Способ тепловых испытаний теплообменников Советский патент 1992 года по МПК F28D11/00 

(Л

С

Использование: воздушно-водяные теп- лообменные 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.

Изобретение относится к области теплопередачи и может быть использовано в любойотрасли промышленности, где имеется потребность в теплообмене.

В настоящее время для интенсификации теплопередачи в воздушно-водяных теплообменных аппаратах применяются различные способы, но tee 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 теплопере- дающими элементами поверхность со сто- роны воздуха, например ребрами.

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,путемциркуляции 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 оп1-имальных режимов работы, циркуляцию теплоносителя осуществляют с постоянным расходом, расход

4

ч|

00 4 00 О

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 тепло- обменник 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 теплообменни- ком 3.

Пример. Испытываемый теплообменник 3 помещали в аэродинамическую трубу 2. Через водяную полость теплообменника насосом 7 прокачивали постоянный расход теплоносителя (воды) - . Охлаждающий атмосферный воздух вентилятором 1 подавали в трубу 2 и продували через воздушную полость теплообменника. Путем последовательных приближений, при VBoA const определяли расход охлаждающего воздуха - V возд, при котором от воды отбиралось максимальное количество топливной энергии О.водтах 0.воздтах. Отношение объемных расходов теплоноси- телей при этом было оптимальным и имело постоянное значение для выбранной схемы движения теплоносителей, т.е. 0/воэд/ /вод)соп81. Аналогично происходило определение (/Возд/ /вод) const. Для других расходов воды - /Вод и для других типов поверхностей теплообмена со стороны, воз духа.

Расход воды заменяли диафрагмой 4 в комплексе с дифманометром 5, а расход воздуха рассчитывали аналитически /Возд Л/воэд F. 3600 м3/ч по замеренной скорости воздуха возд в узком сечении воздушной полости теплообменника.

При осуществлении способа для получе- ния соизмерных результатов температурный перепад на входе поддерживали постоянным, т.е. Агвход 1оод.вход 1возд.вход.соп81. 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 (cU 2,0 мм) при шахматном расположении стержней прокачивали через водяную полость его насосом постоянный расход воды ,5 M3/4 const. Затем через воздушную полость теплообменника вентилятором

продували переменный расход воздуха 13250-30700 м3/ч для того, чтобы определить оптимальное отношение . которое получилось равным 1100-1300, при котором Овозд достигало максимального

значения оЦозд 95-110 ккал/м2 ч°С. Температурный перепад на входе был равен 64,2°C const.

На фиг.2 приведены графики зависимости оцозд f (Увозд/Увод), где кривые 2,1,3 относятся к теплообменнику с пластинчато- ребристой поверхностью со стерженьковым оребрением (djf 2.0 мм) при шахматном расположении стержней и кривые 4, 5, 6 - с трубчатой поверхностью из гладких круглых труб (dmp 10,0 мм) при продольном движении воздуха. Результаты проведенных исследований представленные графиками зависимости Овозд %возд/Увод) (фиг.2) позволяют сделать следующие выводы.

Оптимальное значение отношения (VBo3fl/VBo/Oopt const. является той единственной возможной точкой, которая обеспечивает работу теплообменного аппарата в экономичном режиме с максимальной тепловой эффективностью при оптимальных энергозатратах.

Наибольшей тепловой эффективностью обладает стерженьково-оребренная поверхность при шахматном расположении стержней, а наименьшей - гладкотрубчатая поверхность при продольном движении воздуха.

Перевод на компрессорной станции в Лубнах отечественных серийных воздушно- водяных теплообменных аппаратов с круг- лым оребрением трубных пучков и поперечным движением воздуха (АВО) на экономичный режим работы с

(VB03fl/VBo/OOpt I1600 COnSt. ПОЗВОЛИЛ

уменьшить мощность электропровода вентилятора на 20-25% при одновременном увеличении тепловой эффективности аппаратов на 15-20%.

Формула изобретения

Способ тепловых испытаний теплообменников, в частности воздушно-водяных рекуператоров, путём циркуляции теплоносителя и хладагента по соответствующим контурам, замера расхода и температуры теплоносителя и хладагента и последующего 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

и определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя, соответ- 4/Н|-

.

иал/м, С

tUO

10

во

40

ствующее максимальному количеству передаваемого тепла.