Введение
1. Обзор и анализ результатов научно исследовательских работ по интенсификации конвек тивного теплообмена в каналах 022
1.1. Цели, задачи и краткая классификация методов интенсификации теплообмена 024
1.2. Основные способы интенсификации конвективного теплообмена в каналах 026
1.3. Генерация управляемых отрывных течений в канале - перспективное направление интенсификации конвективного теплообмена 048
1.4. Анализ результативности и рациональности способов интенсификации конвективного теплообмена в каналах 066
1.5. Результаты дополнительной обработки данных исследований рациональной интенсификации конвективного теплообмена в каналах 085
1.6. Промежуточные выводы к разделу 1 108
2. Конструкции экспериментальных пластинчато ребристых теплообменных поверхностей и опытных теплообменников с прямоугольными каналами 110
2.1. Пластинчато-ребристые теплообменные поверхности с рассечёнными каналами 113
2.2. Пластинчато-ребристые теплообменные поверхности с источниками дискретной турбулизации на стенках каналов 123
2.3. Промежуточные выводы к разделу 2 129
3. Аэродинамические трубы и приборы для исследования тепловых и аэродинамических характеристик пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей 131
3.1. Методика проведения экспериментов 131
3.2. Аэродинамическая труба № 1 для исследования пластинчато ребристых теплообменных поверхностей с рассечёнными каналами 133
3.2.1. Воздушный контур аэродинамической трубы № 1 134
3.2.2. Водяной контур аэродинамической трубы № 1 139
3.3. Аэродинамическая труба № 2 для исследования пластинчато ребристых теплообменных поверхностей с источниками дискретной турбулизации на стенках каналов 140
3.3.1. Воздушный контур аэродинамической трубы № 2 140
3.3.2. Водяной контур аэродинамической трубы № 2 142
3.4. Методы измерения параметров при проведении испытаний теплообменных поверхностей и опытных теплообменников 143
3.4.1. Измерение расходов теплоносителей 143
3.4.1.1. Измерение расхода воздуха 143
3.4.1.2. Измерение расхода воды 145
3.4.2. Измерение температур 146
3.4.2.1. Измерение температур термопарами 146
3.4.2.2. Измерение температур термометрами сопротивления 148
3.4.3. Измерение давлений 151
3.5. Промежуточные выводы к разделу 3 152
4. Методика обработки результатов экспериментального исследования пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей с прямоугольными каналами 154
4.1. Методика обработки результатов исследования пластинчато ребристых теплообменных поверхностей с рассечёнными каналами 154
4.1.1. Расход воздуха 154
4.1.2. Плотность воздуха 155
4.1.3. Скорость воздуха 155
4.1.4. Критерий Рейнольдса 156
4.1.5. Коэффициент потерь давления воздуха 156
4.1.6. Количество теплоты (по воде) 156
4.1.7. Количество теплоты (по воздуху) 156
4.1.8. Коэффициента теплоотдачи 157
4.1.9. Коэффициенты термической эффективности работы 158
4.1.10. Критерий Нуссельта 159
4.2. Методика обработки результатов исследования пластинчато ребристых теплообменных поверхностей с источниками дискретной тур булизации на стенках каналов 159
4.2.1. Коэффициент теплопередачи 159
4.2.2. Температурный напор в теплообменнике 159
4.2.3. Коэффициент теплоотдачи к воздуху 159
4.2.4. Критерий Нуссельта со стороны воды 160
4.2.5. Коэффициенты термической эффективности работы 161
4.2.6. Критерия Нуссельта для воздушного потока 161
4.2.7. Критерий Рейнольдса для воздушного потока 161
4.2.8. Коэффициент потерь давления воздуха
4.3. Зональная аппроксимация экспериментальных зависимостей в логарифмической анаморфозе 162
4.4. Относительные теплоаэродинамические характеристики 164
4.5. Погрешности экспериментального определения критериальных теп-лоаэродинамических характеристик пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей 164
4.5.1. Пластинчато-ребристые теплообменные поверхности с рассечён
ными каналами 166
4.5.1.1. Погрешности экспериментального определения значений коэффициента сопротивления трения 166
4.5.1.2. Погрешности экспериментального определения значений критерия Рейнольдса
4.5.1.3. Погрешности экспериментального определения значений крите рия Нуссельта 169
4.5.2. Пластинчато-ребристые теплообменные поверхности с источника ми дискретной турбулизации на стенках каналов 170
4.5.2.1. Погрешности экспериментального определения значений критерия Нуссельта 170
4.5.2.2. Погрешности экспериментального определения значений коэффициента общих потерь давления воздуха 171
4.5.2.3. Погрешности экспериментального определения значений критерия Рейнольдса 172
4.6. Промежуточные выводы к разделу 4 173
5. Сравнение теплоародинамической эффективности теплообменных поверхностей, теплообменников и процесов интенсификации конвективного теплообмена в каналах теплообменных поверхностей 174
5.1. Принципы аналитического рассмотрения задачи относительного
сравнения теплоародинамической эффективности теплообменных по
верхностей, теплообменников и процессов интенсификации конвективно
го теплообмена в каналах 176
5.2. Обобщённый критерий выполнения условий сравнения 178
5.3. Частный случай задачи сравнения объёмов сердцевин теплообменников 184
5.4. Схематизации графоаналитических определений параметров сопоставляемой поверхности с интенсификацией процесса теплообмена 186
5.5. Промежуточные выводы к разделу 5 190
6. Результаты экспериментального исследования пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей с прямоугольными каналами 192
6.1. Пластинчато-ребристые теплообменные поверхности с рассечёнными каналами 192
6.1.1. Экспериментальное определение влияния изменения величины параметра рассечения каналов на изменение вида тепловых и аэродинамических характеристик 195
6.1.2. Экспериментальное определение влияния изменения величины параметра относительной толщины ребра на изменение вида тепловых и аэродинамических характеристик 213
6.1.3. Метод экспериментального определения составляющих полного перепада давления в теплообменниках с рассечёнными каналами поверх ностей теплообмена 223
6.2. Пластинчато-ребристые тештообменные поверхности с источниками дискретной турбулизации на стенках каналов 228
6.2.1. Экспериментальное определение влияния изменения величины параметра относительной длины гладкого участка канала на изменение вида тепловых и аэродинамических характеристик 234
6.2.2. Экспериментальное определение влияния изменения величины параметра степени сужения сечения канала на изменение вида тепловых и аэродинамических характеристик 246
6.3. Промежуточные выводы к разделу 6 260
7. Анализ полученных экспериментальных результатов 264
7.1. Условия реализации процесса рациональной интенсификации конвективного теплообмена в прямоугольных каналах пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей с рассечёнными каналами 265
7.2. Условия реализации процесса рациональной интенсификации конвективного теплообмена в прямоугольных каналах пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей с источниками дискретной турбулизации на стенках каналов 276
7.3. Физическая общность процесса рациональной интенсификации конвективного теплообмена обоими результативными способами в прямо 7 угольных каналах пластинчато-ребристых теплообменных поверхностей.. 292
7.4. Промежуточные выводы к разделу 7 300
8. Алгоритм расчёта и реализация обобщённого метода сравнения эффективности однотипных и разнотипных компактных теплообменников с интенсификацией конвективного теплообмена в каналах 304
8.1. Исходные данные к выполнению расчётов теплообменников 304
8.2. Расчёт параметров элементов оребрения трубчато-пластинчатых теплообменников гладкоканальных и с источниками дискретной турбулиза ции на стенках каналов теплообменной поверхности 308
8.3. Расчёт параметров элементов оребрения пластинчато-ребристой теп
лообменной поверхности с рассечёнными каналами 309
8.4. Конструктивные параметры пластинчато-ребристых теплообменников гладкоканальных и с источниками дискретной турбулентности на стенках каналов 312
8.5. Конструктивные параметры пластинчато-ребристого теплообменника
с рассечёнными каналами 313
8.6. Тепловые расчёты сопоставляемых теплообменников обоих типов с интенсификацией теплообмена в каналах 314
8.7. Определение параметров сопоставляемого теплообменника с источниками дискретной турбулизации на стенках каналов 319
8.8. Определение параметров сопоставляемого пластинчато-ребристого
теплообменника с рассечёнными каналами теплообменной поверхности 326
8.9. Промежуточные выводы к разделу 8 333
Заключение (сводные выводы по работе и рекомендация) 336
Литература
