Способ тепловых испытаний теплообменников

 

Использование: воздушно-водяные теплообменные аппараты. Сущность изобретения: по соответствующим контурам осуществляют циркуляцию теплоносителя и хладагента. Циркуляцию теплоносителя при этом осуществляют с постоянным расходом, а расход хладагента в процессе испытаний изменяют. Определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя , соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (я)ю F 28 О 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) i3 )) ) g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807609/06 (22) 30.03.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский . институт природных газов (72) Ю.Н.Васильев, А.И.Гриценко и В.Д.Нестеров (56) Михеев M.À. Основы теплопередачи, иэд,третье, перераб. Госэнергоиздат. М,—

Л., 1986.

Нестеров В.Д., Васильев Ю.Н. Вихревые динамические теплообменники. М.: Недра, 1982, с.6-35.

Осипова В;А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.:

Энергия, 1979, с.299 — 301.

Изобретение относится к области теп-. лопередачи и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где имеется потребность в теплообмене.

В настоящее время для интенсификации теплопередачи в воздушно-водяных теплообменных аппаратах применяются различные способы, но ьсе они основаны на механическом воздействии на поток теплоносителя и требуют дополнительных затрат энергии.

Ближайшим аналогом к предлагаемому способу тепловых испытаний теплообменников является способ. включающий любую схему циркуляции теплообменивающихся сред в теплообменных аппаратах, имеющих профилированную различными теплопередающими элементами поверхность со стороны воздуха, например ребрами, „„Я „„1778486 А1 (54) СПОСОБ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

ТЕПЛООБМЕННИКОВ (57) Использование: воздушно-водяные теплообменные аппараты, Сущность изобретения: по соответствующим контурам осуществляют циркуляцию теплоносителя и хладагента. Циркуляцию теплоносителя при .этом осуществляют с постоянным расходом, а расход хладагента в процессе испытаний изменяют. Определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя, соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла. 2 ил; жалюзийными ребрами, стержнями и пр. при любом их взаимном расположении.

Недостатком известного способа является относительно большая энергоемкость, которая соответственно влияет на экономичность процесса.

Целью изобретения является определение оптимальных режимов работы, Цель достигается тем, что в известном способе тепловых испытаний теплообменников, в частности воздушно-водяных рекуператоров, путем циркуляции теплоносителя и хладагента по соответствующим контурам, замера расхода и температуры теплоносителя и хладагента и последующего определения передаваемого количества тепла, отличающемся тем, что, с целью определения оптимальных режимов работы, циркуляцию теплоносителя осуществляют с постоянным расходом. расход

1778486 хладагента в процессе испытаний изменяют и определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя,.соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла.

На фиг.1 показана схема установки для осуществления способа.

Установка состоит из воздушного вентилятора 1, связанного с воздушной трубой

2, в которой помещен испытываемый теплообменник 3. Для определения расхода воды имеются диафрагма 4 и дифманометр 5.

Расходный. бак 6 с теплоносителем, снабженный насосом 7 и паронагревателем 8, трубопроводом 9 соединен с теплообменником 3.

П р им е р. Испытываемый теплообменник 3 помещали в аэродинамическую трубу

2, Через водяную полость теплообменника насосом 7 прокачивали постоянный расход теплоносителя (воды) — V oq=const. Охлаждающий атмосферный воздух вентилятором

1 подавали в трубу 2 и продували через воздушную полость теплообмен ника. Путем последовательных приближений, при

V>o =const определяли расход охлаждающего воздуха —, Ч.возд, при котором от воды отбиралось максимальное количество топливной энергии Овод "=Овозд ".

Отношение объемных "расходов теплоносителей при этом было оптимальным и имело постоянное значение для выбранной схемы движения теплоносителей, т.е. (Чвозд/Чвод)-const. Аналогично происходило определение (Чвозд/Чвод) =const. Для других расходов воды — Чвод и для других типов поверхностей теплообмена со стороны.воздуха.

Расход воды заменяли диафрагмой 4 в комплексе с дифманометром 5, а расход воздуха рассчитывали аналитически

Чвозд=Ч4воэд F 3600 м ./ч по замеренной з скорости воздуха Мозд в-узком сечении воздушной полости теплообменника.

При осуществлении способа для получения соиэмерных результатов температурный перепад на входе поддерживали постоянным, т Е Лтвход=1вод.вход =1возд.вход.-cOnSt. ТЕМПЕратуру воздуха и воды измеряли лабораторными ртутными термометрами с ценой деления 0,1 С. Скорость воздуха измеряли ручным чашечным анемометром.

Так, например, при испытании теплообменника с пластинчато-ребристой поверхностью со стерженьковым оребрением (d

=2,0 мм) при шахматном расположении стержней прокачивали через водяную полость его насосом постгянный расход воды

Чвод=25,5 м /ч=const. Затем через воздуш3 ную полость теплообменника вентилятором продували переменный расход воздуха V з

=13250-30700 м /ч для того, чтобы определить оптимальное отношение Чвозд/Чвод, которое получилось равным 1100 — 1300, при котором авозд достигало максимального значения с©3д -95-110 ккал/м ч С. Температурный перепад на входе был равен

64,2 C=const.

На фиг.2 приведены графики зависимости авозд =1 (Чвозд/Чвод), где кривые 2,1,3 относятся к теплообменнику с пластинчато5

10 ребристой поверхностью со стерженьковым оребрением (б, =2,0 мм) при шахматном расположении стержней и кривые 4, 5, 6 — с трубчатой поверхностью из гладких круглых труб (бв р -10,0 мм) npui продольном движении. воздуха. Результаты проведенных исследований представленные графиками зависимости авозд =Ччвозд/Чвой (фиг.2) позволяют сделать следующие выводы, Оптимальное значение отношения (Чвозд/Чвод)ор1 =.const. является той единст20

Формула изобретения

Способ тепловых испытаний теплооб50 менников, в частности воздушно-водяных рекуператоров, путем циркуляции теплоносителя и хладагента по соответствующим контурам, замера расхода и температуры теплоносителя и хладагента и последующе55 го определения передаваемого количества тепла, отличающийся тем, что, с целью определения оптимальных режимов работы, циркуляцию теплоносителя осуществляют с постоянным расходом, расход хладагента в процессе испытаний изменяют венной возможной точкой, которая обеспечивает работу теплообменного аппарата в экономичном режиме с максимальной тепловой эффективностью при оптимальных энергозатратах.

Наибольшей тепловой эффективностью

30 обладает стерженьково-оребренная поверхность при шахматном расположении стержней, а наименьшей — гладкотрубчвтая поверхность при продольном движении воздуха.

Перевод на компрессорной станции в

Лубнах отечественных серийных воздушноводяных теплообменных аппаратов с круглым оребрением трубных пучков и поперечным движением воздуха (АВО)

0 на экономичный режим работы с (Чвозд/Чвод)ор 1600=сопst. позволил уменьшить мощность электропровода вентилятора на 20-25 при одновременном увеличении тепловой эффективности аппаратов на 15-20 .

177848б

Фиг. I

<б а

<дал/миф ° бб и определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя, соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла.

Же б м/

V - j"

Фею/Кар (гроувам /) 6б/Уй (гра ри Z)

Чы/Мы(гр р з)

Чй у/Vga(zpaq к Ф)

Чбввв V3ое (гра у сск .г.)

Vhis/ VIE (грабари" б)