Проектирование теплообменных аппаратов двигателей внутреннего сгорания на основе использования комплексного показателя совершенства
Диссертация
Проектирование ТА представляет собой сложный, трудоемкий и затратный процесс. Даже опытному конструктору необходимо рассмотреть не менее 5−6 вариантов конструкции ТА, прежде чем удастся отыскать приемлемые соотношения тех величин, которыми он задается: размер труб, шаг их расположения в трубной решетке, скорости теплоносителей и т. д. Различные комбинации этих величин приводят к существенно… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Анализ процесса проектирования теплообменных аппаратов
- 1. 1. Основные принципы проектирования
- 1. 2. Обоснование выбора типа и конструкции теплообменного аппарата
- 1. 3. Расчет коэффициентов теплоотдачи для гладких и интенсифицированных поверхностей
- 1. 4. Цели и задачи исследования
- ГЛАВА 2. Разработка комплексного показателя совершенства теплообменных аппаратов
- 2. 1. Общая стратегия построения комплексного показателя совершенства теплообменных аппаратов и разработка метода его определения
- 2. 2. Разработка частных показателей совершенства теплообменных аппаратов
- 2. 2. 1. Основные свойства теплообменников
- 2. 2. 2. Показатель тепловой эффективности
- 2. 2. 3. Показатель гидравлической эффективности
- 2. 2. 4. Показатель массы и компактности
- 2. 2. 5. Показатель загрязняемости
- 2. 2. 6. Показатель надежности
- 2. 2. 7. Показатель прочности
- 2. 2. 8. Показатель экономической эффективности
- 3. 1. Общая характеристика модели и описание головного модуля
- 3. 2. Методика расчета определяющих температур и температур стенки труб
- 3. 3. Определение теплофизических свойств теплоносителей
- 3. 4. Определение основных геометрических, режимных и компоновочных параметров
- 3. 5. Расчет коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи
- 3. 6. Расчет коэффициентов гидравлического сопротивления и перепада давления
- 3. 7. Определение прочностных характеристик
- 4. 1. Общая методика проведения эксперимента
- 4. 2. Обработка опытных данных
- 4. 3. Результаты экспериментальных исследований
- 4. 3. 1. Гидравлическое сопротивление
- 4. 3. 2. Коэффициент теплопередачи
- 4. 4. Анализ результатов экспериментальных исследований
Список литературы
- Алексеев В.П. и др. Расчет и моделирование аппаратов криогенных установок. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. — 280 с.
- Антуфьев В.М. Исследование различных форм оребренных поверхностей в поперечном потоке // Теплоэнергетика, 1965, № 1.-е. 81−86
- Антуфьев В.М. Сравнительные исследования конвективных поверхностей на основе энергетических характеристик // Энергомашиностроение, 1964, № 5. с. 9−13
- Антуфьев В.М. Сравнительные исследования теплоотдачи и сопротивления ребристых поверхностей// Энергомашиностроение, 1961, № 2. -с. 12−16
- Ашмантас Л.-В., Дзюбенко Б. В. Проблемы теплообмена и гидродинамики в ядерных энергодвигательных установках космических аппаратов. Вильнюс: Pradai, 1997. — 370 с.
- Бажан П.И. Расчет и конструирование охладителей дизелей. М.: Машиностроение, 1981. — 168 с.
- Бажан П.И., Каневец Г. Е., Селиверстов В. М. Справочник по теп-лообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989. — 367 с.
- Бажан П.И. Методические и научные основы проектирования и расчета охлаждающих систем и охладителей судовых дизелей / Дисс. .доктора техн. наук. Горький: ГИИВТ, 1982. — 456 с.
- Бажан П.И. О выборе определяющих температур при расчете те-плообменных аппаратов // Изв. вузов СССР. Энергетика, 1978, № 6. с. 143 147.
- Бакластов A.M., Горбенко В. А., Удыма П. Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоиздат, 1981. — 336 с.
- Барановский Н.В., Коваленко Л. М., Ястребенецкий А. Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М.: Машиностроение, 1973. -228 с.
- Белов И.А., Кудрявцев H.A. Теплоотдача и сопротивление пакетов труб. Л.: Энергоатомиздат. Денингр. отд-ние, 1987. — 223 с.
- Бешелев С.Д., Гурвич Ф. Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Статистика, 1980. — 263 с.
- Богданов С.Н., Иванов О. П., Куприянова A.B. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Агро-промиздат, 1985. 208 с.
- Боголюбов Ю.Н., Пермяков В. А., Григорьев Г. В. Гидравлическое сопротивление профильных труб с винтообразной накаткой // Энергомашиностроение, 1976, № 12. с. 19−21.
- Брахман Т.Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и связь, 1984. — 288 с.
- Бродов Ю.М. О необходимости комплексного обоснования разработок по совершенствованию энергетических теплообменных аппаратов // Изв. Литовской АН, Энергетика, 1991, № 2. с. .
- Будов В. М,.Дмитриев С. М. Форсированные теплообменники ЯЭУ-М.: Энергоатомиздат, 1989. 173 с.
- БузникВ.М. Интенсификация теплообмена в судовых установках. -Л.: Судостроение, 1969.
- Василенко Ю.Н. Расчет теплообменных аппаратов в условиях эффективного теплообмена // Промышленная энергетика, 1991, № 5. с. 2931.
- Величко В.И., Пронин В. А. Интенсификация теплоотдачи и повышение энергетической эффективности конвективных поверхностей теплообмена. Учебное пособие. М.: Издательство МЭИ, 1999. — 64 с.
- Вульман Ф.А., Хорьков Н. С. Тепловые расчеты на ЭВМ теплоэнергетических установок. Под общ. ред. В. Я. Рыжкина. М.: Энергия, 1975.-200 с.
- Грановский В.А., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990.-288 с.
- Гухман A.A. Интенсификация конвективного теплообмена и проблема сравнительной оценки теплообменных поверхностей // Теплоэнергетика, 1977, № 4. с. 5−8
- Данилов И.Б., Кейлин В. Е. Теплообмен и гидравлическое сопротивление при продольном обтекании труб со спиральными ребрами // ИФЖ, 1962, т. 5, № 9. с. 3−8.
- Дзюбенко Б.В. и др. Моделирование стационарных и переходных теплогидравлических процессов в каналах сложной формы: Монография. -Вильнюс: Pradai, 1994. 240 с.
- Дорошенко П.А. Технология производства судовых парогенераторов и теплообменных аппаратов. JI.: Судостроение, 1972. — 360 с.
- Ермаков В.И., Самойлов В. Ф., Пикус В. И. Исследование гидравлического сопротивления и теплообмена в каналах переменного сечения // Изв. вузов, сер. Химия и химическая технология, 1970, т. 13, № 11. — с. 1676 1679.
- Ермолин В.К. Интенсификация конвективного теплообмена в трубе в условиях закрученного потока с постоянным по длине шагом // ИФЖ, 1960, т. 3, № 11. с. 52−57.
- Жукаускас А., Улинскас Р. Теплоотдача поперечно обтекаемых пучков труб. Вильнюс: Мокслас, 1986. — 204 с.
- Жукаускас А., Улинскас Р., Кати нас В. Гидродинамика и вибрации обтекаемых пучков труб. Вильнюс: Мокслас, 1984. — 312 с.
- Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982. — 472 с.
- Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Изд. 2-е испр. И доп. — Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1967. — 88 с.
- Ибрагимов М.Х., Номофилов Е. В., Субботин В. И. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при винтовом движении жидкости в трубе // Теплоэнергетика, 1961, № 7. с.57−63.
- Интенсификация теплообмена: Успехи теплопередачи. Т. 2 / Ю. В. Вилемас, Г. И. Воронин, Б. В. Дзюбенко и др. / Под ред. Проф. A.A. Жукаускаса и проф. Э. К. Калинина. Вильнюс: Моклас, 1988.
- Калафати Д.Д., Попалов B.B. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 152 с.
- Калинин Э.К., Дрейцер Г. А., Козлов А. К. Интенсификация теплообмена в продольно омываемых пучках труб с поперечными ребрами // Изв. АН БССР, сер. Физ.-техн. наук, 1966, № 2. с. 65−70.
- Калинин Э.К., Дрейцер Г. А., КоппИ.З., МякочинА.С. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 408 с.
- Калинин Э.К., Дрейцер Г. А., Ярхо С. А. Интенсификация теплообмена в каналах. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1990. -208 с.
- Каневец Г. Е. Теплообменники и теплообменные системы. Киев: Наук, думка, 1981. — 272 с.
- Каневец Г. Е., Зайцев И. Д., Головач И. И. Введение в автоматизированное проектирование теплообменного оборудования. Киев: Наук, думка, 1985. — 232 с.
- Каневец Г. Е., Питерцев А. Г., Хуснуллин М. Х. Комплексная оптимизация теплообменных аппаратов. Киев, 1972. — 260 с.
- Кантарджян С.Л. Экономические проблемы оптимизации химико-технологических процессов. М.: Химия, 1980. — 152 с.
- Кейс В.М., Лондон А. Л. Компактные теплообменники. 2-е издание перераб. и доп. — М.: Энергия, 1967. — 223 с.
- Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решения при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981. — 560 с.
- Кирпичев М.В. О наивыгоднейшей форме поверхности нагрева // Изв. Энергетического института им. Кржижановского АН СССР, 1944, т. 12. с. 5−9
- Коваленко Л.М., Глушков А. Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 240 с.
- Ковальногов А.Ф., Щукин В. К. Экспериментальное исследование теплоотдачи в трубах при местной закрутке потока шнековыми завихрите-лями // Теплоэнергетика, 1968, № 6. с. 81−84.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.-701 с.
- Критический анализ современных достижений в области интенсификации теплообмена в каналах / Г. А. Дрейцер // Интенсификация теплообмена: Тр. Второй Рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1998. Т. 6.
- Кутателадзе С.С., Леонтьев А. И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергия, 1972. — 344 с.
- ЛитвакБ.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. М.: Радио и связь, 1982. — 184 с.
- Математическое моделирование и системный анализ теплооб-менного оборудования. Материалы всесоюзного совещания / Под ред. Т. Е. Каневца Киев: Наукова думка, 1978. — 355 с.
- Механизмы смерчевой интенсификации теплообмена / Кикнад-зе Г. И., Гачечиладзе И. А., Олейников В. Г., Алексеев В. В. // Интенсификация теплообмена: Тр. Первой Рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ, 1994. Т. 8. с. 97−106.
- Мигай В.К. Интенсификация конвективного теплообмена в трубах спиральными закручивателями // Теплоэнергетика, 1968, № 6. с. 3133.
- Мигай В.К. О предельной интенсификации тепломассообмена в трубах за счет турбулизации потока // Изв. АН СССР, сер. Энергетика и транспорт, 1990, № 2. с. 169−172.
- Мигай В.К., Мороз А. Г., Зайцев В. А. Методика сравнения интенсифицированных поверхностей теплообмена // Изв. вузов, сер. Энергетика, 1990, № 9. с. 101−103.
- Мицкевич А.И. Новые аспекты оценки эффективности теплоотдачи // Энергомашиностроение, 1969, № 10. с. 41−42
- Мицкевич А.И. Эффективность конвективной теплопередачи // Энергомашиностроение, 1971, № 10. с. 14−17.
- Назмеев Ю.Г. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков реологически сложных жидкостей. М.: Энергоатомиздат, 1996. — 304 с.
- Назмеев Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно шероховатых каналах. М.: Энергоатомиздат, 1998. — 376 с.
- Назмеев Ю.Г., Конахина И. А. Интенсификация теплообмена при течении вязкой жидкости в трубах с винтовой накаткой // Теплоэнергетика, 1993, № 11.-с. 59−62.
- Назмеев Ю.Г., Конахина И. А. Расчет профиля скорости при течении нелинейной вязкоупругой жидкости в каналах с винтовой накаткой // ИФЖ, 1992, т. 62, № 3. с. 373−379.
- Назмеев Ю.Г., Николаев H.A. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Теплоэнергетика, 1980, № 3.-с. 51−53.
- Назмеев Ю.Г., Николаев H.A. Оценка эффективности завихрите -лей потока, интенсифицирующих процесс теплообмена // ИФЖ, 1979, т. 36, № 4. -с. 653−657.
- Оптимизация теплообменного оборудования пищевых производств / Г. Е. Каневец, И. И. Сагань, Н. В. Иванова и др.- Под общ. ред. Г. Е. Каневца, И. И. Саганя. К.: Техшка, 1981. — 192 с.
- Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов / Под ред. В. И. Крутова, В. В. Попова. М.: Высш. шк., 1989. — 400 с.
- Петровский Ю.В., Фастовский В. Г., Ройзен Л. И. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при продольном обтекании труб с поперечными ребрами // Химическая промышленность, 1962, № 6. с. 23−24.
- Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978. — 416 с.
- Промыслов Л.А. Ускоренная оценка надежности судовых теплообменников. Л.: Судостроение, 1976. — 68 с.
- Пучков П.И., Виноградов О. С., Исследование теплоотдачи и гидравлических сопротивлений кольцевых каналов с теплоотдающей внутренней поверхностью // Теплоэнергетика, 1964, № 10. с. 62−65.
- Райфа Г. Анализ решений (введение в проблему выбора в условиях неопределенности). М.: Наука, 1977. — 408 с.
- РД 26−14−08 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Элементы теплообменных аппаратов. 1989. 66 с.
- Рзаев А.И., Филатов Л. Л. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при течении воды в трубах со спиральными канавками // Теплоэнергетика, 1986, № 1. с. 44−46.
- Рзаев А.И., Филатов Л. Л., Циклаури Г. В., Кабанова Е. Б. Влияние геометрии интенсификатора спиральных канавок на конвективную теплоотдачу в трубах // Теплоэнергетика, 1992, № 2. — с. 53−55.
- Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Пер. с англ. под ред. Б. И. Соколова. 3-е изд., перераб и доп. — Л.: Химия, 1982. — 592 с.
- Селиверстов В.М., Бажан П. И. Термодинамика, теплопередача и теплообменные аппараты: Учебник для институтов водн. трансп. М.: Транспорт, 1988. — 287 с.
- Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1 / Пер. с англ., под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. — 560 с.
- Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 2 / Пер. с англ., под ред. Б. С. Петухова, В. К. Шикова. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 352 с.
- Теплообмен и гидродинамика в каналах сложной формы / Ю. И. Данилов, Б. В. Дзюбенко, Г. А. Дрейцер и др.- Под ред. В. М. Иевлева. М.: Машиностроение, 1986. — 200 с.
- Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перспективы. Избранные труды 6-й Международной конференции по теплообмену / Пер. с англ. под ред. Б. С. Петухова. -М.: Мир, 1981. 344 с.
- Фогель В.О. Рациональная компоновка хвостовых поверхностей котлоагрегатов // Электрические станции, 1946, № 1.-е. 18−21.
- Хачатрян С.С., Арунянц Г. Г. Автоматизация проектирования химических производств. М: Химия, 1984. — 208 с.
- Щукин В.К. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Изв. вузов, сер. Авиационная техника, 1967, № 2.-с. 119−126.
- Щукин В.К. Обобщение опытных данных по гидравлическому сопротивлению в трубах с ленточными завихрителями // ИФЖ, 1966, т. 11, № 2.-с. 171−176.
- Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1980. — 280 с.
- Юдин В.Ф. Методика сравнительной оценки конвективных поверхностей нагрева // Энергомашиностроение, 1969, № 5. с. 31−34.
- Юдин В.Ф. Теплообмен поперечнооребренных труб. — Л.: Машиностроение, 1982. 189 с.
- Яновский Л.С. Некоторые закономерности образования отложений на гладких и оребренных поверхностях нагрева, охлаждаемых органическими теплоносителями // Теплоэнергетика, 1991, № 3. — с. 59−61.
- Brauer Н. Stromungawiceratand and Warmeubergang bei Ringapalten mit rauhen Kenrorohr//Trans. ASME. 1961. Vol. 83. Ser. C. N2 P. 189−193.
- FersteinG., RampfH. Der Einflub Rechteckiger Rauhig Keiten auf den Warmeubergang und den Druckabfall in Turbulent Ringspaltstromung // Warme- und Stoffubertragung. 1969. Bd.2. S. 19−30.
- Gee D.I., Webb R.L. Forced Convection Heat Transfer in Helically Rib-Roughened Tubes // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1980. Vol. 23, N 6. P. 1127−1136.139
- Katchee N., Mackewich W.V. Heat transfer and fluid friction characteristics of tube with boundary layer turbulence promoters // Paper ASME. NHT-1, 1963, lip.
- Sheriff N., Gumley P. Heat-transfer and friction properties of surfaces with discrete roughnesses // Internat. J. Heat and Mass Transfer. 1966. Vol. 9. N12. P. 1298−1313.
- Sheriff N., Gumley P., France J. Heat transfer characteristics of roughened surfaces//Reactor Grop U.K. Atomic Energy Authority Rep. 1963, N44 ®, 24p.
- Sutherlend W.A. Experimental heat-transfer in rod bundles // Heat Transfer in Rod Bundles. Papers Winter Annual Meet. ASME. N.Y., Desember 3, 1968. P. 104−138.
- Sutherlend W.A. Improved heat-transfer performance with boundary layer turbulence promoters // Internat. J. Heat and Mass Transfer. 1967. Vol. 10. P. 1589−1599.140