Способ тепловых испытаний теплообменников

(51)5 БРЕТЕН ПИСАНИ нко и В ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов(56) Михеев М.А. Основы теплопередачи, иэд,третье, перераб. Госэнергоиздат. М, - Л., 1986.Нестеров В.Д., Васильев Ю.Н. Вихревые динамические теплообменники. М.: Недра, 1982, с.6-35.Осипова В;А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М,: Энергия, 1979, с.299 - 301. Изобретение относится к области теплопередачи и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где имеется потребность в теплообмене.В настоящее время для интенсификации теплопередачи в воздушно-водяных теплообменных аппаратах применяются различные способы, но ьсе они основаны на механическом воздействии на поток теплоносителя и требуют дополнительных затрат энергии.Ближайшим аналогом к предлагаемому способу тепловых испытаний теплообменников является способ, включающий любую схему циркуляции теплообменивающихся сред в теплообменных аппаратах, имеющих профилированную различными теплопередающими элементами поверхность со стороны воздуха, например ребрами,1778486 А(54) СПОСОБ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕПЛООБМЕННИКОВ(57) Использование: воздушно-водяные теплообменные аппараты, Сущность изобретения: по соответствующим контурам осуществляют циркуляцию теплоносителя и хладагента. Циркуляцию теплоносителя при этом осуществляют с постоянным расходом, а расход хладагента в процессе испытаний изменяют. Определяют соотношение обьемных расходов хладагента и теплоносителя, соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла. 2 ил; жалюзийными ребрами, стержнями и пр. при любом их взаимном расположении.Недостатком известного способа является относительно большая энергоемкость, которая соответственно влияет на экономичность процесса,Целью изобретения является определение оптимальных режимов работы,Цель достигается тем, что в известном способе тепловых испытаний теплообменников, в частности воздушно-водяных рекуперэторов, путем циркуляции теплоносителя и хладагента по соответствующим контурам, замера расхода и температуры теплоносителя и хладагента и последующего определения передаваемого количества тепла, отличающемся тем, что, с целью определения оп 1 имальных режимов работы, циркуляцию теплоносителя осуществляют с постоянным расходом, расход5 10 20 венной возможной точкой, которая обеспечивает работу теплообменного аппарата в экономичном режиме с максимальной тепловой эффективностью при оптимальных энергозатратах.Наибольшей тепловой эффективностью 30 обладает стерженьково-оребренная поверхность при шахматном расположении стержней, а наименьшей - гладкотрубчвтая поверхность при продольном движении воздуха.Перевод на компрессорной станции вЛубнах отечественных серийных воздушно- водяных теплообменных аппаратов с круглым оребрением трубных пучков и поперечным движением воздуха (АВО) 40 на экономичный режим работы с(Чвозд/Чвод)ор 1600=сопзс. позволил уменьшить мощность электропровода вентилятора на 20-25 при одновременном увеличении тепловой эффективности аппа ратов на 15-20,ностью со стерженьковым оребрением (б. хладагента в процессе испытаний изменяюти определяют соотношение объемных расходов хладагента и теплоносителя,.соответствующее максимальному количествупередаваемого тепла.На фиг,1 показана схема установки дляосуществления способа.Установка состоит из воздушного вентилятора 1, связанного с воздушной трубой2, в которой помещен испытываемый теплообменник 3, Для определения расхода воды имеются диафрагма 4 и дифманометр 5.Расходный. бак 6 с теплоносителем, снабженный насосом 7 и паронагревателем 8,трубопроводом 9 соединен с теплообменником 3.П р им е р. Испытываемый теплообменник 3 помещали в аэродинамическую трубу2, Через водяную полость теплообменниканасосом 7 прокачивали постоянный расходтеплоносителя (воды) - Чвод=сопзт. Охлаждающий атмосферный воздух вентилятором1 подавали в трубу 2 и продували черезвоздушную полость теплообмен ника. Путемпоследовательных приближений, приЧвод=сопзт определяли расход охлаждающего воздуха - Ч возд, при котором от водыотбиралось максимальное количество топливной энергии Овод"=Овозд ".Отношение объемных "расходов теплоносителей при этом было оптимальным и имелопостоянное значение для выбранной схемыдвижения теплоносителей, т.е,(Чвовд/Чвод)"сопзт. Аналогично происходило определение (Чвозд/Чвод) =сопзт, Длядругих расходов воды - Чвод и для другихтипов поверхностей теплообмена со стороны,воздуха.Расход воды заменяли диафрагмой 4 вкомплексе с дифманометром 5, а расходвоздуха рассчитывали аналитическиЧвозд=ЧЧвоэд Е, 3600 м /ч по замеренной3,скорости воздуха Чйозд в -узком сечениивоздушной полости теплообменника.При осуществлении способа для получения соиэмерных результатов температурныйперепад на входе поддерживали постоянным,т е Йвход=твод.вход =1 возд,вход, сопз 1. Темпе.ратуру воздуха и воды измеряли лабораторными ртутными термометрами с ценойделения 0,1 С. Скорость воздуха измерялиручным чашечным анемометром.Так, например, при испытании теплообменника с пластинчато-ребристой поверх=2,0 мм) при шахматном расположении стержней прокачивали через водяную полость его насосом постгянный расход воды Чвод=25,5 м /ч=сопм. Затем через воздуш 3ную полость теплообменника вентилятором продували переменный расход воздуха Чз=13250-30700 м /ч для того, чтобы определить оптимальное отношение Чвовд/Чвод,которое получилось равным 1100 - 1300, при котором авозд достигало максимального значения с 4 озд -95-110 ккал/м ч С, Температурный перепад на входе был равен 64,2 С=сопзс.На фиг.2 приведены графики зависимости ав вд =1(Чвозд/Чвод), где кривые 2,1,3 относятся к теплообменнику с пластинчаторебристой поверхностью со стерженьковым оребрением (б,=2,0 мм) при шахматном расположении стержней и кривые 4, 5, 6 - с трубчатой поверхностью из гладких круглых труб (бар -10,0 мм) при продольном движении воздуха. Результаты проведенных исследований представленные графиками зависимости авозд =Ччвоъд/Чвой (фиг,2) позволяют сделать следующие выводы,Оптимальное значение отношения (Чвозд/Чвод)ор =.соевая. является той единстФормула изобретения Способ тепловых испытаний теплооб 50 менников, в частности воздушно-водяных рекуператоров, путем циркуляции теплоносителя и хладагента по соответствующим контурам, замера расхода и температуры теплоносителя и хладагента и последующе 55 го определения передаваемого количества тепла, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью определения оптимальных режимов работы, циркуляцию теплоносителя осуществляют с постоянным расходом, расход хладагента в процессе испытаний изменяют177848 б иг и определяют соотношение обьемных расходов хладагента и теплоносителя, соответствующее максимальному количеству передаваемого тепла.