Теплообмен при кипении на трубах разной ориентации в зернистом слое
Диссертация
Установлено, что значения тепловых потоков, при которых происходит переход от пузырькового к пленочному кипению на трубах разной ориентации, помещенных в зернистые слои, почти на порядок ниже, чем при кипении на гладких трубах. Показано, что величина первого критического теплового потока прямо пропорциональна проницаемости зернистого слоя. Предложена зависимость для расчета этих тепловых потоков… Читать ещё >
Содержание
- Основные принятые обозначения
- Практическая ценность работы
- Апробация работы
- Личное участие автора
- ГЛАВА 1. Теплообмен при кипении на трубах разной ориентации, помещенных в зернистые слои
- 1. 1. Теплообмен при кипении на гладких поверхностях. Современное состояние вопроса
- 1. 2. Теплообмен на поверхностях в зернистых и пористых слоях. Современное состояние вопроса
- 1. 3. Выводы. Постановка задачи экспериментального исследования
- ГЛАВА 2. Методы исследования и экспериментальное оборудование
- 2. 1. Экспериментальное исследование характеристик зернистого материала
- 2. 2. Выбор рабочего вещества
- 2. 3. Экспериментальный стенд для исследования теплообмена при кипении хладонов на трубах разной ориентации, помещенных в зернистые слои
- 2. 4. Методика проведения измерений
- 2. 5. Автоматизированная методика сбора и обработки информации
- 2. 6. Оценка погрешности определения коэффициента теплоотдачи
- 2. 7. Выводы
- ГЛАВА 3. Результаты экспериментального исследования теплообмена при кипении хладонов на трубах разной ориентации
- 3. 1. Результаты экспериментального исследования теплообмена при кипении хладонов на гладких трубах
- 3. 2. Результаты экспериментального исследования теплообмена при кипении на трубах разной ориентации, помещенных в зернистые слои
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1971.-784 с.
- Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление : Справочное пособие. М: Энергоатомиздат, 1990. — 367 с.
- Балайка Б., Сикора К. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности: Пер. с чеш.- ML: Машгиз, 1962.- 351 с.
- Кириллов П.Л., Юрьев Ю. С., Бабков В. П. Справочник по теплогид-равлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990. — 360 с.
- Ганжа B. J1., Журавский Г. И. Фильтрация двухфазных однокомпо-нентных потоков в дисперсных средах. Минск: Наука и техника, 1988. — 112 с.
- Симкин Э.М., Бернштейн М. А. Расчет температуры, давления и насыщенности при нагнетании в полубесконечный пласт, ограниченный галереей // Тепловые методы разработки нефтяных месторождений и обработка призабойных зон пласта. М., 1971. С. 307−309.
- Малофеев Т.Е., Кеннави Ф. А. Сравнительная оценка формул ддя расчета нагревания пласта при нагнетании в него водяного пара. // Нефтяное хозяйство. 1969. — № 11. — С. 36−40.
- Боксерман А.А. Динамика зон прогрева пласта при закачке в него пара // НТС по добыче нефти. ВНИИ. 1971. № 42. С. 159−169.
- Гарушев А.Р., Чернов Б. С. Исследование температурного поля вокруг нагнетательной скважины // Нефтяное хозяйство 1978. — № 3.- С. 38.
- Гольдштик М.А. Процессы переноса в зернистом слое. Новосибирск, 1984. — 164 с.
- Parmentier Е.М. Two phase natural convection adjacent to a vertical heated surface in a permeable // Intern. J. Heat and Mass Transfer. 1979. — Vol. 22.-P. 849−855.
- Cheng P. Film condensation along a inelined surface in a porous medium // Intern. J. Heat Mass Transfer.-1981. Vol. 24, № 6. — P. 983−990.
- Cheng P., Chui D.K. Transient film condensation on a vertical surface in a porous medium // Intern. J. Heat Mass Transfer. 1984. — Vol. 27, № 6. — P. 795-J98.
- Накоряков B.E., Мухин B.A., Петрик П. Т., Дворовенко И. В. Пленочное кипение на наклонной поверхности, помещенной в зернистую среду. // Гидродинамика и тепломассообмен в неподвижных зернистых слоях: Сб. науч. тр. Новосибирск, 1991. — С.31- 41.
- Накоряков В.Е., Мухин В. А., Петрик П. Т. Теплообмен при конден сации неподвижного пара в узких щелях // Теплоперенос при испарении. Новосибирск., 1982. С.61−69.
- Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск.: Наука. — 1970. -^659 с.
- Кутепов A.M., Стерман JI.C., Стюшин Н. Г. Гидродинамика и теплообмен при парообразовании. М.: Высшая школа. — 1977. — 352 с.
- Исаченко В.П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергоиздат. — 1981. -416 с.
- Накоряков В.Е., Горин А. В. Тепломассоперенос в двухфазных системах. Новосибирск.: ИТФ. — 1994. — 431 с.
- Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справ, пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 366 с.
- Дорощук В.Е. Кризисы теплообмена при кипении воды в трубах. -М: — Энергоатомиздат.- 1983. -119 с.
- Авксентюк Б.П., Бобрович Г. И., Кутателадзе С. С., Москвичева В. Н. О вырождении режима пузырькового кипения в условиях свободной конвекции. ЖПМТФ. — 1972. — № 1. — с. 69−73.
- Гогонин И.И. и др. Теплообмен при пленочной конденсации и пленочном кипении в элементах оборудования АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1993.-208 с.
- Авксентюк Б.П., Кутателадзе С. С. Неустойчивость режима теплообмена на поверхностях, обедненных центрами парообразования. ТВТ. -1977. -т.15. — № 1. — с. 115−120.
- Генделев В.Г. и др. Кризис теплоотдачи в горизонтальных и наклонных трубах // Теплоэнергетика, 1993, № 9, с.25−28.
- Соломонов В.М., Локшин В. А. Температурный режим и теплоотдача в горизонтальных и наклонных парогенерирующих трубах при сверхкритическом давлении в условиях смешанной конвекции // Теплоэнергетика. -1973.-№ 7.-с. 52−55.
- Зейгарник Ю.А., Поляев В. М. Теплообмен в пористых структурах: современное состояние и основные направления исследования // Теплоэнер-гетика.-1996.-№ 1.-с.62−70.
- Аэров М.Э., Тодес О.М, Наринский Д. А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. JL: Химия, 1979. — 119 с.
- Хейфец Л.И., Неймарк А. Б. Многофазные процессы в пористых средах. М.: Химия, 1982. — 320 с.
- Ферред/i, Олливитч. Тепловые трубы. М.: Мир. -1972. — 270 с.
- Nakoryakov V.E., Mukhin V.A. Petrik P.Т., Dvorovenko I.V. Sheet boiling in a granular medium // Russian Journal of Engineering Thermophysics. -1992.- Vol. 2, № 4.-P. 299−310.
- Fand R.M., Zheng Т., Cheng P. The general characteristics of boiling heat transfer frov a surface embedded in a porous medium // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1987. — Vol. 30, № 6. — P. 1231−1235.
- Ковалев С.А., Соловьев С.JI. Модель теплообмена при кипении жидкости на пористой поверхности // Тепломассообмен ММФ- Минск, ме-ждунар. форум, 24−27 мая, 1988. — Минск, 1988.- С. 28−50.
- Cheng P., Verma Ashak К. The effect of subcooled on film boiling about a vertical heated surface in a porous medium // Intern. J. Heat Transfer. 1981. -Vol. 24, № 7.-P.1151−1160.
- Петрик П.Т., Дворовенко И. В. Теплообмен при пленочном кипении хладона R12 в зернистой среде // Теплофизика и аэромеханика. 1995. -Т.2, № 1. — С. 59−62.
- Мухин В.А., Накоряков В. Е., Петрик П. Т., Сердаков Г. С. Конденсация пара на наклонной пластине, помещенной в пористую среду // Журн. прикл. механики и теорет. физики. 1985. — № 5. — С. 85−90.
- Кружилин Г. Н. Уточнение нуссельтовской теории теплообмена при конденсации // Журн. техн. физики. 1937. — Т.7, вып. 20/21. — С.2011−2017.
- Стырикович М.А. и др. Современное состояние исследований процесса массообмена при кипении в капиллярно-пористых структурах. // ТВТ,-1980. -т.18, — № 3.- с.725−733.
- Ковалев С.А. Кризисы теплоотдачи при кипении на поверхностях с пористым покрытием // Кризисы теплообмена при кипении: Тез. докл. 1 Всес. семин. 1989. С. 13−15.
- Зарипов В.К., Семена М. Г., Шаповал А. А., Левтеров А. И. Интенсивность теплообмена при кипении на поверхности с пористыми покрытиями в условиях свободного движения // Инж.-физ. журн. 1989 — Т. 57, № 2. — С. 181−186.
- Антоненко В. А, Иваненко Г. В. Механизм процесса переноса теплоты при кипении на поверхности нагрева с пористым покрытием // Пром. теплотехника. 1989, № 5. — С. 13−21.
- Afgan Naum Н., Jovic L.A., Kovalev S.A. Boiling heat from sur-faces with porous layers // Intern. J. Heat and Mass Transfer.- 1985. Vol. 28, № 2. — P. 415−422.
- Андрианов А.Б. и др. Гистерезисные и переходные явления при кипении на поверхностях с пористыми покрытиями / Докл. АН СССР. 1981. 256, № 3,-С. 591−595.
- Берман М.И., Горбис З. Р. Анализ процесса и обобщение опытных данных по теплообмену при кипении на поверхностях нагрева, помещенныхв дисперсный слой твердых частиц. // Инж.-физ. ж. 1980. — Т. 38, № I. ¦ С. 5−15.
- Соловьев СЛ., Шкловер Е. Г. Исследование влияния вынужденного движения на теплообмен при кипении жидкости на капилярно-пористой поверхности // Тепломассообмен ММФ / Междунар. форум. Минск: — 1988. -С. 180−182.
- Ковалев С.А., Шкловер Е. Г. Теплообмен при кипении воды на пористой поверхности в прямоугольном канале // Теплофиз. высок, температур. 1988.-Т. 26, № 5. — С.918−922.
- Техвер Я., Суй X. Влияние параметров пористого покрытия на гистерезисные явления при кипении // Изв. АН СССР. Физ.мат. -1985. Т. 34, № 4. — С. 413−418.
- Семена М.Г., Зарипов В. К., Шаповал А. А. Теплообмен при кипении на поверхности нагрева с металловолокнистыми пористыми покрытиями // Двухфазный поток в энерг. машинах и аппаратах. Д.: — 1985. — С. 391−393.
- Шаповал А.А., Зарипов В. К., Семена М. Г. К расчетам интенсивности теплообмена при кипении на поверхности нагрева с пористыми покрытиями // Изв. АН СССР. Энерг. и транспорт. 1989. — № 3. — С. 63−68.
- Кравченко В.А., Островский Н. Ю., Спиваков Ю. А. Исследование теплообмена при кипении воды, этилового спирта, и их смесей на поверхности нагрева с пористым покрытием // Инж.- физ. ж. 1984. — Т. 47, № 5. — С. 753.
- Левтеров А.И., Семена М. Г., Зарипов В. К. Исследование теплообмена и критических тепловых потоков при кипении азота на поверхности нагрева с пористым покрытием // Теплоэнергетика -1982. № 4. — С. 66−69.
- Ябко С.Б. Экспериментальное исследование факторов, определяющих интенсивность теплообмена при кипении в зернистой засыпке. Вологда, 1982. 8 с. — Деп. в ВИНИТИ 29. 04. 1982 г. №> 2127−82.
- Chuah Y.K., Carey V.P. Boiling heat transfer in a shallow fluidized particulate bed // Trans. ASME- J. Heat Transf. 1987. -Vol.109,№ 1 .-P.196−203.
- Петринчик B.B., Ябко С. Б. Кипение на поверхности со слоем дисперсных частиц // Актуальные вопросы теплофизики и физ. гидродинамики. -Новосибирск 1985. — С. 304−307.
- Дульнев Г. Н., Шишков А. Н., Петринчик В. А., Ябко С. Б. Пузырьковое кипение на поверхности с дисперсным слоем // Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах: Тез. Докл. 7-й Всесоюз. конф. 23−25 окт. 1985 г.-Л. 1985. С. 210−211.
- Кузма-Кичта Ю.А. и др. Исследование интенсификации теплосъема в парогенерирующих каналах с пористым покрытием // Теплоэнергетика. -1991.- № 5.- с. 42−47.
- Калинин Э.К., Дрейцер Г. А., Копп И. З. Современные методы интенсификации теплообмена при кипении жидкостей на реальных поверхностях // Известия РАН. Сер. Энергетика. 1992. — № 3. С. 121 -136.
- Кузма-Кичта Ю.А., Ковалев А. С. Влияние пористого покрытия на характеристики кризиса теплообмена в трубах // Теплоэнергетика.- 1997.-№ 6.- с.53−57.
- Андрианов А.Б. и др. Исследование теплогидравлических характеристик в трубах с пористой поверхностью // Тез.докл. 8 Всес. конф. «Двухфаз. поток в энерг. машинах и аппаратах», Ленинград, 23−25 окт., 1990.- т.1. -J1.-1990.- с. 291−292.
- Петрик П.Т., Богомолов А. Р., Дворовенко И. В., Старикова Е. Ю. Влияние зернистого слоя на критическую плотность теплового при кипении на горизонтальной трубе // Вестн. КузГТУ. 2000. — № 2.- С. 28−29
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю. Богомолов А.Р., Дворовенко И. В. Исследование теплообмена при кипении хладона R12 на горизонтальной и вертикальной трубах, помещенных в зернистый слой. // Вестн. КузГТУ. 2001. -№ 2.- С. 6−7.
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю., Богомолов А. Р., Дворовенко И. В. Влияние зернистого слоя на теплоотдачу при кипении хладона г12 на вертикальной трубе. // Вестн. КузГТУ. 2001. — № 3.- С. 57−58.
- Малышенко С.П. Особенности теплообмена при кипении на поверхностях с пористыми покрытиями // Теплоэнергетика.- 1991. № 2. с.38−45.
- Техвер А.Я. Гистерезисные явления при кипении на пористых покрытиях // Теплоэнергетика.- 1990.- № 12.- с. 12−14.
- Антоненко В.А., Иваненко Г. В. Гистерезисные явления на начальном участке кривой кипения на поверхностях с сетчатым покрытием. // Изв. АН СССР. Энерг. и трансп. -1989.-№ 5.-С.125−131.
- Погорелов Н.П., Кисеев В. М. Исследование теплоотдачи при кипении воды на пористых композитных материалах // Тр. Первой Российской национальной конф. по теплообмену. 1994.- т 4. — с. 201−206.
- Баранец В.В. и др. Экспериментальное исследование теплообмена при охлаждении жидким азотом поверхности сверхпроводящей керамики YBa2Cu307. Кризис теплоотдачи при пузырьковом кипении.// ИФЖ.-1990.-т.59.-№ 5.- с.772−775.
- Генделев В.Г. и др. Кризис теплоотдачи в горизонтальных и наклонных трубах // Теплоэнергетика.- 1993.- № 9.- с.25−28.
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю., Дадонов II.В. Исследование теплообмена при кипении хладона R227 на наклонных трубах. // Вестн. КузГТУ.2000. № 6.- С. 14−15.
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю., Дадонов П. В. кипение хладона R227 в зернистом слое при различных углах наклона трубы. // Вестн. КузГТУ.2001.-№ 1.- С. 13−15.
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю., Дворовенко И. В. Влияние угла наклона трубы на критические плотности тепловых потоков при кипении хладона R227 в зернистом слое // Вестн. КузГТУ. 2001. № 2. — С. 5−6.
- Ягов В.В., Пузин В. А., Сукомел JI.A. Теплообмен при развитом пузырьковом кицении хладонов и высоких скоростях вынужденного движения. //Теплоэнергетика.- 1998.-№ 3.- с. 11−19.
- Rudemiller Gary R., Lindsay Jeffrey D. An investigation of boiling heat transfer in fibrous media // Heat Transfer, 1990: Proc. 9th Inf. Heat Transfer Conf, Jerusalem, Aug. 19−24, 1990. vol. 5.-New York etc., 1990. p. 159−164.
- Техвер Я.Х., Суй X.H. Влияние параметров пористого покрытия на кризис пузырькового кипения // Тез. докл. 8 Всес. конф. «Двухфаз. поток в энерг. машинах и аппаратах», Ленинград, 23−25 окт., 1990.Т. 1.-Л., 1990.-с.293−294.
- Техвер Я.Х., Суй Х.Н. Влияние параметров пористого покрытия на кризис пузырькового кипения // Тез. докл. 8 Всес. конф. «Двухфаз. поток в энерг. машинах и аппаратах», Ленинград, 23−25 окт., 1990.Т. 1.-Л., 1990.-с.293−294.
- Техвер Я., Суй X. О кризисе кипения на плазменнонапыленной пористой поверхности.// Теплофизика высоких температур.- 1992.-t.30, № 3.-с.561−565.
- Калинин Э.К. Кризисы теплообмена при кипении частный случай плавной смены пузырькового и пленочного режимов кипения. // ИФЖ.-1990.-Т.59.- № 3.- с.437−445.
- Шишков Е.В., Котов С. А., Латохин В. Ю. Кризис теплоотдачи при вынужденном движении пароводяной смеси в цилиндрическом и кольцевом каналах с капиллярно-пористой поверхностью. // Тепломассообмен ММФ-92: 2 Мин. междунар. форум, 18−22 мая, 1992.- С. 43−46.
- Ябко С.Б., Будкин Б. А. Исследование теплообмена при кипении в слое дисперсных частиц. // Теплообмен и теплофизические свойства веществ. Сб. тр.- Новосибирск. -1982. С. 51−55.
- Накоряков В.Е., Мухин В. А., Морковина О. В. Теплообмен при кипении на поверхности, помещенной в пористую среду. // Процессы переноса в энергохимической технологии. Сб. тр. Новосибирск. — 1983.с. 100−104.
- Семена М.Г., Кравец В. Ю., Фридрихсон Ю. В., Набоченко Е. А. Особенности влияния давления на интенсивность теплоотдачи при кипении воды на пористой поверхности. // ИФЖ.-1992.-т.62.- № 6.-с.779−782.
- Петрик П.Т., Старикова Е. Ю. Богомолов А.Р., Дворовенко И. В. Кипение хладонов на трубах разной ориентации, помещенных в зернистые слои // статья прошла рецензирование и принята к публикации в № 1 (т. 75) ИФЖ за 2002 г.
- Техвер Я.Х., Суй Х.Н., Темкина B.C. О влиянии параметров пористых покрытий на теплоотдачу при кипении // Тр. Первой Российской национальной конф. по теплообмену. 1994. — т. 4 — с. 237 — 242.
- Поляев В.М., Генбач А. А. Влияние вида и материала пористой структуры на интенсивность теплообмена.//Вестн. МГТУ. Сер. Машиностр.-1992.-№ 1.-с.57−63.
- Берман М.И., Горбис З. Р. Экспериментальное исследование процесса кипения дистиллята воды в дисперсном слое. // Теплоэнергетика. -1973.-№ 11.-с. 86−88.
- Антоненко В.А., Мужилко Н. А., Барабаш А. А. Теплообмен при кипении хладагентов R11 и R12 на пористых покрытиях. // Холодильная техника. 1984. -№ 8. — с. 22−25.
- Macdonald I. F. Flow through Porous Media the Ergun Equation Revised // Ind. Eng. Chem. Fund. -1979. — vol. 18. — P. 198.
- Шейдеггер А.Э. Физика течения жидкости через пористые среды. -М.: Гостехиздат, I960, 249 с.
- Полубаринова-Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977.-610 с.
- Лейбензон М.С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. М.-Л.: Гостоптехиздат, 1947. — 244 с.
- Кристеа Н. Подземная гидравлика. М.: Гостоптехиздат, 1961.- 430с.
- Пыхачев Г. Б. Подземная гидравлика. М.: Гостоптехиздат, 1961.387 с.
- Denton W.H. General Discussion on Heat Transfer, ASME.- 1951.1. P.370.
- Варгафтик Н.Б. Справочник по физическим свойствам газов и жидкостей. М.: Физматгиз, 1972. — 720 с.
- Кравченко В.А., Островский Н. Ю., Спиваков Ю. А. Исследование теплообмена при кипении воды, этилового спирта, и их смесей на поверхности нагрева с пористым покрытием // Инж.- физ. ж. 1984. — Т. 47, № 5. — С. 753.
- Гудымчук В.А. Теплоотдача при конденсации пара на наклонной трубе // Известия ВТИ. 1935. — № 12. — С. 15−20.
- Петрик П.Т., Дворовенко И. В. Теплообмен при пленочном кипении хладона R12 в зернистой среде // Теплофизика и аэромеханика. 1995. -Т.2, № 1. — С. 59−62.
- Петрик П.Т., Горин А. В., Дворовенко И. В. Влияние скорости течения на теплообмен при фазовых превращениях в зернистом слое // Вестн. КузГТУ. 1998. — № 2.- С. -32−34.
- Теплофизические свойства фреонов: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, 1969. 177 с.
- Бадылькес И.С. Рабочие вещества и процессы холодильных машин М.: Госторгиздат, 1962. — 280 с.
- ЮЗ. Использование фреонов в энергетических установках: Сб. науч. трудов. Новосибирск. 1973. 226 с.
- Богданов С.Н., Иванов О. П., Куприянова А. В. Холодильная техника. Свойства веществ. Справочник. М.:Агропромиздат, 1985. — 208 с.
- Коррозия под действием теплоносителей, хладагентов и рабочих тел. Справочное руководство. Л.: Химия, 1988. — 360 с.
- Старикова Е.Ю., Петрик П. Т., Дворовенко И. В., Богомолов А. Р. Кипение жидкостей в пористых и зернистых средах. Обзор исследований // Вестн. КузГТУ.- 2000.- № 3. С.9−11.
- Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин.- Л.: Наука, 1974.- 107 с.
- Тойберт П. Оценка точности результатов измерений.- М.: Энергоатомиздат, 1988. 89 с.
- Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978.261с.
- Зубарев В.Н., Александров А. А. Практикум по технической термодинамике. М.- Энергия, 1971. — 352 с.
- Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справ, пособие. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -366 с.
- Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. -М.: Энергоатомизд ат, 1983. 550 с.
- Справочник по теплообменникам: В 2-х т. М.: Энергоиздат, 1987. Т.1.-361 с.