Создание теплообменных аппаратов с поверхностями нагрева из труб

Создание теплообменных аппаратов с поверхностями нагрева из труб

 Одним из направлений повышения эффективности энергетического оборудования является создание теплообменных аппаратов с поверхностями нагрева из труб, выполненных в виде спиральновитых змеевиков [1, 2]. Змеевики аналогичной формы также находят применение в качестве элементов оборудования химической и нефтехимической промышленности.

Движение двухфазного потока в криволинейных трубных каналах характеризуется существованием сложных вторичных течений, которые оказывают определяющее влияние на характер и структуру потока, а также на процессы тепломассообмена. Изучение структуры и режимов течения двухфазной смеси в спиральновитых змеевиках представляется важным как для выявления гидродинамических особенностей этих течений, так и для оценки динамического воздействия рабочей среды на змеевики, что важно для оценки надежности и долговечности работы теплообменных аппаратов.

В данной работе исследование структуры опускного двухфазного потока выполнено для змеевиков со следующими геометрическими характеристиками: шаг навивки й=32 мм, 0/й=5ч-9,38 для труб 16X2 мм; А=40 мм, й/й = 5-МЗ,25 для труб 25X2,5 мм (£> — диаметр навивки, й — внутренний диаметр трубы змеевика). Двухфазный поток имитировался воздушно-водяной смесью, параметры которой изменялись в следующих пределах: давление р= = 0,1-!-1 МПа; массовая скорость рш=400-И500 кг/(м2-с); объемное расходное газосодержание |3 = 0-^1.

Экспериментальные исследования проводились на стенде, схема которого представлена на рис. 1. Для создания воздушно-водяной смеси вода из раздаточной емкости насосом подавалась в смесительную камеру; сюда же поступал сжатый компрессором воздух. Расходы воды и воздуха измерялись по перепаду давления на сужающих устройствах 3 и 6 соответственно. Пройдя участок стабилизации длиной 1,5 м, приготовленная воздушно-водяная смесь поступала в исследуемый змеевик и далее направлялась в сборный бак.