Экспериментальное исследование влияния геометрической формы локальных дисковых турбулизаторов на гидравлическое сопротивление в трубах | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №9 (113) май-1 2016 г.

Дата публикации: 20.04.2016

Статья просмотрена: 10 раз

Библиографическое описание:

Ибрагимов У. Х., Рахмонов Б. А. Экспериментальное исследование влияния геометрической формы локальных дисковых турбулизаторов на гидравлическое сопротивление в трубах // Молодой ученый. — 2016. — №9. — С. 156-158. — URL https://moluch.ru/archive/113/28486/ (дата обращения: 24.10.2018).



Проблема рационального и эффективного использования топливно-энергетических ресурсов является одной из важнейших. С ростом энергетических мощностей и объема производства все более увеличиваются габариты применяемых теплообменных аппаратов. Создание более эффективных компактных теплообменников обеспечивает значительную экономию топлива, металлов и затрат труда [1].

Весомую роль в решении этих проблем может сыграть широкое внедрение эффективных методов интенсификации теплообмена в каналах при разработке и производстве теплообменных аппаратов и устройств в машиностроение. Теплообменные аппараты и устройства — важная составная и металлоемкая часть всех двигательных и энергетических установок. Они широко применяются в теплоэнергетике, в технологических процессах химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности.

Среди теплообменных аппаратов наиболее распространены трубчатые теплообменные аппараты. В масштабах страны на них расходуется огромное количество легированных и цветных металлов.

Опыт создания и эксплуатация различных тепломассообменных устройств показал, что разработанные в цикле исследований методы интенсификации теплообмена в каналах обеспечивают снижение габаритов и металлоемкости (массы) этих устройств в 1,5–2 и более раз, а также существенно уменьшается засоряемость и солеотложения в их каналах. Это 2–3 раза снижает затраты и трудоемкость эксплуатации, увеличивает ресурс и надежность. Предлагаемые методы интенсификации технологичны в производстве и при сборке теплообменных аппаратов и удобны в эксплуатации.

Таким образом, интенсификация теплообмена наиболее перспективный путь решения проблемы уменьшения массы и габаритов теплообменных аппаратов.

Новизна данной работы заключается в экспериментальном исследовании влияния геометрической формы локальных дисковых турбулизаторов на гидравлическое сопротивление в трубах.

Схема измерений.

При проведении экспериментов измеряются: расход воды на входе в трубку, давление воды на входе и выходе из трубы. Коэффициент гидравлического сопротивления в трубе вычисляется по определенной в ходе эксперимента потере напора и известной относительной шероховатости трубки.

Значения основных параметров при экспериментальных исследованиях:

– расход воды, G=25600 кг/час;

– температура входа теплоносителя, ;

– внутренний диаметр теплообменных трубок, dв=0,016 м;

– относительная шероховатость трубок, =0,1 мм.

Рис. 1. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локального дискового турбулизатора при d=8 мм и b=2 мм: 1-гладкая металлическая трубка без локальных турбулизаторов; 2-шаг 40 мм; 3-шаг 60 мм; 4-шаг 80 мм; 5-шаг 100 мм

Рис. 2. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локального дискового турбулизатора при d=8 мм и b=4 мм: 1-гладкая металлическая трубка без локальных турбулизаторов; 2-шаг 40 мм; 3-шаг 60 мм; 4-шаг 80 мм; 5-шаг 100 мм.

Рис. 3. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локального дискового турбулизатора при d=8 мм и b=6 мм: 1-гладкая металлическая трубка без локальных турбулизаторов; 2-шаг 40 мм; 3-шаг 60 мм; 4-шаг 80 мм; 5-шаг 100 мм

Рис. 4. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локального дискового турбулизатора при d=8 мм и b=8 мм: 1-гладкая металлическая трубка без локальных турбулизаторов; 2-шаг 40 мм; 3-шаг 60 мм; 4-шаг 80 мм; 5-шаг 100 мм.

Геометрические параметры локального дискового турбулизатора:

– диаметр диска, d=812 мм;

– ширина диска, b=210 мм;

– шаг турбулизатора, s=40100 мм.

Для проведения исследований разработана экспериментальная установка на кафедры «Теплоэнергетика» (КарИЭИ) [2]. По результатам проведенных экспериментов сформированы таблицы экспериментальных данных и построены графики гидравлического сопротивления и числа Рейнольдса по длине трубки с локальными дисковыми турбулизаторами. Экспериментальные результаты получены на основе экспериментальных исследований, справедливы в пределах 1000Re10000. Характерный вид полученных зависимостей представлен на рис. 1–5.

Рис. 5. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локального дискового турбулизатора при d=8 мм и b=10 мм: 1-гладкая металлическая трубка без локальных турбулизаторов; 2-шаг 40 мм; 3-шаг 60 мм; 4-шаг 80 мм; 5-шаг 100 мм

Литература:

  1. Кузма-Китча, Ю. А. Методы интенсификации теплообмена. М.: Изд-во МЭИ, 2001, 112 с.
  2. Ибрагимов У. Х., Бабаходжаев Р. П., Узаков Г. Н., Шомуратова С. М. «Экспериментальная установка для исследования процессов гидродинамики и теплообмена в трубках теплообменника». М.: Журнал Молодой учёный, № 3(50), 2013 г. стр. 58–60.
Основные термины (генерируются автоматически): гидравлическое сопротивление, изменение коэффициента, аппарат, расход воды, шаг.


Похожие статьи

Исследование гидравлического сопротивления внутри труб...

– состав теплоносителя — чистая очищенная вода; – расход воды, G=15210 кг/час; – температура входа теплоносителя

Рис. 1. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локальных турбулизаторов (турбулизатор...

Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях...

При гидравлическом расчете тепловых сетей возникает необходимость в задании коэффициента α, учитывающего долю потерь давления в местных сопротивлениях [1,2]. В

где z — коэффициент, принимаемый для водяных сетей 0,01; G — расход воды, т/ч.

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

После полного открытия вентиля расход воды в трубопроводе оказался равным 20 л/с

Так как , то область сопротивления доквадратичная и для расчета коэффициента гидравлического трения следует использовать формулу Альтшуля (6). В итоге расчетов получаем .

Гидравлический расчет теплообменных аппаратов с локальными...

Б. Холодный теплоноситель: а) состав — вода; б) начальная температура — ; в) конечная температура — .

Применение локальных турбулизаторов в трубках теплообменного аппарата повышает гидравлическое сопротивление (из-за повышения внутренних местных...

Способы повышения энергоэффективности магистрального...

Такие расчеты точно определяют гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов.

Так же снижению расхода энергии на перекачку нефтепродуктов способствует создание благоприятной гидравлической обстановки в трубе...

Методы измерения скорости потока в скважинной геофизике

– расходомеры с гидравлическим сопротивлением

Беспакерные расходомеры применяют для исследований высокодебитных скважин, а также нагнетательных скважин при сравнительно больших расходах воды.

Определение расхода воздуха, проходящего через...

Если теперь принять, что через местное сопротивление проходит вода плотностью r=1000

Будем рассматривать параметр как коэффициент сопротивления устройства данного

В заключение отметим, что формулы (5) — (7), (9) справедливы в области изменения...

Алгоритм расчета питательного насоса | Статья в журнале...

Доля расхода питательной воды при отключении одного насоса: . После определения исходных данных, приступаем к расчету требуемых характеристик.

Коэффициенты гидравлического сопротивления питательной системы

Обобщение опытных данных по гидравлическому...

Критериями оптимального выбора формы элементов являются, число Рейнольдса и коэффициент гидравлического сопротивления канала аппарата ξ. Отсюда следует, что необходимо стремиться получить хорошую турбулизацию потока воды с наименьшим...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование гидравлического сопротивления внутри труб...

– состав теплоносителя — чистая очищенная вода; – расход воды, G=15210 кг/час; – температура входа теплоносителя

Рис. 1. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления при различных шагах локальных турбулизаторов (турбулизатор...

Определение коэффициентов местных потерь в тепловых сетях...

При гидравлическом расчете тепловых сетей возникает необходимость в задании коэффициента α, учитывающего долю потерь давления в местных сопротивлениях [1,2]. В

где z — коэффициент, принимаемый для водяных сетей 0,01; G — расход воды, т/ч.

Алгоритм расчета короткого напорного трубовода средствами MS...

После полного открытия вентиля расход воды в трубопроводе оказался равным 20 л/с

Так как , то область сопротивления доквадратичная и для расчета коэффициента гидравлического трения следует использовать формулу Альтшуля (6). В итоге расчетов получаем .

Гидравлический расчет теплообменных аппаратов с локальными...

Б. Холодный теплоноситель: а) состав — вода; б) начальная температура — ; в) конечная температура — .

Применение локальных турбулизаторов в трубках теплообменного аппарата повышает гидравлическое сопротивление (из-за повышения внутренних местных...

Способы повышения энергоэффективности магистрального...

Такие расчеты точно определяют гидравлическое сопротивление трубопроводов, обвязок насосов, компрессоров и аппаратов.

Так же снижению расхода энергии на перекачку нефтепродуктов способствует создание благоприятной гидравлической обстановки в трубе...

Методы измерения скорости потока в скважинной геофизике

– расходомеры с гидравлическим сопротивлением

Беспакерные расходомеры применяют для исследований высокодебитных скважин, а также нагнетательных скважин при сравнительно больших расходах воды.

Определение расхода воздуха, проходящего через...

Если теперь принять, что через местное сопротивление проходит вода плотностью r=1000

Будем рассматривать параметр как коэффициент сопротивления устройства данного

В заключение отметим, что формулы (5) — (7), (9) справедливы в области изменения...

Алгоритм расчета питательного насоса | Статья в журнале...

Доля расхода питательной воды при отключении одного насоса: . После определения исходных данных, приступаем к расчету требуемых характеристик.

Коэффициенты гидравлического сопротивления питательной системы

Обобщение опытных данных по гидравлическому...

Критериями оптимального выбора формы элементов являются, число Рейнольдса и коэффициент гидравлического сопротивления канала аппарата ξ. Отсюда следует, что необходимо стремиться получить хорошую турбулизацию потока воды с наименьшим...

Задать вопрос