ВПЛИВ ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОРЕБРЕННЯ НА ТЕПЛОПЕРЕДАЧУ ТЕПЛООБМІННОЇ ПОВЕРХНІ

Анотація

Розглянуто теплопередачу одиночної труби з поперечним круглим оребренням під час вимушеної конвекції. Запропоновано математичну модель для визначення питомого теплового потоку від рідини до газового потоку за теплопередачі через циліндричну поверхню, оребрену круглими ребрами, з врахуванням розподілу температур по висоті пластини. Виявлено вплив геометричних розмірів круглого оребрення на тепловіддачу та питомий тепловий потік через циліндричну зовні оребрену поверхню. За результатами моделювання процесу теплопередачі в середовищі MathCАD показано, що в разі збільшення висоти ребра збільшується повний тепловий потік теплопередачі, але коефіцієнт тепловіддачі зі сторони повітря у цьому випадку зменшується,, мінімальний питомий тепловий потік спостерігається за діаметра оребрення 31…32 мм. Максимальний питомий тепловий потік через оребрену поверхню має місце для товщини ребра δ = 2 мм, водночас зменшення товщини ребра призводить до зменшення маси поверхні теплопередачі та зменшення коефіцієнта ефективності ребра. Суттєвим фактором, який впливає на ефективність круглого поперечного оребрення труби, є крок між ребрами. Збільшення кроку ребер на трубі призводить до збільшення коефіцієнта тепловіддачі зі сторони оребрення та зменшення питомого теплового потоку. Значення інтенсивності теплообміну з поверхні оребреної труби та питомий тепловий потік через трубу змінюється в 1,5…2 рази за кроку між ребрами 0,005…0,02 м. Встановлено, що оптимальним для теплообмінника буде щонайменший крок оребрення, але варто враховувати техніко-економічну доцільність сучасних промислових технологій оребрення труб алюмінієм та суттєве зростання гідравлічного опору в разі зменшення кроку ребер на трубі, що призводить до необхідності застосування нагнітальних машин більшої видатності і потужності. Отримані результати можна використовувати для оптимізації геометричних розмірів трубчатих газо-водяних теплообмінних апаратів з поперечним круглим оребренням.