Введение к работе
Актуальность работы. Задача уменьшения массы и габаритов теп-лообменных аппаратов, с одной стороны, и эксплуатационных затрат (основную часть которых составляет затраты энергии на прокачку теплоносителей), с другой, является весьма актуальной и имеет большое народнохозяйственное значение.
Все эти задачи могут быть решены только посредством интенсификации теплообмена при умеренной росте гидродинамического сопротивления, так как эффективность поверхности теплообмена в конечном счете определяется соотношением между полезным эффектом (тепловым потоком) и материальными затратами (прежде всего затратами энергии и.металла).
В настоящей работе рассматривается сравнительная количественная оценка эффективности современных методов интенсификации конвективного теплообмена, позволяющая разработчику выбрать из возможных вариантов наиболее эффективный метод, способ его конструктивной реализации, лучший типоразмер и оптимальный (по скорости) режим использования. Все сказанное определяет собой актуальность работы.
Цель работы:
разработать научно обоснованную классификацию современных методов интенсификации конвективного теплообмена;
выбрать метод сравнительной количественной оценки эффектив-'.,-». ности конвективных поверхностей теплообмена;
провести сравнительную количественную оценку эффективности основных поверхностей, реализующих современные методы интенсификации конвективного теплообмена;
выделить наиболее перспективные методы интенсификации конвективного теплообмена, а также лучше типоразмеры поверхностей их реализующих (с указанием наиболее предпочтительной по скорости области применения), которые могут быть рекомендованы для использования в промышленности и в справочной литературе.
Научная новизна. Предложена научно обоснованная классификация современных методов интенсификации конвективного теплообмена по их конструктивной реализации. Разработана модификация метода А. А. Гух^ мана, приспособленная для сравнительной оценки эффективности кон-
вективных поверхностей теплообмена, : отличающихся только геометри-' чесними параметрами. Обоснован принципиальный вид зависимостей коэффициентов эффективности Kg, KN, KF от критерия Re. Проведена с единых позиций оценка эффективности различных методов интенсификации конвективного теплообмена и их конструктивной реализации в наиболее ^важном случае - при движении газа (воздуха).
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть широко использованы в промышленности, научно-исследовательских и проектных организациях при конструировании высокоэффективных теплообменных аппаратов для нагрева (охлаждения) газов (воздуха), а также в справочной литературе.
Достоверность полученных результатов и, следовательно, сделанных на их основе выводов всецело определяются достоверность» первичных опытных данных по теплообмену и сопротивлению.
Апробация работы и публикации. Материалы по теме диссертации и ее основные положения докладывались и обсуждались на XLVI научно-технической конференции МГАХМ (1995 г.), на научном семинаре кафедры "Термодинамика и теплопередача" ИГАХМ. По теме диссертации опубликованы в журнале "Химическое и нефтяное машиностроение" четыре статьи (N 10, 12 - 1994 г.. И, 6 - 1995 г.).
Автор защищает;
классификацию современных методов интенсификации конвективного теплообмена по конструктивной реализации;
модификацию метода сравнительной количественной оценки эффективности конвективных поверхностей теплообмена;
результаты сравнительной количественной оценки эффективности современных методов интенсификации конвективного теплообмена.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти Глав, выводоь и приложения и изложена на 160 страницах основного текста, включающего 44 рисунка, 15 таблиц и список ..литературы из 38 наименований.