Методы интенсификации процессов теплопередачи

Аналогичными выкладками можно показать, что формула (13.16) справедлива и для случая противотока. При перекрестном и смешанном токе средняя разность температур вычисляется так же, как для противотока с учетом поправки на конкретную схему движения теплоносителей:

                       (13.17)

Процедура поверочного расчета является более громоздкой, чем прямого расчета, так как отсутствие информации о конечных температурах теплоносителей не позволяет сразу точно задать значения физических параметров теплоносителей (вязкости, теплопроводности, плотности и т. д.), выбираемых обычно по их средним температурам в аппарате. Поэтому в данном случае приходится, как правило, прибегать к методу итераций.

13.3. МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Широкое применение теплообменных аппаратов в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве требует непрерывного совершенствования их конструкции. Одним из основных способов, позволяющих снизить материалоемкость, является интенсификация теплопередачи, что возможно либо за счет увеличения разности температур теплоносителей, либо повышения коэффициента теплопередачи. Первый метод часто оказывается неприемлемым по технологическим соображениям, поэтому второй метод является основным для решения этой задачи.

Коэффициент теплопередачи k в уравнении (8.43) всегда ниже меньшего из значений б₁,  б₂, л/д, поэтому для его повышения стремятся уменьшить большее из термических сопротивлений, ,так как уменьшение значений других термических сопротивлений не приведет к существенному росту k. Снизить термическое сопротивление при конвективном теплообмене можно за счет увеличения скорости движения теплоносителя, повышения степени турбулентности потока, оребрения поверхности теплообмена со стороны теплоносителя, имеющего низкий коэффициент теплообмена.

Эффективными методами интенсификации теплообмена являются:

искусственная турбулизация потока в пристенной зоне (например, за счет накатки канавок на трубах, периодического рассечения и относительного смещения ребер теплообменника, штамповки на ребрах поперечных выступов и канавок);

закрутка потока внутри витых овальных труб и поперечное обтекание пучков витых труб и стержней;

151