Введение к работе
Актуальность проблемы. Решение многих вопросов повышения качества выпускаемой продукции, увеличения производительности труда, улучиения санитарно-гигиенических условий труда и защиты окружающей среду связано со все более широким применением в народном хозяйстве систем кондиционирования воздуха и вентиляции (СКВ и В), предназначенных для поддержания в обслуживаемом помещении требуемых технологических или комфортных параметров воздушной среды.
Основу СКВ и В составляют аппарата для тепловлаетостной обработки воздуха, иадекность и экономичность которых во многом определяет технико-экономические показатели указанных систем.
К числу каш:, наиболее часто применяемых аппаратов, относятся адиабатные форсуночные камеры орошения центральных кондиционеров, в которых процессы тепломассообмена протекают при непосредственном контакте воздуха с распыленной жидкостью. Однако, такие аппараты довольно матерпалоомки, занимают большую площадь, требуют сравнительно высоюк затрат энергии на распыл жидкости.
Поэтому, в настоящее время, представляет интерес поиск альтернативных конструкций адиабатных камер орошения, которые были бы лишены указанных недостатков и обеспечивали тре-буемув глубину обработки воздуха. Среди многообразия конструкций особый интерес представляют собой камеры орошения на базе насадок регулярной струкгкры (НРС). Указанные насадки весьма технологичны, а камеры орошения с НРС, которые начинают широко использоваться ведущими зарубежными фирмами , позволяют получать достаточно высокую эффективность обработ-
4 ки воздуха, при сравнительно малых аэродинамических сопротивлениях, габаритных размерах и металлоемкости.
Однако, при очевидной перспективности применения адиабатных камер орошения с НРС, необходимая информация о механизмах интенсификации тешіомассобмена в косогофрированных пластинах, а также соответствующие экспериментальные данные и методики расчета аппаратов указанного типа практически отсутствует. Это определяет актуальность экспериментально-теоретических исследований камер орошения с НРС, а так&е разработку их перспективных конструкций, чему и посвящена настоящая работа.
Лисссертацконная работа выполнена в 1990-1995 годах на кафедре теплотехники Харьковского государственного политехнического университета ( ГОТУ ) в соответствии с Государственной программой экономического и социального развития Украины на 1995 г. (Государственный контракт на научно-техническую продукцию приоритетных направлений науки и техники И 4.95.162 "Разработка и внедрение, эффективного тепло-обменного оборудования стекловаренных печей с целью рационального использования топливно-энергетических и материальных ресурсов"), а также х/д темы с ХЗК "Научно-исследовательские работы по определению и внбору оптимальных конструктивных параметров увлажнителей из косогофрированных пластин" ( N Г.Р. 01934014192).
Цель работы. Изучение тешюаэродинамических характеристик НРС на базе косогофрированных пластин Френкеля и разработка перспективных конструкций адиабатных камер орошения, используемых в системах кондиционирования воздуха.
Основные задачи: физическое и математическое моделиро-
вание тепловых процессов, протекающих в НРС на базе косогоф-
рированных пластин Френкеля.
Методы исследования: использованы методы физического и математического моделирования: метод рационального планирования эксперимента, метод аналогии, метод конечных разностей.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые получены следуодие новые научные результаты, выносимые на защиту:
1. Физико-математическая модель, описывавдая гидродинамику потока при ламинарном течении несжимаемой жидкости в канале, поперечное сечение которого имеет форму равнобедренного треугольника с подвижным основанием, объясняющая механизм интенсификации процессов теплообмена в косогофри-ровзнннх пластинах Френкеля, а также методика численного исследования НРС на базе косогофрированных пластин.
2. Результаты численного исследования стуктурн потока
жидкости в рассматриваемых каналах при различных числах Рей-
нольдса и формах канала и получены данные, подтверждающие
правильность предлагаемого механизма интенсификации процес
сов тепломассообмена.
3. Теоретические зависимости степени интенсификации
процесса от длины канала, его формы и клов скрещивания при
различных числах Re.
4. Обобщенные зависимости величия чисел единиц переноса
и аэродинамического сопротивления от амплитуда и шага гофри
рования, угла скрещивания каналов и массовой скорости возду
ха и инженерная методика расчета адиабатных камер орошения
на базе НРС.
5. Принципиальное конструктивное решение орошавдего устройства, обеслепчиванцего равномерное смачивание поверхностей пластин при малых коэффициентах орошения.
Достоверность полученных результатов подтверадается хорошим согласованием расчетных данных с данными экспериментальных исследований и данными других авторов.
Теоретическая ценность работы заключается в разработке методики численного исследования процессов тепломассообмена в НРС, объяснении механизма интенсификации процессов переноса, имеющих место в этих насадках, а такке в получении обобщенных тешгааэродинамических характеристик, которые могут быть использованы при конструировании новых адиабатных камер орошения.
Практическая ценность и ипользоваша результатов работы состоит в том, что на основании теоретических и экспериментальных исследований получена база данных в виде обобщенных таплоаэродшамических характеристик пакета косогофриро-ванных пластин, и инженерной методики расчета, используемых при конструирований аппаратов с насадками регулярной структуры. Эти результаты были использованы АО НИИкондационер при разработке конструкции эффективных адиабатных увлакки-телей воздуха центральных кондиционеров.
Соответствующие рекомендации были использованы при разработке и изготовлении увлажнительного блока из косогоф-рированных пластин, установленного в системе кондиционирования воздуха одного из помещений Государственной Художественной галереи им. А.М.Грвтьякова ( вместо увлажнительных блоков фирмы "MUNTERS" ), удовлетворительно функционирующего в настоящее время.
?
Методика экспериментальных исследований НРС введена в
учебный процесс по НИРС и дипломному проектированию на кафедре теплотехники ХТПУ.
Апробация работа. Основные разделы работы докладывались на I Украинской научно-технической конференции "Проблемы инженерной экологии", Крым, п.Малый Маяк, 1992; IX школе-семинаре молодых ученых и специалистов "Современные проблемы газодинамики и теплообмена и пути повышения эффективности энергоустановок". Москва, 1993; Международной научно-технической конференции "Компьютер: наука, техника, технология, здоровье", Харьков, 1993; Мевдународной научно-технической конференции "Совершенствование энергетических и транспортных турбоустановок методами математического моделирования, вычислительного и физического экспериментов", Змиев, 1994; Международной научно-технической конференции "Проблемы ресурсо- и природосберекения в энергетике", Харьков, 1994.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы одна статья и пять тезисов докладов.
Личное участие в работе ИЗ , написанной с соавторами, определяется следувдим образом: прэдлокена физико-математическая модель течения жидкости-в каналах косогофри-ровашшх пластин и ее численная реализация, а в работах [3] и [51 автором проводились численные исследования течения в каналах пластин Френкеля и сопоставление результатов численных и физических экспериментов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературных источников из 63 наименований, 34 рисунков, 11 таблиц,
95 стр. основного текста , всего 153 стр.
