ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние перегородок и их неплотностей из "Теплопередача и теплообменники" Для увеличения скорости в межтрубном пространстве часто устанавливают перегородки, которые направляют поток поперечно к трубам, как показано на рис. 3-75. [c.282] Так как в теплообменниках весьма часто применяются перегородки, то для конструктора ясный ответ на эти вопросы имеет большое значение. Однако большинство авторов не высказывается на эту тему или же отделывается общими фразами, а литература по этим вопросам очень скудна. Причины следует искать в том, что эти вопросы окончательно не разработаны, а методы расчета не единообразны. Только систематическое исследование очень многих систем трубок и перегородок в промышленных аппаратах может дать окончательные ответы. [c.282] Автор настоящей работы, применяя описанный ниже метод (с небольшими видоизменениями), проверил ряд промышленных теплообменников и полз чил удовлетворительное совпадение с практическими данными. Рассмотрим этот метод и сравним его с другими, освещенными в литературе. [c.283] Из таких элементов складывается общий свободный объем аппарата, т. е. межтрубное пространство, если не считать некоторых неправильностей, касающихся размещения трубок у стенок и на углах шестиугольников, образованных системой трубок. [c.283] Этот вид уравнения, конечно, проще, однако можно убедиться, что величина которую мы исключили, окажет некоторое содействие при других рассуждениях. [c.284] Ближайшего рассмотрения требует еще метод вписывания эквивалентного пути потока I. Простейшим было бы обозначение потока линией, проходящей через центры отверстий видимых в вертикальном сечении аппарата, а наиболее правильным — линией, проходящей через центры тяжести сечений, по которым проходит поток от поворота до поворота. На рис. 3-75 показаны два различных типа выполнения перегородок. В перегородках типа А вертикальный поток проходит через сегмент со стрелою Ь. Для упрощения такое сечение можно рассматривать приближенно, как треугольник, тогда его центр тяжести окажется на расстоянии /3 от края перегородки. [c.285] Необходимо отметить, что система В предполагает увеличение кожуха в форме двух камер — входной и выходной, облегчающих радиальное движение потока в крайних частях теплообменника. Камеры можно заменить несколькими (по крайней мере, двумя) патрубками. [c.285] Одностороннее подведение или отведение потока только через один патрубок изменит радиальный поток на однонаправленный от оси теплообменника к штуцеру и выключит, таким образом, часть поверхности нагрева из работы. Несмотря на это, у длинных теплообменников при небольших расстояниях между перегородками потеря поверхности будет настолько мала, что такая конструкция станет вполне осуществимой. [c.286] Для всех других систем, не показанных на рис. 3-75, подобный ход рассуждения дает возможность определить эквивалентную длину пути I с учетом любых размеров перегородок (причем нет надобности в точном чертеже, достаточно сделать ориентировочный эскиз от руки). [c.286] Из этих формул следует, что нужно предусматривать почти в два раза меньшие расстояния между перегородками в системе В, чтобы получить ту же длину пути, как и в системе А, и тем самым ту же расчетную скорость Омакс при остальных неизменных условиях. [c.286] Оба эти отклонения от идеальной системы вредно отражаются на теплообмене. [c.286] Точное сравнение коэффициента а для продольного и поперечного направлений потока в аппаратах с перегородками невозможно, так как продольное направление из-за одновременных изменений направления и пути будет более турбулентным, чем классический параллельный поток. [c.286] Основной причиной снижения среднего значения коэффициента а являются неплотности в перегородках двоякого рода в виде зазоров а) между перегородками и стенкой теплообменника и б) между трубками и краями отверстий в перего[ одках. [c.288] Первый тип неплотностей ведет к тому, что некоторое количество потока минует пучок трубок, протекая вдоль стенки аппарата. Шорт [75] и Тинкер [131] специально исследовали влияние этих зазоров для сегментных перегородок в пределах ширины одностороннего зазора от 0,38 до 3,24 мм в теплообменниках 0 152—265 мм при протекании жидкости и доказали, что увеличение зазоров в указанных пределах может снизить среднее значение коэффициента максимально на 20%. [c.288] Вследствие неплотностей второго типа, т. е. зазоров вокруг трубок, поток соприкасается с трубками, но теряет свою скорость в поперечном направлении к трубкам. Рассмотрим этот вопрос по типам перегородок (сегментные и концентрические). [c.288] Чилтон и Дрью, основываясь на численных результатах метода Баумана, предлагают пользоваться уравнениями Кольборна (3-191) и (3-192) с поправочным множителем е = 0,6, причем массовая расчетная скорость Од определяется по уравнению (3-216). [c.289] Точность этого соотношения должна составлять 25%. [c.289] Если исключить область высоких значений tjd (как мало интересную в промышленной практике) и рассмотреть область tjd от 1,25 до 1,5 (чаще всего применяющееся отношение), то можно прийти к заключению, что поправка s находится в пределах 0,46- 0,775. [c.290] На рис. 3-78 показано, с какой точностью кривые иллюстрируют зависимость е = ср (х). [c.290] Сделаем некоторые выводы. [c.290] Вернуться к основной статье