Экспериментальное исследование теплообмена в плоских вертикальных каналах при прямоточном движении газожидкостного потока

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1,2001
ем, что i выше ров па-& gt-еурав-жания. данное ¦штель-
дочне-зблемы шя рас-пгское шциен-Цля макак ПО-ффици-кная та-для ин-пьность
методов
|убежной
1ЦИОННОЙ
кидр.- le Rev. -
1ищевые
блимаци-:. 52−54. аники не-
'-А.М. Ку-дн. — М. :
|узырей в ¦ М., 1964.
16ВЫХ про-!ачихин и: вая пром-
66. 015. 24. 001. 1
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ПЛОСКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ КАНАЛАХ ПРИ ПРЯМОТОЧНОМ ДВИЖЕНИИ ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА
ГЛ ЕСИПОВ, ЮГ. НЕЧАЕВ,
АД ВЕЛИКОРОДНИЙ
Кубанский государственный технологический университет
Ряд технологических процессов в различных отраслях промышленности, в частности пищевой и химической, таких как улавливание частиц сахара или молока после сушильных установок, улавливание частиц карбамида, очистка дымовых газов в энергетике, осуществляется при непосредственном контакте фаз. Эти процессы можно проводить в аппаратах в условиях прямотока, высокая эффективность которого неоднократно отмечалась [1−3].
В последнее время разработано значительное число конструкций тепломассообменных аппаратов, в которых реализован принцип прямоточного нисходящего движения фаз. Одной из таких конструкций является прямоточный тепломассообменный аппарат, контактные элементы которого выполнены в виде пакета насадки из параллельных плоских вертикальных каналов [4]. Однако процесс теплообмена в этих каналах изучен еще недостаточно.
Цель настоящего исследования — установление зависимости коэффициента теплоотдачи, а от газа к жидкости в вертикальных плоских каналах от скорости газа н’у, расхода жидкости Ь, ширины д и длины каналов /.
'- В качестве греющей среды использовали глицерин с начальной температурой 65−72°С, в качестве нагреваемой среды — воздух с начальной температурой 28--30°С. Скорость воздуха в каналах изменяли от 10 до 25 м/с, расход глицерина — от 50 до 150 л/ч.
Глицерин использовали для избежания влияния на теплообмен процесса массообмена.
На рис. 1 приведены характерные зависимости коэффициента теплоотдачи в канале при / = 0,15 м от нагрузки по газу ос = /(уу) (а: расход глицерина Ь. л/ч: 1 — 50- 2−100- 3−150) и жидкости: а = /(Ь) (б: скорость газа Ну, м/с: 1 — 10- 2- 15- 3 — 20- 4 — 25. Графики показывают, что коэффициент теплоотдачи растет пропорционально увеличению скорости газа (рис. 1, а). Это объясняется, по-видимому, генерированием в газожидкостном потоке мелкомасштабных пульсаций. Влияние расхода жидкости на, а сказывается в меньшей степени (рис. 1, б). Это объясняется, вероятно, тем, что при полном смачивании поверхности каналов увеличивается поверхность контакта фаз за счет каплеобразования. Из опытных данных следует, что сс ~ м/ ' и, а ~ /°'42.
Для исследования влияния на эффективность теплообмена геометрических размеров каналов были проведены опыты на пакетах с шириной каналов 5,10 и 15 мм длиной 60 и 150 мм. Графики зависимости, а — f (А) (рис. 2, а) при Ь= 150 л/ч и V/ = 10 м/с в каналах длиной / 0,15 (7) и 0,06 м (2) показывают, что с увеличением ширины канала эффективность теплообмена снижается (а ~ А ' ~), но в меньшей степени, чем
уменьшение поверхности каналов. Это свидетельствует о том, что наряду с теплообменом в пленке в значительной степени протекает теплообмен в каплях, образующихся при ее разрушении.
Вт
Графики зависимости, а — /(/) прии-, = 10 м/с, Д = 0,005 ми L 150 (I) и 50 л/ч (2) свидетельствуют, что эффективность теплообмена (от ~ /С, 4~) на начальных участках
выше, чем в конце каналов, когда пленка уже стабилизировалась, а движущая сила по длине канала уменьшилась.
fl~
В целом эффективность теплообмена в вертикальных плоских каналах значительно выше, чем в известных на-садочных аппаратах [5], используемых для утилизации тепла уходящих дымовых газов, а материалоемкость исследованной конструкции значительно меньше.
Учитывая, что в условиях эксперимента теплообмен изучали при контакте воздуха с нагретым глицерином, т. е, при отсутствии испарения жидкости или конденса-
ции водяных паров из воздуха, оказывающих значительное влияние на контактный теплообмен, для обобщения опытных данных приняли зависимость, аналогичную рекомендованной в [5]:
Nu = /(Rey, ReT, Pr^/, A). (1)
Опытные данные с достаточной для инженерной практики точностью описываются уравнением
Nu = 1,92−10"2 Re°'8 Re°'18 Prv°'-33(~)0−5, (2)
где Re* = wxA / -число Рейнольдса для газовой
фазы-
Re* = w, 5/v — - число Рейнольдса для жидкой фазы-
w = g Ь1! 3vx- средняя по толщине пленки § скорость жидкости-
Prv — число Прандтля для газовой фазы-
Vу, vx — соответственно коэффициенты кине -матической вязкости газа и жидкости.
ЛШЕРАТУРА
). Fajгустой B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 240 с.
2. Картина течения и гидродинамическое сопротивление в плоских прямолинейных диффузорно-конфузорных каналах / Ф. В. Василев, В. Т. Буглаев // Изв. вузов. Энергетика. — 1994. — № 11−12.- С. 66−70.
3. Закономерности массопереноса в прямоточных пленочных контактных устройствах при ректификации бинарных смесей / Н. И. Савельев и др. // Теор. основы хим. технологии. — 1983, -№ 2, -С. 254−256.
4. A.c. 1 433 485 СССР. Насадочная тепломассообменная колонна / Ю. Г, Нечаев и др. — Опубл. в Б.И. — 1988. — № 40.
5. Аронов И З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа.- Л.: Недра, 1978. — 279.с.
Кафедра промышленной теплоэнергетики
Поступила 17. 01. 01 г.
Г. М.
Север
инсгт
И:
цент]
МОЙ)
О]
личе (
рифу
Для*
феля
симо
ния.
фекг
Д
СПОС (
ста о опер мене ма. Г уста! води жите И телы
ЛЯЮ1
могс
с
ра е ля —
СТИГ-
масс цу В]

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой