ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА НА ТЕПЛООТДАЧУ ТЕПЛООБМЕННЫХ СЕКЦИЙ АППАРАТОВ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

УДК 621.573(047):536.24

  • Кунтыш Владимир Борисович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: egit@belstu.by

  • Сухоцкий Альберт Борисович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: alk2905@mail.ru

  • Маршалова Галина Сергеевна – кандидат технических наук, ассистент кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: galiana.sidorik@gmail.com

  • Фарафонтов Валерий Николаевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь)

Ключевые слова: температурный фактор, биметаллическая ребристая труба, поток воздуха, конвективная теплоотдача, шахматный пучок, аппарат воздушного охлаждения.

Для цитирования: Экспериментальное исследование влияния температурного фактора на теплоотдачу теплообменных секций аппаратов воздушного охлаждения природного газа / В. Б. Кунтыш [и др.] // Труды БГТУ. Сер. 1, Лесное хозяйство, природопользование и переработка возобновляемых ресурсов. - Минск : БГТУ, 2020. - № 2 (234). - С. 267-272.

Аннотация

В известных обобщенных уравнениях подобия по конвективному теплообмену поперечно обтекаемых вынужденным потоком воздуха шахматных пучков, предложенных В. Б. Кунтышем для теплового расчета аппаратов воздушного охлаждения (АВО) с секциями из биметаллических труб со спиральными алюминиевыми ребрами, Е. Н. Письменным и В. Ф. Юдиным, используемых при расчетах энергетических теплообменников из монометаллических труб с шайбовыми и спиральными стальными ребрами не отражено влияние температурного фактора на интенсивность теплоотдачи. В указанных обобщенных уравнениях подобия при внешнем поперечном обтекании газовым потоком пучков из ребристых труб физические свойства потока в числах подобия Nu и Re принимаются постоянными, не зависящими от температуры, что имеет место при изотермическом течении. В действительности процесс конвективного теплообмена между твердой стенкой и потоком является неизотермическим, вызывающим изменение физических свойств потока воздуха (газа) с переменностью температуры. Для учета влияния этого фактора вводится температурный фактор, представляющий отношение абсолютных средних температур стенки трубы и потока.

В известных публикациях влияние температурного фактора на теплообмен всесторонне теоретически и экспериментально изучено при продольном течении газового потока внутри труб и гладких кольцевых каналов, а также при внешнем поперечном отрывном обтекании гладкотрубных шахматных и коридорных пучков. Однако количество исследований по температурному фактору применительно к ребристым пучкам в потоке воздуха весьма ограниченно, при этом результаты их имеют противоречивый качественный и количественный характер. Для обеспечения надежности и достоверности теплового расчета АВО, учитывая огромные масштабы их применения в различных отраслях народного хозяйства, промышленности и науки, необходимы дальнейшие эксперименты в этом направлении. Поэтому нами выполнены опыты, учитывающие диапазон изменения температурного фактора для условий эксплуатации теплообменных секций АВО природного газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Скачать

Список литературы

  1. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения: справочник / под общ. ред. В. Б. Кунтыша, А. Н. Бессонного. СПб.: Недра, 1996. 512 с.
  2. Кунтыш В. Б., Кузнецов Н. М. Тепловой и аэродинамический расчеты оребренных теплообменников воздушного охлаждения. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 280 с.
  3. Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. М.: Атомиздат, 1979. 218 с.
  4. Юдин В. Ф. Теплообмен поперечнооребренных труб. Л.: Машиностроение, 1982. 189 с.
  5. Письменный Е. Н. Теплообмен и аэродинамика пакетов поперечно-оребренных труб. Киев: Альтерпресс, 2004. 244 с.
  6. Кутателадзе С. С., Ляховский Д. Н., Пермяков В. А. Моделирование теплоэнергетического оборудования. М; Л.: Энергия, 1986. 351 с.
  7. Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Влияние температурного фактора на теплоотдачу трубчатых поверхностей нагрева в поперечном потоке газа // Советское котлотурбостроение. 1948. № 4. С. 1−4.
  8. Кузнецов Н. В., Турилин С. И. Влияние температурных условий на теплоотдачу и сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке // Изв. ВТИ. 1952. № 11. С. 23−27.
  9. Дубровин И. В. Влияние температурного фактора на теплоотдачу // Теплоэнергетика. 1960. № 4. С. 69−74.
  10. Ильин Л. Н. Влияние температурных условий на теплоотдачу и сопротивление при течении воздуха в трубе // Советское котлотурбостроение. 1951. № 1. С. 3−7.
  11. Мигай В. К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 364 с.
  12. Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Теплопередача и аэродинамическое сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке. М; Л.: Машгиз, 1948. 207 с.
  13. Юдин В. Ф., Тохтарова Л. С. Влияние температурного фактора на теплоотдачу пучков ребристых труб // Наука и техника. 1979. № 1. С. 112−121.
  14. Экспериментальное исследование теплообмена, аэродинамического и контактного сопротивления шахматных пучков из труб со спиральными накатными ребрами аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш [и др.] // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2019. № 1. С. 14−19.
Поступила 15.03.2020