Введение к работе
Актуальность работы. Судовые теплообменные аппараты с конденсацией пара внутри труб относятся к аппаратам нового поколения. Они обладают преимуществами по сравнению с традиционными теплообмен-ными аппаратами, в которых пар конденсируется на наружной поверхности горизонтального пучка труб. В новых аппаратах паровой объем ограничен стенками труб, благодаря чему возникает направленное движение пара, уменьшающее толщину конденсатной пленки и термическое сопротивление передаче теплоты от конденсирующегося пара к стенкам труб. В них отсутствует запивание нижерасположенных труб пучка конденсатом, стекающим с вышерасположенных труб, что существенно повышает их тепловую эффективность. Кроме того, при конденсации пара внутри труб давление греющего пара может быть сколь угодно большим без увеличения толщины стенок, массы корпуса аппарата и без увеличения тепловых потерь в окружающую среду.
Принципиальная возможность создания теплообменных аппаратов с
конденсацией греющего пара внутри труб была ранее подтверждена
данными Кружилина Г.К., Бойко Л.Д., Миропояьского З.Л.,
Кректунова О.П. и др. В работах этих авторов по изучению теплообмена при конденсации пара внутри прямых одиночных труб были зарегистрированы коэффициенты теплоотдачи от греющего пара, достигающие 30*40 кВт/(м2-К). Однако проектирование теплообменных аппаратов с конденсацией пара внутри прямых труб требует совершенствования методики теплового и гидравлического расчета. Разработка научных основ такой методики является актуальной практической и научной задачей.
Цель настоящей работы - теоретическое и экспериментальное исследование локальной теплоотдачи при конденсации движущегося водяного пара внутри одиночной вертикальной трубы в условиях ламинарного режима течения конденсатной пленки и получения аппроксимирую-
2 щей зависимости, пригодной для инженерных тепловых расчетов аппара' тов с вертикальными трубами при подаче пара в трубы сверху и егс полной конденсации в этих трубах.
-
Впервые выполнено теоретическое решение задачи расчета локальногс теплообмена при конденсации движущегося пара внутри вертикальноР трубы в условиях ламинарного течения конденсатнои пленки.
-
В решаемой задаче трение на межфазной поверхности, связанное с изменением локальной скорости пара, а также трение, связанное с притоком пара к поверхности конденсатнои пленки, вошло в единук комплексную зависимость, учитывающую оба эти явления.
-
В теоретическом решении учтен градиент давления, вызванный ottokow пара из ядра к поверхности пленки.
-
Выполнено экспериментальное исследование и получены новые опытные данные по локальной теплоотдаче при полной конденсации движущегося пара внутри вертикальной трубы.
-
Теоретические и экспериментальные результаты настоящей работы и опытные данные других авторов обобщены однопараметрической зависимостью для инженерных расчетов теплообмена при конденсации движущегося пара внутри прямых вертикальных труб в условиях ламинарного течения конденсатнои пленки и полной конденсации пара внутри труб.
Практическая ценность работы. Предложена методика расчета локального теплообмена при конденсации движущегося вертикально вниз насыщенного водяного пара внутри вертикальной трубы в условиях ламинарного течения конденсатнои пленки и полной конденсации пара в трубе. Данная методика используется в технических материалах теплового и гидравлического расчета теплообменных аппаратов, разработанных в Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете (СПбГМТУ), и применяется при проектировании конденсаторов на ведущих предприятиях соответствующего профиля, например, АО
"Ленинградский металлический завод", АО "Калужский турбинный завод", ПО "Кировский завод".
Апробация работы, Основное содержание диссертации отражено в трех публикациях. Результаты дачной работы докладывались на ежегодной научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава СПбГМТУ 3-6 февраля 1993 г., на научно-техническом семинаре по состоянию координации исследований в области создания конденсаторов паротурбинных установок в СПбГМТУ (1993 г.), на Первой Российской национальной конференции по теплообмену (Москва, 1994 г.).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Объем работы 174 страницы, в том числе 32 рисунка, 8 таблиц и список использованной литературы из 57 наименований.
