Принципы теплообменного оборудования. Пластинчато-ребристые теплообменники, страница 9

Рис 12. ( по архарову рис. 4.27. стр 326)

Эквивалентный диаметр, м, каналов поверхности

где F — площадь свободного поперечного сечения канала; П —

суммарный периметр всех ребер, попавших в поперечное сечение

Компактность, м2/м3 по свободному объему

Здесь S и S — компактности поверхностей ребер и пластин соответственно:

Площадь свободного сечения канала Fсв, м2, по которой определяют скорость потока w, вычисляют по формуле

где L — ширина канала или секции (см. рис.8, д); n — число каналов в одном пакете для рассматриваемого потока; z — числом параллельно соединенных пакетов.

Рис. 13 (По Архарову рис.4.28, стр. 327)

Степень стеснения g – доля площади сечения канала, занятая пластинами и ребрами. Например, для каналов с прямоугольными ребрами

Для повышения эффективности пластинчато-ребристых поверхностей (уменьшения габаритов аппарата) увеличивают компактность поверхностей и создают поверхности с наиболее благоприятными теплообменными и гидродинамическими характеристиками посредством рациональной турбулизации потока.

В табл. 3 приведены геометрические характеристики ряда высококомпактных поверхностей, по типу близких к поверхности с короткими прерывистыми ребрами или к так называемым рассеченным поверхностям (см. рис. 9, в, г).

3. Геометрические параметры высококомпактных поверхностей

Наибольшую эффективность имеют поверхности с короткими ребрами, что обусловлено рациональной турбулизацией потока, омывающего ребра этих поверхностей. Поскольку короткие ребра смещены одно относительно другого (см. рис. 9, в и г), возникает дополнительное возмущение – турбулизация потока в пристенной пограничной области. В результате турбулентное перемешивание потока в этой области усиливается, а термическое сопротивление, пограничного слоя уменьшается, так как уменьшается толщина ламинарного подслоя. Дополнительная турбулизация потока вблизи стенки (поверхности ребер), а не в ядре потока, приводит к улучшению теплопередающих характеристик поверхностей при умеренном :росте гидравлических сопротивлений. Следует отметить, что у поверхностей с прямоугольным сечением каналов (см. рис. 9, в) интенсификация конвективного теплообмена развивается более благоприятно, чем у поверхностей с треугольным сечением (см. рис 9, а), так как в зонах острых углов дольше сохраняется ламинарный режим. Таким образом, скругленные углы каналов еще более; рациональны.