ВЛИЯНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ПОПЕРЕЧНЫМИ ПЕРЕГОРОДКАМИ И ВЫСОТЫ ВЫРЕЗА ПЕРЕГОРОДКИ НА ТЕПЛОВУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

О. В. Четверткова, Р. Г. Ризванов, Р. Р. Чернятьева

Аннотация


Статья посвящена исследованию течения жидкости в межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменного аппарата (КТА) и оценке влияния геометрических параметров на теплогидравлические характеристики.

Добиться более интенсивной теплопередачи можно за счет увеличения скорости движения теплоносителя, в то же время увеличение скорости приводит к более существенному росту гидравлического сопротивления, что снижает эффективность теплопередачи и увеличивает эксплуатационные расходы. Таким образом, с энергетической точки зрения, более эффективная передача тепла осуществляется при низкой скорости движения теплоносителя.

Для передачи заданного количества тепла при меньшей скорости движения теплоносителя потребуется большая площадь теплопередачи, что приведет к увеличению стоимости теплообменного оборудования.

Таким образом, необходимо находить пути повышения тепловой эффективности теплообменного оборудования за счет выбора оптимальных соотношений геометрических параметров, обеспечивающих наибольшую эффективность теплопередачи.

Повышение эффективности теплопередачи в КТА может быть достигнуто путем сужения застойных зон, образующихся за обтекаемой перегородкой, которые являются причиной повышения гидравлического сопротивления без соответствующего увеличения коэффициента теплоотдачи.

Величина застойной зоны зависит от расстояния между перегородками и высоты свободного сегмента перегородки. Таким образом, гидравлическое сопротивление конструкции с оптимальным соотношением этих параметров будет меньше.

В статье приведены результаты исследования влияния расстояния между перегородками и высоты свободного сегмента перегородки на размер застойной зоны, образующейся за обтекаемой перегородкой, проведенные с применением методов численного моделирования. Предложена конструкция дополнительной перегородки-отбойника, способствующей сужению застойной зоны и более равномерному распределению потока по сечению в области перекрестного тока.


Ключевые слова


baffle cut;baffle spacing;CFD;efficiency;heat transfer coefficient;pressure drop;shell-and-tube heat exchanger;shell-side;гидравлическое сопротивление;кожухотрубчатый теплообменный аппарат;коэффициент теплоотдачи;межтрубное пространство;поперечная перегородка;эффективность

Полный текст:

PDF

Литература


ГОСТР 53677-2009 Нефтяная и газовая промышленность. Кожухотрубчатые теплообменники. Технические требования. М.: Стандартинформ, 2011. 34 с.

Standards of Tubular Heat Exchanger Manufacturers Association, 9th ed., TEMA, New York, 2007.

Справочник по теплообменникам: в 2-х т. / Пер. с англ. под ред. О.Г. Мартыненко [и др.]. М.: Энергоатомиздат, 1987. Т. 2. 352 с.: ил.

Четверткова О.В., Ризванов Р.Г. Влияние конструктивных зазоров на интенсивность теплообмена и гидравлическое сопротивление кожухотрубчатого теплообменного аппарата // Нефтегазовое дело. 2012. Т. 10, №3. С. 109-112. URL: http://ngdelo.ru/article/view/1806

Четверткова О.В., Ардаширова Э.А. Зависимость эффективности кожухотрубчатых теплообменных аппаратов от величины зазоров в межтрубном пространстве // Нефть и газ 2012: материалы /66 Междунар. молодежная науч. конф. М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2012. С. 72.

Верификация конечно-элементной модели кожухотрубчатого теплообменного аппарата/ О.В. Четверткова, А.В. Миронов, Р.Г. Ризванов, Р.Г. Шарафиев // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2015. №3. С. 452-465. URL: http://ogbus.ru/issues/3_2015/ogbus_3_2015_p452-465_ChetvertkovaOV_ru.pdf

Антуфьев В.И. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. М.: Энергия, 1966. 183с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2015-6-343-359

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.