Способ оптимизации поверхности теплообмена с дискретными турбулизаторами

 

Использование: при проектировании теплообменных аппаратов. Сущность изобретения: по способу оптиматизации поверхности теплообмена дискретными турбулизаторами поверхности теплообмена с дискретными турбулизаторами исследуют путем запыления воздушного потока, проходящего через выполненный в масштабе канал, образованный теплоотдающими поверхностями с турбулизаторами. При движении запыленного воздушного потока через камеру 1 вдоль поверхности теплообмена происходит турбулизация потока, причем если параметры поверхности являются оптимальными, то турбулизируется лишь пристенный пограничный слой, при разрушении которого вихревые структуры, образовавшиеся за турбулизаторами, прибивают пылевые частицы за турбулизаторами, что позволяет судить о наличии зон присоединения на поверхности. Пыль через трубку 3 из резервуара 6 просасывается через канал вентилятором 5. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике и предназначено для оптимизации параметров поверхности теплообмена.

Известны многочисленные способы изучения структуры потока в каналах теплообменных аппаратов, например, методом визуализации.

Основными недостатками этих методов являются их сложность, а также необходимость использования дорогостоящей специальной аппаратуры (например, высокоскоростных кинокамер, осветительных приборов и т.д.), что снижает эффективность этих методов.

Известен также способ визуализации потока теплоносителя, по которому в поток пускают специальные частицы люминесцентной краски, а затем специальной кинокамерой фиксируют траекторию их движения (например, полученный результат позволяет судить о наличии отрывных зон при исследовании поверхностей теплообмена с дискретными турбулизаторами).

Недостатком такого способа является его относительная сложность.

Задача изобретения упростить способ оптимизации поверхности теплообменника с дискретными турбулизаторами.

Поставленная задача решается за счет того, что при обдуве поверхности теплообмена используются мелкие твердые частицы, а после обдува производится визуальный осмотр упомянутой исследуемой поверхности и образовавшихся на ней отложений пылевых частиц.

Вышеперечисленные отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому патентуемое решение соответствует критерию "новизна".

Оптимизированные вышеописанным способом поверхности теплообмена с дискретными турбулизаторами, например, в виде последовательно чередующихся каналов типа диффузор-конфузор подтвердили высокую эффективность данного способа, что позволяет говорить о соответствии изобретения критерию "положительный эффект".

Реализация вышеописанного способа позволит повысить эффективность исследований поверхностей теплообмена с дискретными турбулизаторами, снизить затраты на проведение опытных исследований.

Устройство для реализации способа оптимизации поверхности теплообмена с дискретными турбулизаторами представлено на чертеже.

Через трубку 3 из резервуара 6 перед камерой 1, в которую помещен исследуемый образец поверхности теплообмена, распыляется мелкодисперсная пыль. При набегании газового потока теплоносителя, просасываемого вентилятором 5 через камеру 1 и переходник 4, на вершинах турбулизаторов 2 происходит разрушение потока (поскольку целесообразно турбулизировать не весь поток, а лишь пристенный пограничный слой, в дальнейшем речь идет о разрушении лишь пристенного пограничного слоя), причем максимальная выработка турбулентности приходится на вершины выступов (например, точки А и В).

Если поверхность является оптимальной, то предполагают, что вихревые структуры не должны затрагивать ядро потока, а лишь турбулизируют пограничный слой. Тогда часть вихревых структур присоединяется в диффузорной части канала к поверхности (точка Z_пр присоединения), а следовательно, может быть легко обнаружена при визуальном осмотре каналов после проведения исследования. Если в диффузорной части пыли не обнаружено, следовательно, разрушения пограничного слоя не происходит, а разрушается ядро потока и частички пыли уносятся.

Описанным выше способом были оптимизированы поверхности теплообмена, представляющие собой последовательное чередование каналов типа диффузор-конфузор. По результатам исследований были изготовлены и испытаны опытные образцы трубчато-пластинчатых секций радиатора с периодическим дросселированием воздушного потока.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛООБМЕНА С ДИСКРЕТНЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ путем обдува исследуемой поверхности воздушным потоком, содержащим мелкие твердые частицы, отличающийся тем, что для обдува используют пылевые частицы, а после обдува производят визуальный осмотр упомянутой исследуемой поверхности и образовавшихся на ней отложений пылевых частиц.

РИСУНКИ

Рисунок 1