Интенсификация теплообмена при конденсации на микро- и наномасштабах, страница 7

Рис. 114. А)Трубка с облунением из теплообменника ПВ114; Б)Трубка с облунением и накаткой из теплообменника ВВП168.

На рисунке 114 представлены образцы труб, которые были использованы в  теплообменниках ПВ114 и ВВП168. Патент на изобретение трубы с облунением и накаткой принадлежит В.К. Белякову и Ю.А. Кузма-Кичте. Номер патента: 2221976 от 20.01.2004 г.

Рис. 115. Отношение коэффициентов теплопередачи гладких труб и труб с интенсификацией  теплообмена к расходу.

На рисунке 115 показаны данные для двух теплообменников с интенсифицированными трубами. Установлено, что коэффициент теплопередачи для трубы с комбинированным методом интенсификации выше, чем для трубы только с облунением.

Беляков патент, испытания

. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В ИСПАРИТЕЛЯХ КИПЯЩЕГО ТИПА

Для переработки сточных вод и создания безотходных экологически чистых технологий водоподготовок используются установки термического обессоливания. Исследования, проведенные на промышленном оборудовании, показали что в испарителях кипящего типа при перепадах температур на греющей секции более 10°С коэффициент теплопередачи может существенно понизиться вследствие возникновения участков с ухудшенной теплоотдачей на выходе труб. Понижение коэффициента теплопередачи приводит к уменьшению производительности и экономичности испарительной установки. Это обусловливает важность разработки испарителей повышенной производительности  и методов интенсификации теплоотдачи в них. Для этого необходимо повышать не только теплоотдачу при кипении, но и паросодержание, при котором начинается переход в область ухудшенного теплообмена.

Названные проблемы можно частично решить, используя двухзонное испарение (рис. 5.3116) и оптимизируя конструкцию греющей секции аппарата [5.9]. К нижней трубной доске греющей секции приварена цилиндрическая выгородка, разделяющая греющую сек-цию на две зоны испарения: центральную с принудительной циркуляцией, образованную трубами, расположенными внутри выгородки, и периферийную зону с естественной циркуляцией, образованную трубами, расположенными между корпусом испарителя и цилиндрической выгородкой. В трубах центральной зоны греющей секции возникает область интенсивного теплообмена. Устойчивое движение пленки при этом обеспечивается большой продувкой. В результате возрастает средний коэффициент теплопередачи в аппарате.

Рис. 1167. Двухзонный испаритель кипящего типа

Рабочей средой в испарителе являются водные растворы с достаточно высокой концентрацией солей до 100 г/кг. Движение водных растворов происходит в трубах с низкими массовыми скоростями до 10 кг/(м²·с). Давление в трубах до 1,6 МПа. Исследования, проведенные в МЭИ, показали что при критическом солесодержании рабочей жидкости, равном примерно 5 г/кг, происходит заметное снижение граничного паросодержания [5.10]. В связи с этим проблема интенсификации теплообмена в испарителях становится  особенно  актуальна.

Анализ существующих методов интенсификации теплообмена показывает, что для условий работы испарителя теплоотдачу к кипящей жидкости можно эффективно повысить с помощью спеченных пористых покрытий, нанесенных внутри труб. Рекомендации, имеющиеся в пособии, позволяют рассчитать оптимальные характеристики пористых покрытий. При этом повысится не только теплоотдача при кипении, но и увеличится паросодержание, при котором начинается переход в область ухудшенного теплообмена.

Оценки показывают, что в испарителях кипящего типа  спеченные пористые покрытия на внутренней поверхности испарительных труб приводят к повышению коэффициента теплопередачи на 30% (рис(рис.117). 5.4).

Рис. 1178. Коэффициенты теплопередачи в испарителях кипящего типа различной конструкции. Р _вт = 1,6 МПа :

1¾ испаритель типа “И”; 2 ¾ двухзонный испаритель с технически гладкими трубами; 3 ¾ двухзонный испаритель, имеющий в первой зоне трубы с пористым покрытием