Искусственной циркуляцией

Исследование влияния искусственной шероховатости. Искусственная шероховатость может быть источником турбулизации пограничного слоя жидкости у поверхности теплообмена и соответствующего увеличения теплоотдачи. Это имеет место при определенных числах Рейнольдса, когда высота элементов шероховатости становится больше толщины ламинарного пограничного подслоя. При этом увеличение теплообмена может происходить еще и за счет увеличения поверхности -шероховатой стенки по сравнению с гладкой. Вследствие этого пересчет на общую поверхность теплообмена может привести к уменьшению коэффициента теплоотдачи. В различных случаях указанные эффекты могут давать раз личный вклад в общий процесс теплообмена [Л. 5-57].

Одним из таких способов является создание искусственной шероховатости с высотой выступов, не выходящих за пределы пристенного слоя.

Исследований в этой области пока очень мало. Краткий обзор выполненных работ сделан авторами [214]. Основной вывод из этого обзора сводится к следующему: создание искусственной шероховатости либо путем отложения солей на теплоотдающей поверхности, либо механическим способом, например с применением различного рода винтовых нарезок, позволяет снизить температуру стенки канала на 100 — 150°С, а интенсивность теплообмена повысить в 2 — 6 раз.

поверхности нагрева с искусственно созданной шероховатостью является одним из возможных путей интенсификации теплоотдачи при турбулентном течении теплоносителя. Виды искусственной шероховатости могут быть различными. Некоторые профили таких поверхностей показаны на рис. 10-3. Шероховатость вида а и б создается путем нанесения резьбы на поверхность трубы. Профили виг подучаются за счет организации

поверхность круглой трубы диаметром d=16,7 мм и //d=100. Опыты проводились с водой. На рис. 10-4 приведены опытные данные, относящиеся к резьбе треугольного профиля (рис. 10-3,а). Коэффициент теплоотдачи отнесен к поверхности гладкой трубы (без учета эффекта оребрения). Приведенные данные показывают, что такой вид искусственной шероховатости позволяет значительно увеличить теплоотдачу. В этом исследовании было показано также что скругленная шероховатость (рис. 10-3,6) значительно менее эффективна; в ряде случаев она вообще не дает увеличения теплоотдачи в сравнении с гладкой поверхностью. Это указывает на то, что острая кромка выступов имеет существенное значение для интенсификации теплоотдачи.

Другой вид искусственной шероховатости (рис. 10-3, в, г) подробно исследован в [Л. 17, 18, 33, 93, 102, 114]. При этом кольцевые выступы с различным относительным шагом s/h создавались как на наружной поверхности трубы при течении потока воды, воздуха и трансформаторного масла в кольцевом канале, так и на внутренней поверхности круглой трубы. Такой вид искусственной шерохо-

где множитель еш учитывает увеличение теплоотдачи вследствие искусственной шероховатости:

искусственной шероховатости интерес представляет вопрос о сравнении эффективности этого метода интенсификации теплообмена с методом повышения теплоотдачи в гладкой трубе просто за счет увеличения скорости теплоносителя.

Рис. 10-5. Интенсификация теплоотдачи для воды при применении искусственной шероховатости в виде кольцевых выступов на поверхности трубы.

Применение искусственной шероховатости оправдано, если при одинаковом количестве переданного тепла Q шероховатой поверхностью при скорости w и гладкой поверхностью при более высокой скорости w', т. е. при условии

! где индекс w указывает, что сравнение коэффициентов сопротивле-' ния проводится при скорости потока w в шероховатой трубе. I Неравенство (10-18) определяет условие целесообразности при-! менения шероховатой поверхности с точки зрения выигрыша в за-j тратах мощности на перекачку. При обратном знаке неравенства :, в (10-18) использование искусственной шероховатости нецелесорб-! разно.

Основной величиной, определяющей продолжительность нагрева или охлаждения (скорость нагрева или охлаждения — v H или v0 в °С/час), является коэфициент теплоотдачи а, устанавливаемый экспериментально для различных условий. По степени уменьшения скорости нагрева существующие способы нагрева характеризуются следующим рядом (сравнение при одинаковых температурах): индукционный, в электролите, контактный, непосредственным пропусканием тока через изделия, как через сопротивление, газо-водо-родным пламенем, в свинцовых печах-ваннах, в соляных печах-ваннах, в масляных печах-ваннах, в пламенных печах, в электропечах с искусственной циркуляцией воздуха, в электропечах с естественной циркуляцией воздуха.

При использовании испарительных систем всегда предпочтительно выбирать естественную циркуляцию как более надежную, если нет особых условий для работы с искусственной циркуляцией.

В опытах авторов с искусственной циркуляцией при /га=10-+--ь!2 достигалось уменьшение веса накипи в четыре-пять раз. Дополнительными факторами, способствующими столь заметному эффекту, являлись, по-видимому, отложение накипи на стенках трубопроводов и промежуточного сосуда, а также унос взвешенных частиц накипи из зоны кипения благодаря интенсивному движению рассола.

80. Для предотвращения резкого повышения давления и температуры воды в котле при случайной остановке циркуляционных насосов в системе с искусственной циркуляцией на выходной линии горячей воды между котлом и запорным органом должен быть установлен трубопровод для отвода воды в водосток.

а) Коэффициент теплоотдачи при кипении с искусственной циркуляцией при тепловой нагрузке q=30 0004-46 000 Вт/м2 можно приближенно определить также по формуле вынужденного конвективного теплообмена без изменения агрегатного состояния:

Расчет коэффициента теплопередачи в выпарных аппаратах с искусственной циркуляцией см. [30].

Водяные системы отопления подразделяются по конструктивным признакам: на системы с естественной и искусственной циркуляцией, на двухтрубные и однотрубные; на системы с верхней и нижней разводкой; на тупиковые системы и системы с попутным движением воды.

искусственной циркуляцией;----------—однотрубная система с искусственной циркуляцией.

рубашкой с естественной или искусственной циркуляцией воздуха:

парители с естественной и искусственной циркуляцией испаряе-

Объем испарителя разделяют на водяной и паровой, граница между ними называется зеркалом испарения. Известны испарители с естественной и искусственной циркуляцией испаряемой воды, горизонтальные и вертикальные, работающие под давлением пара ниже (вакуумные) и выше атмосферного.