Введение к работе
/
Актуальность темы. В последние годы заметно повысился интерес исследователей к изучению внешних и внутренних свободноконвективных течений на вертикальных поверхностях и в вертикальных плоских каналах.
Известно, что свободноконвективное течение характеризуется небольшими значениями коэффициентов теплоотдачи, поэтому широкое использование свободноконвективных течений в технике связано в основном с применением интенсификаторов теплоотдачи. Количество движения при свободной конвекции ограничено и определяется только подъемной силой P/At„ . Вследствие этого, при свободной конвекции целесообразно использовать поверхностные способы интенсификации теплоотдачи, характеризующиеся малым гидравлическим сопротивлением.
Дискретно установленные выступы на нагреваемой поверхности - это один из способов интенсификации теплообмена в условиях свободной конвекции. В работе Т. Фуджи и М. Такеши экспериментально изучено влияние дискретной шероховатости поверхности вертикального цилиндра в виде повторяющихся ребер, случайно расположенных выступов и часто расположенных пирамид на теплоотдачу при свободной конвекции воды и машинного масла и было установлено, что дискретная шероховатость поверхности оказывает небольшое влияние на местный коэффициент теплоотдачи при турбулентном режиме течения теплоносителя. В работе А. Берглса экспериментально исследована местная теплоотдача на микроскопично шероховатой поверхности в виде повторяющихся ребер и уступов при свободной конвекции воздуха в неограниченном объеме и было найдено, что в целом шероховатые поверхности интенсифицируют теплоотдачу, и максимальное увеличение среднего коэффициента теплоотдачи составило 23,2 % при отношении шага к высоте выступов Т/Н = 16. В работе ОГ. Мартыненко представлены результаты исследования течения и теплообмена на вертикальной поверхности при наличии одного, двух и трех выступов и получена оптимальная взаимосвязь между уровнем интенсификации теплоотдачи и геометрией поверхности - высотой Н и расстоянием S между выступами. Установлено, что для рассматриваемых в работе условий оптимальное соотношение S/H равно 1...3.
В целом же работ по исследованию течения и теплообмена на вертикальных дискретно шероховатых поверхностях и в вертикальных дискретно шероховатых каналах очень мало, а часто их выводы противоречивы. Таким образом необходимы более обширные и систематические исследования с целью получения информации о режимах течения и расчетных зависимостях для определения коэффициентов теплоотдачи на вертикальных поверхностях и в вертикальных плоских каналах в условиях свободной конвекции.
Цель работы - исследование процессов течения и теплообмена на вертикальных поверхностях и в вертикальных плоских каналах с интенсификаторами при свободной ламинарной конвеШ^^ад^ц^^ц д щиfl»
Конкретными задачами исследования являлись: I БИБЛИОТЕКА
1. Определение режимов течения на вертикальных поверхностях и в
вертикальных плоских каналах с различными интенсификаторами
теплообмена и влияние на режимы течения конструктивных параметров
вертикальных пластины и канала.
2. Исследование возможности интенсификации теплообмена на
вертикальных поверхностях и в вертикальных плоских каналах при
свободной конвекции с помощью дискретной шероховатости в виде
поперечных выступов при ламинарном режиме течения.
Изучение механизмов интенсификации теплоотдачи на вертикальных дискретно шероховатых поверхностях и в вертикальных плоских дискретно шероховатых каналах при свободной ламинарной конвекции газа.
Исследование местной и средней теплоотдачи на интенсифицированных вертикальных поверхностях и в вертикальных плоских каналах с интенсификаторами при свободной конвекции газа. Определение влияния на местную и среднюю теплоотдачу режимных и конструктивных параметров выступов и его обобщенное представление.
5. Математическое описание процессов переноса при свободной
конвекции на вертикальных дискретно шероховатых поверхностях и в
вертикальных плоских дискретно шероховатых каналах. Апробация
математической модели.
Научная новизна:
Разработан экспериментальный, стенд для исследования течения и теплоотдачи на вертикальных поверхностях и в открытых вертикальных плоских каналах с дискретными поперечными выступами.
Получены обобщающие зависимости для расчета местных и средних коэффициентов теплоотдачи при свободноконвективном течении теплоносителя на вертикальных поверхностях и в открытых вертикальных плоских каналах с дискретными поперечными выступами.
Предложена и апробирована математическая модель расчета течения и теплоотдачи при обтекании выступов в дискретно шероховатых каналах ламинарным потоком.
Практическая ценность и реализация: Основные результаты работы могут быть использованы, например, при проектировании отопительных приборов, радиоэлектронного и электротехнического оборудования и ядерных реакторов с пассивным охлаждением.
Личный вклад автора в работу: автором разработан экспериментальный стенд, проведены эксперименты, расчеты, обработаны и проанализированы полученные данные, выполнено обобщение полученных результатов, разработана физическая модель.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Структур» и объем работы: работа состоит из введения, трех глав и списка использованных источников. Работа изложена на 138 страницах маши-, нопиенетхгтеюяа.'гожржит 55 рисунков, 4 таблицы. Список использованных | йс^гоч^|щшЙ1кдае 10в наименований.
