Підвищення енергетичної ефективності пористих теплообмінників на основі вибору раціональних конструктивних та режимних параметрів

Анотація

Лукіша А.П. Підвищення енергетичної ефективності пористих теплообмінників на основі вибору раціональних конструктивних та режимних параметрів.-рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06-технічна теплофізика і промислова теплоенергетика - Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2010 р.

Дисертація присвячена пошуку зон параметрів пористих круглих каналів, при русі рідинного охолоджувача, де є енергетичний виграш у порівнянні з гладкостінними каналами. Виконане дослідження, проведене на основі модифікованої методики Гухмана О.А. Відповідно до цієї методики порівнюються три параметри - кількості переданого каналами тепла Q, потужність, затрачувана на прокачування охолоджувача N і площа бічної поверхні каналів F. Дослідження виконане для ламінарної, турбулентної і перехідної зон руху теплоносія в порівнюваних гладкостінних каналах при граничних умовах 1-го роду, а також при граничних умовах 3-го роду. Найбільший енергетичний ефект спостерігається на границі ламінарного і перехідного режимів руху, при значеннях пористості (0,8ч0,9), зменшенні діаметра каналу (до 3ч5 мм) і погіршенні теплообміну на зовнішній поверхні. Величини коефіцієнтів ефективності при цьому можуть досягати величин порядку: 50% для ламінарної зони, 30% для перехідної зони і 20% для турбулентної зони. При погіршенні теплообміну на зовнішній поверхні каналу (граничні умови 3-го роду, Вi = 1) значення коефіцієнтів ефективності можуть зростати в десятки разів (до 90).

Ключові слова: теплообмін, гідродинаміка, пористі круглі канали, гладкостінні канали, ефективність, режими руху рідинного охолоджувача, граничні умови 1-го і 3-го роду.

Abstract

Lukisha A.P. Pinch of energy efficiency of porous heat exchangers on the basis of a choice of rational constructive and regime parameters. - Manuscript.

The dissertation for competition on a scientific degree of the candidate of technical science on a speciality 05.14.06 - Technical thermal physics and industrial heat power engineering. - National metallurgical academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, 2010.

In dissertation the area of parameters of round porous channels are searched , at a motion of a liquid coolant, where there is an energy scoring in comparison with channels with smooth wall. Research is carried out on the basis of a procedure of Guhman А.А. According to this procedure three parameters - quantities of heat, transferred by channels Q, quantities of power that are expended on moving of a coolant along channels N and a lateral area of channels F are compared. The calculations are carried out for laminar, turbulent and transition bands of a motion of the heat transfer medium in compared channels with smooth wall at boundary conditions of 1-st kind, and for a laminar band the calculations are carried out at boundary conditions of 3-rd kind too. The greatest energy effect is observed on boundary of laminar and transition band, in case of increase of a porosity of channels (up to 0,8 ч 0,9), in case of diminution of a diameter of channels (up to 3 ч 5 mm) and in case of deterioration of heat exchange on an exterior surface. Numerical values of coefficients of efficiency in this case can reach of quantities of the order: 50 % for a laminar band, 30 % for a transition band and 20 % for a turbulent band. At deterioration of heat exchange on an exterior canal surface (boundary conditions of 3-rd kind, Bi= 1) the values of of coefficients of efficiency can increase in tens time.

Key words: heat transfer, hydrodynamics, round porous channels; channels with smooth wall, efficiency, bands of a motion of a liquid coolant, boundary conditions of the first and third kind.

Размещено на Allbest.ru