Исследование эффективности теплообменных аппаратов с нерегулярным трубным пучком из профилированных трубок

Abstract

Проведены исследования теплообменного аппарата с нерегулярным трубным пучком из профилированных трубок и серийных горизонтальных кожухотрубных подогревателей. Разработана схема измерений для определения температуры, давления и расхода теплоносителей. Для оценки эффективности профилированных поверхностей применены относительные коэффициенты гидравлического сопротивления и теплоотдачи. Разработана методика для определения показателей эффективности. Определены и проанализированы такие показатели как, фактический и расчетный коэффициент теплопередачи, гидравлическое сопротивление, тепловая производительность. Получены сравнительные характеристики: расчетного и экспериментального гидравлического сопротивления, тепловой эффективности и тепловой производительности подогревателей. Проведен сравнительный анализ экспериментальных и расчетных значений показателей эффективности подогревателей. Сведены тепловые и материальные балансы по нагреваемому и греющему теплоносителю. Определены среднеквадратичные относительные погрешности определения основных величин. Получено, что теплообменник из профилированных трубок имеет в 3,3-4,2 раза больший коэффициент теплопередачи, чем серийный подогреватель.

Research has been carried out on a heat exchanger with an irregular tube bundle of profiled tubes and serial horizontal shell-and-tube heaters. A measurement scheme has been developed to determine the temperature, pressure and flow rate of heat carriers. To assess the efficiency of profiled surfaces, special relative coefficients of hydraulic resistance and heat transfer are used. A methodology has been developed for determining performance indicators. Indicators such as actual and standard heat transfer coefficient, hydraulic resistance, thermal performance have been calculated and analyzed. Comparative characteristics were obtained: calculated and experimental hydraulic resistance, thermal efficiency and thermal performance of heaters. Comparative analysis of experimental and calculated values of heaters efficiency indicators is carried out. Heat and material balances for the heated and heating coolant have been reduced. The root-mean-square relative errors in the determination of the basic quantities have been determined. It was found that a heat exchanger made of profiled tubes has a 3.3-4.2 times higher heat transfer coefficient than a serial heater.