ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА В ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ ЗАКРУЧЕННОГО И ТРАНЗИТНОГО ПОТОКОВ

摘要

Эффективность энергетических установок различного назначения определяется энергонапряженностью, массогабаритными характеристиками,надежностью, и ее повышение возможно путем внедрения новых технических решений, обеспечивающих рост интенсивности теплосъема на теп-лоотдающих поверхностях теплопередающих устройств (ТУ). Для увеличения интенсивности теплосъема с теплоотдающих поверхностей нередко используются взаимодействующие закрученные потоки. Интенсификация теплообмена достигается благодаря взаимодействию закрученного и транзитного потоков (шаг закрутки равен бесконечности), движущихся вдоль выпуклой теплоотдающей поверхности. В данной работе выполнена оценка эффективности ТУ с выпуклыми и вогнутыми теплоотдающими поверхностями с применением именно такой интенсификации теплообмена. В качестве базового ТУ выбран кольцевой канал. Такой выбор обусловлен тем, что элементы канала (труба - вогнутая теплоотдающая или стержень - выпуклая теплоотдающая поверхность) входят в качестве составных частей в различные теплообменные аппараты и ядерные энергетические установки. При оценке эффективности ТУ использованы известные расчетные зависимости для определения теплоотдачи и потерь давления для гладких кольцевых каналов и зависимости для расчета коэффициентов теплоотдачи на выпуклых и вогнутых теплоотдающих поверхностях кольцевых каналов с закруткой и транзитным потоком, полученные автором. Показано, что при взаимодействии закрученного и транзитного потоков в определенной области режимных и геометрических параметров на теплоотдающих поверхностях рост теплоотдачи превышает увеличение гидравлического сопротивления. Оценка эффективности ТУ на основе известных критериев показала, что метод интенсификации с использованием закрученных взаимодействующих потоков соизмерим по эффективности с другими известными методами интенсификации теплообмена.