книга. Л.: Лениздат, 1987. — 296 с.
  63. А.Г. Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. С.-Петербург, 2006, Том II, 416 с.
  64. А.Г. Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции. С.- Петербург, 2005, Том I, 504 с.
  65. Справочник по расчетам гидравлических и вентиляционных систем.- СПб.: АНО НПО «Мир и семья», 2002. -1154 с.
  66. Е.В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Общая часть. Л.: ВВИТКУ, 1970. — 544 с.
  67. В.П., Парфентьева Н. А., Медведева Е. В. Пористый регенеративный теплообменник с неподвижной насадкой. //Водоснабжение и санитарная техника. 1981, № 4, с. 27 28.
  68. В.Б. Схемотехника измерительных устройств: — М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
  69. X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник: Пер. с англ.- М.: Атомиздат, 1979. 212 с.
  70. Дж. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005. — 592 с.
  71. М.К. Эффективность использования регенеративных вращающихся теплообменников блоков утилизации теплоты для системвентиляции.// Диссертация на соискание уч. степ. канд. наук. — Ленинград, 1985.- 139 с.
  72. X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе: Пер. с нем. М.: Энергоиздат, 1981.-383 с.
  73. Р.Б. Тепло и массообмен во вращающихся теплообменниках с роторами из негигроскопических материалов. //Теплопередача (русский перевод Trans. ASME, Ser. C), 1977, № 4.
  74. Р.Б. Одновременный тепло и массообмен в регенераторах с гироскопическими насадками. — Теплопередача (русский перевод Trans. ASME, Ser. C), 1979, № 2, с. 18.
  75. Besant, R.W. and Simonson C.J., 2000, Air-to-air energy recovery, ASHRAE Journal, 42(5), 31−42.
  76. Cox M. and Stevens R.K.P., The regenerative heat exchanger for gas-turbine power plant, «The Inst, of Mech. Eng. Proc.» 163, № 60, 1950, p. 193 205.
  77. Hausen H. Survey of the heat transfer theories in regenerators. Heat exchangers design and theory. McGraw Hill Book Company, 1974, pp. 207 221.
  78. Linke W., Kunze H. Druckverlust und Warmeuberqang im Anlauf der turbulenten Rohrsromung. Allgemeine Warmetechnik, 1953, Bd. 4, S. 73- 79.
  79. Nu?elt W. Das Grundgesetz des Warmeuberganges. Gesundh. Ing., 1915, Bd. 38, S. 477−482.
  80. Nu?elt W. Der Warmeubergang, Diffusion und Verdunstung. Z. ang. Math. Mech., 1930, Bd. 10, S. 105−121.
  81. Nu?elt W. Der Warmeubergang im Kreuzstrom. Z. VDI, 1911, Bd. 55, S. 2021−2024.
  82. Nu?elt W. Der Warmeubergang in Rohr. Z. VDI, 1917, Bd. 61, S. 685−689.
  83. Sparrow E.M. Laminar flow in isosceles triangular ducts. AIChE Journal, vol.8, 1962, pp. 599−607.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?