Теплоотдача в парогенерирующих трубах при сверхкритических давлениях ароматических углеводородов Рзаев, Магаммед Аждар оглы

Введение к работе

- З -

Актуальносте темы. Применение вещеотв, а ряде отраолей народного хозяйотва' в качеотвв теплоносителя или рабочего тела при оверхкритичеоких давлениях (СКД) опоооботвует увеличению экономичности, эффективности и производительности этих установок. Вещества при СКД широко применяются в энергетике,'химической промышленности, в системах охлаждения ракетных двигателей, в транспорте и хранении газа и других отраслях современной техники.'В яаотолщее время отсутствуют рекомендации для расчетов коэффициента теплоотдачи для различных жидкоотвй при СКД. Это в значительной степени овязано о отсутствием экспериментальных данных по различным жидкостям и сложностью объяснения некоторых явлений,.наблюдаемых при СКД.

Ароматичеокие углеводороды, в чаотнооти, толуол, пашди широкое применение в химической промышленности. Толуол олужит как походное вещеотво для получения очень многих важнейших конечных и промежуточных продуктов, иопользующихоя в ряде отраслв. Ароматические углеводороды также применяются в качеатве рабочего тела в автономных паротурбинных установках (АПТУ), использующих яизко-потенциальные источники тепла (НПИТ) для производства электроэнергии. Теплоотдача ароматических углеводородов при широком диапазоне изменения температуры жидкости ( t_m / t_m 0,05 * * 0,94, t* / t_m =0,1 7 1,1 ), в чаотнооти, в пароганвриру*ь щих трубах, практически не исоледована хотя на практике эта область представляет значительный интерес.

Актуальным вопросом является исследование процесса теплоотдачи в парогвнерирующих трубах в широком интервале изменения тем-

ях пературц жидкооти на входе трубы ( t_w я 20 + Э00С) в при

высоких значениях теплових потоков, который сопровождается мест-

ними пошшэизяыи температури стенки, характерники для ухудшенного рошка теплоотдачи. Актуальным являагоя также разработка надекшх методов расчета локальных коэффициентов теплоотдачи, которыа нужны для проектирования теплообмешшх апларатов, работающих в различных отраслях оояраыенной техники.

Целью настоящей работа яв7іяетоя: I. Получение экспериментальных данных до теплоотдаче в парогепарирущих трубах при СКД и широком интервале изменения температуры яидкооти на входе трубы. 2. Выявление степени влияния температури жвдкоств на входе труби, интаноішнооти нчгрота и -їсрмогравитациошшх сив на процаоон ухудшения теплоотдачи. 3. Получение уравнения для расчета локальных значений температуры стенка и коэффициента теплоотдачи п ухудшенном ранимо теплообмена.

Научная ноявзна;

1. Подучены новые опа'іпке даншо по теплоотдаче пра боль-

Ш!х недогравах задаю ти на входе в труби ( .*. ^ 200С,

ох t» / t_m 6 0,6.7),

2. Исследованы г. уотоаоадыш закономерности изменения темпе
ратуры стойки труби при небольших надогровах жидкоати на входе

11 трубу ( і,« = 250*200G, t... / t_m =0,'о<0,94).

1. Определены границы возникновения ухудшенного реаима теплоотдачи толуола, уотааопдоїщ огапонь влияния температуры вдкоо-тн на входе труби с интенсивности азгрвва на ухудшение теплоотдачи.

2. Предложено эмпирическое уравнение и методы оправления температуры отенки при ухудшенном рахлмв теплоотдачи.

3. Выявлено влияние свободной конвекции на ухудшение режим теплоотдачи при вынужденном течении толуола и сверхкритических д&впенигс. Долучене обобщающее коптариаяыюв уравнение для расчета теплоотдачи в у.едшанноы режима теплоотдачи.

Практическая ценность работы. Расчетные рекомендация. прздяожеяшз з работа, позволяют опрзделить ^температури стояка в локальные коэффициенты теплоотдача при ухудяяяиом рззякз теплоотдачи з турбулентном режима дшпоіш тзплокоонтзля. Установлено, что при ухудшояноы рзанмэ тошюотязчя зозникаэт изотної онпнеиио коэффициента теплоотдачи я ооотзэтотлэшю пошзепяз температури отзнпп, кого різ ;»эгут пряаоста к рз зразу труб тепясобмзятлс аппаратов. Прэдлояепяцэ рекомендации позволяют прооктяроаать экономичные и ког.*лзптяыа тзпяообггзппыо аппарата,, обаопвппзавщзв падеа-нув пх работу зрз ухудизяг.ои рзягмо тзпяооймзпа.

Реализация розультатоз работ». Результаты настоящего иоолэ-дования при^знепы а Сумгаптакаи пропзводотЁзапом объединении "Оргаянтез", что позволяло установить оптимальніш условия протекания техяологачзоЕсго процесса я тзпяообмана, а тогие язбзетть повисання етмяерэтури отзпхи яря ухудазшш рзяянэ теплоотдача до опасного апачояш тзкпэрэяурн станка для гатораагл обогрз-ваогмх-трув.тепясойкзаяих алпарзтсз.

. Ангор ззщг.эаот; ' ,

1. Полученные законокэриоотн по тешзрэхуряому рзшвф прз
бояыпях явдогрэвзх аядкооти ка входо труба ( -,< / t_m & 0,67,

^4200С).

2. Установленные закономерности азшівпия токпаратурн отвики по длелэ трубы я завяош.»ота оз от плотяостя теплового потока пря па больших подогревах хпдкоо та ( i-« /t_rTJ>0,7, t*, = 250s-*-300C). ,/'

3. Внявлеяпив закономерности ухудозняого рэаяиа теплоотдача толуола. Рекомендация по раочзту локальных значений" коэффициента теплоотдачи пря ухудшенном реяике тэплослда'гз.

4. Уравнения и методы определена імяературн отепкя пря ухудшенном режиме теплоотдачи при из: стних значениях плотности

- б -

теплового потока, маооовой окорооти и температуры жидкости но входа трубы.

5. Установленные закономерности влияния сыободной конвекции на ухудшение теплоотдачи при СКД толуола.

Апробация работы. Ооновные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались яа 8-ой Всеооюзной конференции "Двухфазный поток в энергетических аппаратах", г.Ленинград, 1990 г.; на научно-технической конференции Азербайданокого Индустриального Универоитета, г.Баку, 1991 г.; на 1-ом Международном симпозиуме "Энергия, экология, экономия", г.Баку, 1991 г.

Публикации. По материалам диооертации опубликовано 6 печатных работ.

Структура и объем работы. Диооертация ооотоит из введения, четырех глав, выводов, опиока литературы и*приложения. Работа излаяна на /о? страницах машинописно го текота о 50 рисунками и 8 таблицами экспериментальных данных. Спяаок литературы состоит из 89 наименований,