Эффективность теплообменной поверхности, профилированной прямоугольными ребрами

В. С. Глазов; А. А. Кобзева

doi:10.34831/EP.2023.20.96.003

Эффективность теплообменной поверхности, профилированной прямоугольными ребрами

В. С. Глазов, А. А. Кобзева

Аннотация

Представлен обзор методов, применяемых для оценки эффективности теплообменных поверхностей, используемых в теплотехническом оборудовании. Поставлены и решены две задачи условной оптимизации по определению параметров прямоугольного ребра, обеспечивающие экстремальную теплоотдачу (по значению теплового потока) при конвективном теплообмене с внешней средой. Задачи отличаются наличием ограничений, накладываемых на толщину ребра и процесс теплообмена на его вершине, а также тем, что варьирование параметров ребра проводится в условиях постоянства его материалоемкости. Приведены формулы, позволяющие определить параметры, обеспечивающие экстремальные значения теплового потока для прямоугольных ребер с разными условиями теплообмена на их вершинах. Сочетание этих формул с эмпирическими выражениями, привлекаемыми для расчета коэффициентов теплоотдачи и аэродинамического сопротивления, позволят повысить точность методов расчета теплообменников, в которых эффективность теплообменного оборудования определяется по широко известным критериям.

Ключевые слова

эффективность, оптимизация, прямоугольное ребро, теплообмен

Полный текст:

PDF

Литература

Кирпичёв, М. В. О наивыгоднейшей форме поверхностей нагрева / М. В. Кирпичёв // Известия энергетического института им. Г. М. Кржижановского, 1944. — Т. 12. — C. 5 – 8.

Гухман, А. А., Интенсификация конвективного теплообмена и проблема сравнительной оценки теплообменных поверхностей / А. А. Гухман // Теплоэнергетика, 1977. — № 4. — С. 5 – 8.

Попов, И. А. Физические основы и промышленное применение интенсификации теплообмена: Интенсификация теплообмена: монография / И. А. Попов, Х. М. Махянов, В. М. Гуреев; под общ. ред. Ю. Ф. Гортышова. — Казань: Центр инновационных технологий, 2009. — 560 с. ISBN 978-5-93962-383-4.

Антышев, И. А. Рациональный выбор типа поверхности теплообмена в рекуперативных теплообменниках: учебное пособие / И. А. Антышев, В. Д. Портнов, В. Я. Сасин. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007. — 32 с.

Валуева, Е. П. Оценка теплогидравлической эффективности рекуперативных теплообменных аппаратов / Е. П. Валуева, Т. А. Доморацкая // Теплоэнергетика, 2002. — № 3. — С. 43 – 48.

Гельфенбейн, Л. Г. Регенераторы газотурбинных установок / Л. Г. Гельфенбейн. — М.: Машгиз, 1963. — 179 с.

Коноплев, А. А. Интенсификация конвективного теплообмена глубоким профилированием. Компактные и эффективные трубчатые теплообменники / А. А. Коноплев, Г. Г. Алексанян, Б. Л. Рытов, А. А. Берлин // Электронный журнал «Новости теплоснабжения». https://www.rosteplo.ru/Tech stat/stat shablon.php? id=3182.

Теплоэнергетика и теплотехника: Справочная серия: в 4-х кн.; под общ. ред. А. В. Клименко и В. М. Зорина. — 4-е изд. стереот. — М.: Издательский дом МЭИ, 2007. — 632 с: ил. (Кн. 4. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник. — 632 с.).

Петухов, Б. С. Теплообмен в ядерных энергетических установках: учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. / Б. С. Петухов, Л. Г. Генин, С. А. Ковалев, С. Л. Соловьев. — М.: Издательство МЭИ, 2003. — 548 с.

Ефимов, А. Л. Расчет и интенсификация теплообмена в промышленных теплообменниках / А. Л. Ефимов, О. К. Бережная, А. В. Долинина: учеб. пособие / под общ. ред. А. Л. Ефимова. — М.: Издательство МЭИ, 2005. — 64 с.

Ройзен, Л. И. Тепловой расчет оребренных поверхностей / Л. И. Ройзен, И. Н. Дулькин. — М.: Энергия, 1977. — 256 с.

Керн, Д. Развитые поверхности теплообмена. Пер. с англ. / Д. Керн, А. Краус. — М.: Энергия, 1977. — 464 с.

Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена. — изд. 5-е перераб. и доп. / С. С. Кутателадзе. — М.: Атомиздат, 1979. — 416 с.

Калафати, Д. Д. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена / Д. Д. Калафати, В. В. Попалов. — М.: Энергоатомиздат, 1986.

Крейт, Ф. Основы теплопередачи: Пер. с англ. / Ф. Крейт, У. Блэк. — М.: Мир, 1983. — 512 с.

Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ. / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1981. — 720 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.20.96.003