Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах
Проведены экспериментальные исследования теплообмена в зоне кипения крупногабаритного термосифона. Рассмотрена возможность интенсификации теплообмена. Получены экспериментальные данные о распределении температуры греющей стенки, температуры парожидкостной смеси, рассчитаны коэффициенты теплоотдачи п...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Промышленная теплотехника |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61262 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах / Л.Б. Кабакова, Ю.К. Гонтарев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61262 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-612622014-04-30T03:01:13Z Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах Кабакова, Л.Б. Гонтарев, Ю.К. Тепло- и массообменные процессы Проведены экспериментальные исследования теплообмена в зоне кипения крупногабаритного термосифона. Рассмотрена возможность интенсификации теплообмена. Получены экспериментальные данные о распределении температуры греющей стенки, температуры парожидкостной смеси, рассчитаны коэффициенты теплоотдачи при кипения при различных давлениях и плотностях теплового потока. Показана возможность повышения коэффициента теплоотдачи при кипении путем организации кипения в стесненных условиях. Проведено експериментальні дослідження теплообміну у зоні випару великогабаритного термосифону. Розглянуто можливість інтенсифікації теплообміну. Отримано експериментальні дані про розподіл температур стінки, що гріє, температури парорідинної суміші вздовж зони випару, розраховано коефіцієнти тепловіддачі при кипінні при різних тисках і щільностях теплового потоку. Доведено можливість підвищення коефіцієнту тепловіддачі шляхом організації кипіння у стиснутих умовах. We have performed experimental investigations of heat transfer inte boiling zone of a large-scale thermosiphon. The possibility of intensification of heat exchange was considered. As a result of this investigation, we have obtained experimental data on the temperature distributions of heating wall and the temperature of water-steam mixture alongth the evaporation zone as well as calculated the local heat transfer coefficients in boiling for different pressures and heat flux densities accounted. The possibility of increasing the heat transfer coefficient by the organization of boiling in under constrained conditions has been proved. 2007 Article Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах / Л.Б. Кабакова, Ю.К. Гонтарев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61262 536.582 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Тепло- и массообменные процессы Тепло- и массообменные процессы |
| spellingShingle |
Тепло- и массообменные процессы Тепло- и массообменные процессы Кабакова, Л.Б. Гонтарев, Ю.К. Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах Промышленная теплотехника |
| description |
Проведены экспериментальные исследования теплообмена в зоне кипения крупногабаритного термосифона. Рассмотрена возможность интенсификации теплообмена. Получены экспериментальные данные о распределении температуры греющей стенки, температуры парожидкостной смеси, рассчитаны коэффициенты теплоотдачи при кипения при различных давлениях и плотностях теплового потока. Показана возможность повышения коэффициента теплоотдачи при кипении путем организации кипения в стесненных условиях. |
| format |
Article |
| author |
Кабакова, Л.Б. Гонтарев, Ю.К. |
| author_facet |
Кабакова, Л.Б. Гонтарев, Ю.К. |
| author_sort |
Кабакова, Л.Б. |
| title |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| title_short |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| title_full |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| title_fullStr |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| title_full_unstemmed |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| title_sort |
экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Тепло- и массообменные процессы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61262 |
| citation_txt |
Экспериментальные исследования теплообмена при кипении в двухфазных замкнутых термосифонах / Л.Б. Кабакова, Ю.К. Гонтарев // Промышленная теплотехника. — 2007. — Т. 29, № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT kabakovalb éksperimentalʹnyeissledovaniâteploobmenaprikipeniivdvuhfaznyhzamknutyhtermosifonah AT gontarevûk éksperimentalʹnyeissledovaniâteploobmenaprikipeniivdvuhfaznyhzamknutyhtermosifonah |
| first_indexed |
2025-07-05T12:15:16Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:15:16Z |
| _version_ |
1836809156561993728 |
| fulltext |
Постановка проблемы и ее связь с
научно>практическими задачами
Интенсификации теплообмена при кипении в
различных теплотехнических устройствах явля;
ется актуальной задачей. Одним из перспектив;
ных способов интенсификации теплообмена яв;
ляется организация кипения в стесненных
условиях, а именно, в щелевых каналах. Процес;
сам теплообмена в щелевых каналах посвящено
достаточное количество работ. Однако, получен;
ные закономерности практически не пригодны
для оценки основных характеристик теплопере;
носа в крупногабаритных термосифонах. Во;
первых, существующие данные свидетельствуют
о противоречивом влиянии основных парамет;
ров, во;вторых, основная масса исследований
выполнена при низких давлениях, в;третьих,
граница использования предлагаемых формул со;
ответствует возможностям экспериментальных
установок, на которых они были получены. В свя;
зи с этим возникает необходимость в проведении
экспериментальных исследований процессов теп;
лообмена при кипении в стесненных условиях.
Цель исследований
Целью проведенных исследований было оп;
ределение коэффициентов теплоотдачи при ки;
пении, определение возможности интенсифици;
ровать процесс кипения в крупногабаритных
двухфазных термосифонах путем создания щеле;
вых каналов, определение влияния величины
щелевого зазора на интенсивность теплообмена.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4 29
ТЕПЛО0 И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Проведено експериментальні дослід0
ження теплообміну у зоні випару велико0
габаритного термосифону. Розглянуто
можливість інтенсифікації теплообміну.
Отримано експериментальні дані про
розподіл температур стінки, що гріє,
температури парорідинної суміші
вздовж зони випару, розраховано ко0
ефіцієнти тепловіддачі при кипінні при
різних тисках і щільностях теплового по0
току. Доведено можливість підвищення
коефіцієнту тепловіддачі шляхом ор0
ганізації кипіння у стиснутих умовах.
Проведены экспериментальные ис0
следования теплообмена в зоне кипения
крупногабаритного термосифона. Рас0
смотрена возможность интенсификации
теплообмена. Получены эксперимен0
тальные данные о распределении тем0
пературы греющей стенки, температуры
парожидкостной смеси, рассчитаны ко0
эффициенты теплоотдачи при кипения
при различных давлениях и плотностях
теплового потока. Показана возмож0
ность повышения коэффициента тепло0
отдачи при кипении путем организации
кипения в стесненных условиях.
We have performed experimental inves0
tigations of heat transfer inte boiling zone of
a large0scale thermosiphon. The possibility
of intensification of heat exchange was con0
sidered. As a result of this investigation, we
have obtained experimental data on the
temperature distributions of heating wall
and the temperature of water0steam mixture
alongth the evaporation zone as well as cal0
culated the local heat transfer coefficients in
boiling for different pressures and heat flux
densities accounted. The possibility of
increasing the heat transfer coefficient by
the organization of boiling in under con0
strained conditions has been proved.
УДК 536.582
КАБАКОВА Л.Б., ГОНТАРЕВ Ю.К.
Днепропетровский национальный университет
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ В ДВУХФАЗНЫХ
ЗАМКНУТЫХ ТЕРМОСИФОНАХ
I – сила тока;
P – давление;
qн– средняя плотность теплового потока;
S – площадь поверхности теплообмена в зоне ки;
пения;
Тs – температура насыщения;
Тср – средняя температура стенки в зоне нагрева;
U – напряжение;
α – коэффициент теплоотдачи.
Результаты исследований
Для реализации поставленных целей была со;
здана экспериментальная установка, описанная в
[1], в которой кипение воды осуществлялось в
кольцевом зазоре с внутренней областью обогре;
вам высотой 1000 мм. Щелевой зазор образовы;
вался путем установки кольцевых дефлекторов
различного диаметра как гладких, так и перфо;
рированных. Подвод теплоты к внутренней стен;
ке кольцевого канала осуществляется паром вы;
сокого давления. Плотность теплового потока
варьировалась от 10 до 50 кВт/м2, давление в тер;
мосифоне изменялось от 0,1 до 0,7 МПа. Систе;
ма измерений установки позволяла измерять
температуру теплопередающей стенки экспери;
ментального узла (12 термопар в шести сечени;
ях); температуру парожидкостной смеси вдоль
зоны кипения, подводимую электрическую и
тепловую мощность, давление в эксперимен;
тальном узле.
В результате экспериментальных исследова;
ний получены следующие характеристики: рас;
пределение температур греющей стенки, темпе;
ратура парожидкостной смеси по высоте зоны
испарения, передаваемые локальные тепловые
потоки и коэффициенты теплоотдачи при ки;
пении.
Плотность теплового потока определялась по
формуле
= I U / S. (1)
Средний коэффициент теплоотдачи определя;
ется по формуле
α = q/(Тср – Тs). (2)
Результаты экспериментальных исследований
при плотностях теплового потока 22 кВт/м2 и
44 кВт/м2 приведены на рис. 1 – 3.
Исследования кипения проводились без ин;
тенсификаторов теплообмена в так называемом
“большом объеме”, в щелевых зазорах 3, 4 и 5 мм.
Как следует из рисунков, коэффициент тепло;
отдачи при кипении в щелевых каналах выше,
чем при кипении в “большом объеме”. Так, при
плотности теплового потока 22 кВт/м2 (рис. 1) с
уменьшением величины щелевого зазора интен;
сификация теплообмена увеличивается, при ки;
пении в щели 3 мм наблюдается наибольший ко;
эффициент теплоотдачи.
При высоких тепловых потоках (44 кВт/м2) ин;
тенсифицирующее действие щели менее выраже;
но, максимальный коэффициент теплоотдачи на;
блюдается в щелевом зазоре 4 мм, уменьшение
величины щели до 3 мм приводит к уменьшению
коэффициента теплоотдачи (рис. 2). Это можно
объяснить запариванием потока в верхней части
зоны кипения и осушением теплопередающей
стенки.
Для увеличения коэффициента теплоотдачи
при кипении при высоких плотностях теплового
потока была проведена серия эксперименталь;
ных исследований кипения в щели размером
3 мм, образованной теплопередающей стенкой и
q
30 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4
ТЕПЛО0 И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 1. Сравнение коэффициентов теплоотдачи
при кипении в щелевых зазорах, плотность
теплового потока 22 кВт/м2.
Рис. 2. Сравнение коэффициентов теплоотдачи
при кипении в щелевых зазорах, плотность
теплового потока 44 кВт/м2.
перфорированными дефлекторами. В экспери;
ментах использовались три различных перфори;
рованных дефлектора с различным размером и
шагом перфораций. Наиболее эффективным ока;
зался дефлектор со следующими характеристика;
ми: размер перфораций – 5х5 мм, шаг перфора;
ций – 25 мм. Дефлекторы с большим размером
перфораций не оказывали интенсифицирующего
влияние на процессы теплообмена.
Полученные коэффициенты теплоотдачи в щели
с перфорированным дефлектором превышают ко;
эффициенты теплоотдачи при аналогичных усло;
виях при кипении в щели с гладким дефлектором.
Выводы
В результате исследований была спроектирована
и изготовлена экспериментальная установка, прове;
ден комплекс исследований кипения в термосифоне
с различными интенсификаторами теплообмена и
без них. Экспериментально получены значения ко;
эффициентов теплоотдачи при различных парамет;
рах. Доказана возможность интенсификации тепло;
обмена путем использования дефлекторов, которые
образуют щелевые каналы. Полученные данные мо;
гут быть использованы при проектировании тепло;
обменных аппаратов различного назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гонтарєв Ю.К., Кабакова Л.Б. Експери;
ментальні дослідження теплообміну у зоні випа;
ру двофазного термосифону // Проблемы высо;
котемпературной техники: Сб. научн. тр. – Д.:
Вид;во ДНУ, 2004. – С. 26;30.
Получено 03.11.2005 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2007, т. 29, № 4 31
ТЕПЛО0 И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 3. Сравнение коэффициентов теплоотдачи
при кипении в щелевых зазорах, плотность
теплового потока 44 кВ/м2, щелевой зазор 3 мм.
|