ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОТ НАСЫЩЕННОГО ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА К ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТЕНКЕ ТЕПЛООБМЕННИКА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

Abstract

Актуальность исследования определяется необходимостью применения универсальной методики конструкторского расчета при проектировании установок глубокой утилизации тепла в системах вентиляции или отведения дымовых газов газовых котлов. Использование теплоутилизаторов значительно повышает КПД котла. Наиболее проблемной задачей является определение коэффициента теплоотдачи от парогазовой смеси к поверхности теплообмена при конденсации водяных паров, который влияет на ее площадь. Проведение экспериментальных исследований рассматриваемого процесса необходимо для совершенствования методик расчета в различных диапазонах изменения параметров парогазовой смеси. Целью настоящего исследования является получение критериального уравнения подобия для вычисления коэффициента теплоотдачи от парогазовой смеси к поверхности теплообмена при конденсации водяных паров в определенном диапазоне изменения параметров смеси. Объекты: теплообменный аппарат поверхностного типа (конденсатор), парогазовая смесь, парогенератор. Методы: энергетический баланс, конструкторский расчет теплообменного аппарата, термодинамика, теплопередача, метод подобия, метод анализа размерностей, эксперименты по теплопередаче, анализ погрешности. Результаты. Проведены экспериментальные исследования процесса теплообмена при конденсации водяных паров из газовой смеси на лабораторной установке, и выполнена обработка результатов с оценкой погрешности измерений и вычислений. На основе теории подобия получено критериальное уравнение для вычисления коэффициента теплоотдачи от паровоздушной смеси к поверхности теплообмена в определенном диапазоне изменения критериев. Отклонение вычисленных коэффициентов теплоотдачи от полученных экспериментально не превысило 13 % при разных направлениях движения потока парогазовой смеси. Критериальное уравнение может быть использовано при проектировании теплообменных аппаратов, предназначенных для утилизации теплоты.