RU2511859C1 - Heat exchanger pipe - Google Patents

Heat exchanger pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2511859C1
RU2511859C1 RU2013100303/06A RU2013100303A RU2511859C1 RU 2511859 C1 RU2511859 C1 RU 2511859C1 RU 2013100303/06 A RU2013100303/06 A RU 2013100303/06A RU 2013100303 A RU2013100303 A RU 2013100303A RU 2511859 C1 RU2511859 C1 RU 2511859C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
heat transfer
heat exchanger
length
flow
Prior art date
Application number
RU2013100303/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Владимирович Олимпиев
Бабек Гаджибек оглы Мирзоев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ")
Priority to RU2013100303/06A priority Critical patent/RU2511859C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2511859C1 publication Critical patent/RU2511859C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: in a heat exchanger pipe, smooth pipe sections and ledges form a channel, where ledges feature additional heat exchanger intensifier in the form of discreet slots perpendicular to flow, and the channel matches geometry relations: l2=(90-100)h; l1=(90-100)h; l'/l1=0.05; h/D=0.03, where l2 is slot length, mm; l1 is ledge length, mm; l' is length of ledge section between shallow slots, mm; h is ledge height, mm; D is inner diameter of heat exchanger pipe, mm.
EFFECT: enhanced power efficiency due to reduced flow friction.
4 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на транспорте, в химической технологии и других отраслях техники.The present invention relates to the field of energy and can be used in transport, in chemical technology and other industries.

Известна теплообменная труба [Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Абдрахманов А.Р. Расчет турбулентной теплоотдачи и сопротивления в каналах с поперечными кольцевыми канавками. // Изв. вузов. Авиационная техника. 1997. №3. С.56-68], канал которой выполнен с узкими кольцевыми канавками на внутренней поверхности трубы (канал «1»). В этом канале взаимодействие потока и стенки и существо механизма ИТО (интенсификации теплообмена) полностью определяется теплообменом и трением в пристенных внутренних пограничных слоях (ВПС) 1 и 2, турбулизацию которых обеспечивает рециркуляционная зона (РЗ). Совершенство механизма ИТО заключается в том, что в канале РЗ размещена в канавке, что позволяет сократить размеры РЗ. Опыты с кольцевыми канавками проведены только для наружной поверхности труб в межтрубном потоке теплообменного аппарата (ТА), в ограниченном диапазоне характеристических параметров - t ¯ 20

Figure 00000001
; Re=3·103-2·104, где t ¯ = t / h
Figure 00000002
- относительный шаг выступов, Re - число Рейнольдса.Known heat exchange pipe [Gortyshov Yu.F., Olimpiev V.V., Abdrakhmanov A.R. Calculation of turbulent heat transfer and resistance in channels with transverse annular grooves. // Izv. universities. Aircraft technology. 1997. No3. S.56-68], the channel of which is made with narrow annular grooves on the inner surface of the pipe (channel "1"). In this channel, the interaction of the flow and the wall and the essence of the mechanism of heat transfer (heat transfer intensification) is completely determined by heat transfer and friction in the wall inner boundary layers (IPN) 1 and 2, the turbulence of which is provided by the recirculation zone (RE). The perfection of the ITO mechanism lies in the fact that the RE in the channel is located in the groove, which reduces the size of the RE. The experiments with annular grooves were carried out only for the outer surface of the pipes in the annular flow of the heat exchanger (TA), in a limited range of characteristic parameters - t ¯ twenty
Figure 00000001
; Re = 3 · 10 3 -2 · 10 4 , where t ¯ = t / h
Figure 00000002
is the relative step of the protrusions, Re is the Reynolds number.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является теплообменная труба [Леонтьев А.И., Олимпиев В.В. Влияние интенсификаторов теплообмена на теплогидравлические свойства каналов (обзор). // Теплофизика высоких температур. 2007. №6. С.925-953], канал которой выполнен с выступами и канавками (канал «2»). В канале «2» в качестве интенсификатора теплообмена (ИТ) служат узкие выступы на внутренней поверхности трубы (l<t, где l - длина канавки, t - длина типового участка канала с выступом и канавкой). Идея схемы потока следующая. После каждого выступа образуется РЗ1, на поверхности которой и далее за точкой присоединения xk≈6h, где h - высота выступа, развивается турбулентный внутренний пограничный слой - ВПС1 (толщиной δ). Под РЗ1 формируется возвратный ВПС2 (Малая Р32 не учитывается). Участок канала с шагом t - типовой (повторяющийся). Теплогидродинамическое взаимодействие потока со стенкой полностью определяется процессами переноса внутри ВПС1 и 2. Основной вклад в интенсификацию теплообмена вносят факторы повышенной теплоотдачи в зоне присоединения и малого термического сопротивления тонкого обновленного турбулизированного ВПС1 за точкой присоединения. Главное назначение отрывной рециркуляционной области течения - РЗ1 - производство дополнительной турбулентности, воздействие которой на обновленный ВПС1 стимулирует процесс теплообмена около стенки (Отрыв потока, обновление ПС и образование РЗ1 - результат действия выступа).The closest analogue to the claimed invention is a heat transfer pipe [Leontyev A.I., Olympiev V.V. The effect of heat transfer intensifiers on the thermohydraulic properties of channels (review). // Thermophysics of high temperatures. 2007. No. 6. S.925-953], the channel of which is made with protrusions and grooves (channel "2"). In channel "2", narrow protrusions on the inner surface of the pipe (l <t, where l is the length of the groove, t is the length of a typical section of the channel with the protrusion and groove) serve as heat transfer intensifier (IT). The idea of the flow scheme is as follows. After each protrusion, РЗ1 is formed, on the surface of which and further beyond the attachment point x k ≈6h, where h is the height of the protrusion, a turbulent inner boundary layer - IPN1 (thickness δ) develops. Under RP1, a returnable IPN2 is formed (Small P32 is not taken into account). The channel section with step t is typical (repeating). The thermohydrodynamic interaction of the flow with the wall is completely determined by the transfer processes inside VPS1 and 2. The main contribution to the intensification of heat transfer is made by the factors of increased heat transfer in the connection zone and low thermal resistance of the thin renewed turbulized VPS1 behind the connection point. The main purpose of the tear-off recirculation region of the flow - РЗ1 - is the production of additional turbulence, the impact of which on the renewed IPN1 stimulates the heat exchange process near the wall (Flow separation, PS renewal and the formation of РЗ1 are the result of the protrusion).

Недостатком известных теплообменных труб является высокое гидросопротивление и низкая эффективность.A disadvantage of the known heat exchange tubes is high hydraulic resistance and low efficiency.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение энергетической эффективности за счет снижения гидросопротивления.The task to which the invention is directed is to increase energy efficiency by reducing hydraulic resistance.

Технический результат достигается тем, что в теплообменной трубе, согласно заявляемому изобретению, канал образован гладкими участками трубы и выступами, при этом выступы выполнены с дополнительным интенсификатором теплообмена в виде дискретных канавок, поперечных к потоку, причем канал выполнен с геометрическими соотношениямиThe technical result is achieved by the fact that in the heat exchange pipe, according to the claimed invention, the channel is formed by smooth sections of the pipe and protrusions, while the protrusions are made with an additional heat transfer intensifier in the form of discrete grooves transverse to the stream, and the channel is made with geometric ratios

l2=(90-100)h; l1=(90-100)h; l'/l1=0,05; h/D=0.03,l 2 = (90-100) h; l 1 = (90-100) h; l '/ l 1 = 0.05; h / D = 0.03,

где Where

l2 - длина канавки, мм,l 2 - the length of the groove, mm,

l1 - длина выступа, мм,l 1 - the length of the protrusion, mm

l'- длина участка выступа между неглубокими канавками, мм,l'- the length of the section of the protrusion between the shallow grooves, mm,

h - высота выступа, мм,h is the height of the protrusion, mm

D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм.D is the inner diameter of the heat exchanger pipe, mm

Сущность изобретения поясняется чертежами и таблицей, где на фиг.1 изображен канал предлагаемой теплообменной трубы (канал «3»), на фиг.2, 3, 4, табл.1 показаны результаты расчетов эффективности (интенсивность теплоотдачи, коэффициент гидравлического сопротивления, относительный энергетический коэффициент) каналов «7», «2» и «3».The invention is illustrated by drawings and a table, in which Fig. 1 shows the channel of the proposed heat exchange pipe (channel "3"), Figs. 2, 3, 4, Table 1 show the results of calculations of efficiency (heat transfer rate, coefficient of hydraulic resistance, relative energy coefficient) of channels "7", "2" and "3".

Таким образом, для достижения технического результата предложена заявляемая конструкция теплообменной трубы, канал которой (канал «3») является последовательностью широких канавок l2=(90-100)h и широких выступов l1=(90-100)h, на выступах которого в качестве дополнительных ИТ используются дискретные поперечные к потоку канавки 4 (одна или несколько). Модель течения (и механизм ИТО) в канале «3» основывается на тонких (обновленных) внутренних пограничных слоях - ВПС1, ВПС2 и ВПС3, которые турбулизируются (под воздействием внешней турбулентности) вихревыми возмущениями от рециркуляционной зоны РЗ1, образующейся за обратным уступом при входе потока в канавку (l2), и возмущениями, возникающими на прямом уступе при натекании потока на выступ (Р32) и канавкой 4. При h/D<0.05 происходит быстрая перестройка ВПС1 и ВПС3 к состоянию «стандартного» турбулентного ПС (ТПС) на гладкой стенке [Леонтьев А.И., Олимпиев В.В. Влияние интенсификаторов теплообмена на теплогидравлические свойства каналов (обзор) // ТВТ. 2007. №6. С.925-953]. При соотношениях толщин соответствующих пограничных слоев и пристенное течение в канале можно рассматривать как течение на плоской стенке, и для расчета ВПС воспользоваться моделью пограничного слоя на пластине. Предлагаемая в данной работе модель расчета канала «3», построенная на основе представлений по ВПС, подобна тем, формирующимся при обтекании ИТ, что использовались в [Олимпиев В.В. Расчет теплообмена и гидросопротивления турбулентного потока в дискретно шероховатых каналах. //Изв. вузов. Авиационная техника. 1991. №4. С.69-72. Олимпиев В.В. Анализ результатов расчета по модели внутренних пограничных слоев теплоотдачи и сопротивления труб с поперечными кольцевыми выступами.// Изв. вузов. Авиационная техника. 1995. №3. С.103-106].Thus, to achieve a technical result, the claimed design of a heat exchange pipe is proposed, the channel of which (channel "3") is a sequence of wide grooves l 2 = (90-100) h and wide protrusions l 1 = (90-100) h, on the protrusions of which as additional IT, discrete transverse to the flow grooves 4 (one or several) are used. The flow model (and the ITT mechanism) in channel 3 is based on thin (updated) internal boundary layers - VPS1, VPS2 and VPS3, which are turbulized (under the influence of external turbulence) by vortex disturbances from the recirculation zone РЗ1 formed behind the backward step at the inlet of the flow into the groove (l 2 ), and perturbations arising on a straight ledge when the flow flows onto the protrusion (P32) and groove 4. For h / D <0.05, VPS1 and VPS3 quickly rebuild to the state of a “standard” turbulent PS (TPS) on a smooth the wall [Leontiev A.I., Olim iev VV The effect of heat transfer intensifiers on the thermohydraulic properties of channels (review) // TVT. 2007. No. 6. S.925-953]. With the thickness ratios of the corresponding boundary layers and the near-wall flow in the channel, it can be considered as a flow on a flat wall, and to calculate the IPN, use the model of the boundary layer on the plate. The channel 3 calculation model proposed in this paper, built on the basis of the UPU concepts, is similar to those formed during IT flow that were used in [V. Olimpiev Calculation of heat transfer and hydraulic resistance of a turbulent flow in discrete rough channels. // Izv. universities. Aircraft technology. 1991. No4. S.69-72. Olimpiev V.V. Analysis of the calculation results by the model of the internal boundary layers of heat transfer and resistance of pipes with transverse annular protrusions. // Izv. universities. Aircraft technology. 1995. No3. S.103-106].

Расчет канала «3» строится следующим образом. Местные коэффициенты теплоотдачи для ВПС1 на отрезке от хк до l2 вычисляются по соотношениюThe calculation of channel "3" is constructed as follows. The local heat transfer coefficients for IPN1 in the interval from x to l 2 are calculated by the ratio

Figure 00000003
Figure 00000003

где число Нуссельта Nuxx/λ; х - текущая координата; λ - коэффициент теплопроводности теплоносителя (жидкости); Rex=wx/v; w - среднерасходная скорость жидкости в канале; ν - кинематический коэффициент вязкости жидкости; Tw, Tf - температуры стенки и потока.where the Nusselt number Nu x = α x / λ; x is the current coordinate; λ is the coefficient of thermal conductivity of the coolant (liquid); Re x = wx / v; w is the average flow rate of the fluid in the channel; ν is the kinematic coefficient of viscosity of the liquid; T w , T f - wall and flow temperatures.

Затем вводится поправка αхистx, учитывающая влияние внешней турбулентности Tu на теплоотдачу в ВПС1 [Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука. 1982]Then, the correction α hist , α x is introduced, taking into account the influence of external Tu turbulence on heat transfer in IPN1 [A. Zhukauskas Convective transfer in heat exchangers. M .: Science. 1982]

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

n 1 = 3.71 10 3   T u max 1.41

Figure 00000006
, n one = 3.71 10 - 3 T u max 1.41
Figure 00000006
,

где αхист - истинное значение коэффициента местной теплоотдачи; Tu - локальное значение степени турбулентности; Tumax=10% (или 0.1) [Олимпиев В.В. Расчет теплообмена и гидросопротивления турбулентного потока в дискретно шероховатых каналах // Изв. вузов. Авиационная техника. 1991. №4. С.69-72. Олимпиев В.В. Анализ результатов расчета по модели внутренних пограничных слоев теплоотдачи и сопротивления труб с поперечными кольцевыми выступами // Изв. вузов. Авиационная техника. 1995. №3. С.103-106.], Tumax - максимальное значение Tu.where α hist is the true value of the coefficient of local heat transfer; Tu is the local value of the degree of turbulence; Tu max = 10% (or 0.1) [Olimpiev V.V. Calculation of heat transfer and hydraulic resistance of a turbulent flow in discrete rough channels // Izv. universities. Aircraft technology. 1991. No4. S.69-72. Olimpiev V.V. Analysis of the calculation results by the model of the internal boundary layers of heat transfer and resistance of pipes with transverse annular protrusions // Izv. universities. Aircraft technology. 1995. No3. S.103-106.], Tu max - the maximum value of Tu.

Местные коэффициент сопротивления и касательное напряжение τwx трения для ВПС1 рассчитываются по формуламLocal drag coefficient and shear stress τ wx of friction for IPN1 are calculated by the formulas

c f x 2 = 0.029 Re x 0.2 ;                                  ( 3 )

Figure 00000007
c f x 2 = 0.029 Re x 0.2 ; ( 3 )
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

где ρ - плотность теплоносителя.where ρ is the density of the coolant.

Расчет для ВПС3 (на отрезках l') проводится аналогично ВПС1.The calculation for IPN3 (on segments l ') is carried out similarly to IPN1.

Локальные коэффициенты теплоотдачи для ВПС2 (на длине РЗ1 - L) вычисляются с помощью универсальной функции для обратного уступа αx2xk=f(x/xk) [Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. / Под общ. ред. B.C. Авдуевского и др. М.: Машиностроение. 1992.], где рассчитывается по формуле (1) при x=xk. Трение для ВПС2 рассчитывается аналогично.The local heat transfer coefficients for WWS2 (along the length of RE1 - L) are calculated using the universal function for the backward step α x2 / α xk = f (x / x k ) [Fundamentals of heat transfer in aeronautical and space-rocket technology. / Under the total. ed. BC Avduevsky et al. M.: Mechanical Engineering. 1992.], where it is calculated by the formula (1) with x = x k . Friction for UPU2 is calculated similarly.

Осреднение местных параметров ВПС1, ВПС2 и ВПС3 позволяет получить средние значения коэффициента теплоотдачи α и касательного напряжения трения τw на участке t (и во всем канале).Averaging the local parameters VPS1, VPS2, and VPS3 allows one to obtain the average values of the heat transfer coefficient α and the tangential friction stress τ w in the region t (and in the entire channel).

Суммарные потери давления на этом участке можно рассчитать по формулеThe total pressure loss in this section can be calculated by the formula

Figure 00000009
Figure 00000009

где Δpmp=Rmp/(πD2/4) - потери давления на трение, Rmp=πDtτw - сила трения; Δpp и Δpc - местные потери давления на внезапные расширение и сужение канала при обтекании канавки l2 (определяются по [Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение. 1992]). Коэффициент сопротивления ξ на участке t (и во всем канале) рассчитывается из формулы Дарсиwhere Δp mp = R mp / (πD 2/4) - pressure losses due to friction, R mp = πDtτ w - frictional force; Δp p and Δp c are local pressure losses due to sudden expansion and narrowing of the channel when flowing around the groove l 2 (determined by [Idelchik I.E. Handbook of hydraulic resistances. M .: Mechanical Engineering. 1992]). The resistance coefficient ξ in the region t (and in the entire channel) is calculated from the Darcy formula

Figure 00000010
Figure 00000010

Расчеты проводились для тех же условий, что и в [Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Попов И.А. Эффективность промышленно перспективных интенсификаторов теплоотдачи // Изв. РАН. Энергетика. 2002. №3. С.102-118]. Относительная высота выступа была принята из рекомендованного в [Эффективные поверхности теплообмена / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, И.З. Копп, А.С. Мякочин. М.: Энергоатомиздат, 1998.] диапазона, а число Рейнольдса составляла 104-106. Были проведены многовариантные расчеты с различными сочетаниями геометрических параметров ИТ для каналов всех типов. При расчете канала «3» параметр l'/l1 изменялся в пределах 0-1.The calculations were carried out for the same conditions as in [Gortyshov Yu.F., Olimpiev VV, Popov I.A. Efficiency of industrially promising heat transfer intensifiers // Izv. RAS. Energy 2002. No3. S.102-118]. The relative height of the protrusion was adopted from that recommended in [Effective heat transfer surfaces / E.K. Kalinin, G.A. Dreitzer, I.Z. Kopp, A.S. Myakochin. M .: Energoatomizdat, 1998.] range, and the Reynolds number was 10 4 -10 6 . Multivariate calculations were carried out with various combinations of IT geometric parameters for channels of all types. When calculating the channel "3", the parameter l '/ l 1 varied within 0-1.

В качестве критерия эффективности канала и оптимального выбора размера ИТ, как и в работах [Леонтьев А.И., Олимпиев В.В. Влияние интенсификаторов теплообмена на теплогидравлические свойства каналов (обзор) //ТВТ. 2007. №6. С.925-953. Rudy M.P. et all. Developments in Enhanceed Heat Transfer Technology from a Petroleum Industry Perspective in 2012// Proceedings of the ASME 2012 Heat Transfer Conference. July 8-12, 2012, Puerto Rico.] служил относительный энергетический коэффициентAs a criterion for channel efficiency and the optimal choice of IT size, as in the works [Leontiev A.I., Olympiev V.V. The effect of heat transfer intensifiers on the thermohydraulic properties of channels (review) // TVT. 2007. No. 6. S.925-953. Rudy M.P. et all. Developments in Enhanceed Heat Transfer Technology from a Petroleum Industry Perspective in 2012 // Proceedings of the ASME 2012 Heat Transfer Conference. July 8-12, 2012, Puerto Rico.] Served as a relative energy coefficient

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где Nuгл и ξгл - число Нуссельта и коэффициент сопротивления трения для гладкого канала.where Nu hl and ξ hl are the Nusselt number and the coefficient of friction resistance for a smooth channel.

При сопоставлении вариантов для канала одного типа (при каждом значении числа Рейнольдса) показателем наиболее высокой эффективности канала и оптимальных размеров ИТ являлось максимальное значение относительного энергетического коэффициента, для которого даны все материалы расчетов.When comparing options for a channel of one type (for each Reynolds number), the indicator of the highest channel efficiency and optimal IT sizes was the maximum value of the relative energy coefficient, for which all calculation materials are given.

Некоторые результаты расчетов для всех каналов даны в табл.1 и на фиг.2-4. При детальной оценке можно отметить, что N u ¯ 3 > N u ¯ 2 > N u ¯ 1

Figure 00000012
, при этом N u ¯ 3
Figure 00000013
превышает N u ¯ 2
Figure 00000014
примерно на 28%. Относительная теплоотдача не зависит от числа Re ( N u ¯ f ( Re ) )
Figure 00000015
, т.к. характер функций Nu=f(Re") идентичный для гладкого канала и каналов «1;2;3». Модели всех каналов объективно отражают их свойства: при повышенных числах Re и h ¯ = c o n s t
Figure 00000016
нарастание сопротивления обгоняет увеличение теплоотдачи ξ ¯ > N u ¯
Figure 00000017
, табл.1.Some calculation results for all channels are given in table 1 and figure 2-4. In a detailed assessment, it can be noted that N u ¯ 3 > N u ¯ 2 > N u ¯ one
Figure 00000012
, wherein N u ¯ 3
Figure 00000013
exceeds N u ¯ 2
Figure 00000014
about 28%. The relative heat transfer is independent of the number Re ( N u ¯ f ( Re ) )
Figure 00000015
because the nature of the functions Nu = f (Re ") is identical for a smooth channel and channels"1;2; 3 ". The models of all channels objectively reflect their properties: at higher Re and h ¯ = c o n s t
Figure 00000016
the increase in resistance overtakes the increase in heat transfer ξ ¯ > N u ¯
Figure 00000017
Table 1.

Размерные коэффициенты ξ для всех каналов автомодельны относительно числа Re-ξ/(Re), - что свойственно дискретной и песчано - зернистой шероховатости Никурадзе в режиме полного проявления шероховатости. Расчеты подтвердили сделанное в настоящей работе предположение - сопротивление канала «1» оказалось несколько меньше ξ ¯ 3

Figure 00000018
, фиг.3. На всем диапазоне чисел Re сопротивление канала «3» заметно ниже величины ξ ¯ 2
Figure 00000019
(до 43%), фиг.3, что, вероятно, связано с меньшим количеством РЗ на единицу длины в канале «3». Улучшенная теплоотдача и пониженное сопротивление привели к повышенной эффективности канала «3» по сравнению с др., табл.1, фиг.4.Dimensional coefficients ξ for all channels are self-similar with respect to the number Re-ξ / (Re), which is typical of discrete and sandy-granular roughness Nikuradze in the full manifestation of roughness. The calculations confirmed the assumption made in this work - the resistance of channel “1” turned out to be slightly less ξ ¯ 3
Figure 00000018
figure 3. Over the entire range of Re numbers, the resistance of the channel “3” is noticeably lower than ξ ¯ 2
Figure 00000019
(up to 43%), figure 3, which is probably due to a smaller number of RE per unit length in the channel "3". Improved heat transfer and reduced resistance led to increased efficiency of the channel "3" in comparison with others, table 1, figure 4.

В равных условиях эффективность канала «3» выше, чем показатель проверенного практикой высокоэффективного канала «2», фиг.4.In equal conditions, the efficiency of the channel "3" is higher than the indicator of the highly effective channel "2" tested by practice, Fig.4.

Таблица 1Table 1 Эффективность и оптимальные размеры каналовEfficiency and optimal channel sizes Канал «1» (t/h=100)Channel 1 (t / h = 100) ReRe 1000010,000 250000250000 500000500,000 750000750,000 10000001,000,000 Nu/Nuгл Nu / Nu Ch 1,4061,406 1,4061,406 1,4061,406 1,4061,406 1,4061,406 ξ/ξгл ξ / ξ ch 0,9480.948 2,122.12 2,5212,521 2,792.79 2,9982,998

Figure 00000020
Figure 00000020
1.4831.483 0,6630.663 0,5580.558 0,5040.504 0,4690.469 Канал «2» (t/h=100)Channel 2 (t / h = 100) ReRe 1000010,000 250000250000 500000500,000 750000750,000 10000001,000,000 Nu/Nuгл Nu / Nu Ch 1,4141,414 1,4141,414 1,4141,414 1,4141,414 1,4141,414 ξ/ξгл ξ / ξ ch 2,0932,093 3,4653,465 3,9143,914 4,2114,211 4,444.44
Figure 00000020
Figure 00000020
0,6760.676 0,4080.408 0,3610.361 0,3360.336 0,3190.319
Канал «3»(l'/l1=0,05)Channel 3 (l '/ l 1 = 0.05) ReRe 1000010,000 250000250000 500000500,000 750000750,000 10000001,000,000 Nu/Nuгл Nu / Nu Ch 1,9531,953 1,9531,953 1,9531,953 1,9531,953 1,9531,953 ξ/ξгл ξ / ξ ch 1,941.94 2,6422,642 2,8532,853 2,992.99 3,0943,094
Figure 00000020
Figure 00000020
1,0071.007 0,7390.739 0,6850.685 0,6530.653 0,6310.631

Claims (1)

Теплообменная труба, канал которой выполнен с канавками и выступами, отличающаяся тем, что канал образован гладкими участками трубы и выступами, при этом выступы выполнены с дополнительным интенсификатором теплообмена в виде дискретных канавок, поперечных к потоку, причем канал выполнен с геометрическими соотношениями
l2=(90-100)h; l1=(90-100)h; l'/l1=0,05; h/D=0.03,
где
l2 - длина канавки, мм,
l1 - длина выступа, мм,
l' - длина участка выступа между неглубокими канавками, мм,
h - высота выступа, мм,
D - внутренний диаметр теплообменной трубы, мм.
A heat exchange pipe, the channel of which is made with grooves and protrusions, characterized in that the channel is formed by smooth sections of the pipe and protrusions, while the protrusions are made with an additional heat transfer intensifier in the form of discrete grooves transverse to the flow, the channel being made with geometric ratios
l 2 = (90-100) h; l 1 = (90-100) h; l '/ l 1 = 0.05; h / D = 0.03,
Where
l 2 - the length of the groove, mm,
l 1 - the length of the protrusion, mm
l 'is the length of the section of the protrusion between the shallow grooves, mm,
h is the height of the protrusion, mm
D is the inner diameter of the heat exchanger pipe, mm
RU2013100303/06A 2013-01-09 2013-01-09 Heat exchanger pipe RU2511859C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100303/06A RU2511859C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Heat exchanger pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013100303/06A RU2511859C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Heat exchanger pipe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2511859C1 true RU2511859C1 (en) 2014-04-10

Family

ID=50438220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013100303/06A RU2511859C1 (en) 2013-01-09 2013-01-09 Heat exchanger pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2511859C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031348C1 (en) * 1991-12-25 1995-03-20 Луганский Машиностроительный Институт Heat exchange surface
RU2078296C1 (en) * 1994-11-17 1997-04-27 Наум Моисеевич Цирельман Device for intensification of convective heat exchange
JP2006322661A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat transfer tube for heat dissipation, and radiator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2031348C1 (en) * 1991-12-25 1995-03-20 Луганский Машиностроительный Институт Heat exchange surface
RU2078296C1 (en) * 1994-11-17 1997-04-27 Наум Моисеевич Цирельман Device for intensification of convective heat exchange
JP2006322661A (en) * 2005-05-18 2006-11-30 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat transfer tube for heat dissipation, and radiator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kirsch et al. Pressure loss and heat transfer performance for additively and conventionally manufactured pin fin arrays
Pehlivan et al. Experimental study of forced convective heat transfer in a different arranged corrugated channel
Yang et al. Experimental study on convective heat transfer and flow resistance characteristics of water flow in twisted elliptical tubes
Pandey et al. An experimental investigation of exergy loss reduction in corrugated plate heat exchanger
Wang et al. Heat transfer and pressure drop in a smooth and ribbed turn region of a two-pass channel
Cui et al. Comparison of normal and distributed jet array impingement boiling of HFE-7000 on smooth and pin-fin surfaces
CN103954162A (en) Low resistance hydraulic cavitation structure with microchannel heat exchange enhancing function
EP2827089A1 (en) Heat-transfer device
Dizaji et al. Heat transfer enhancement due to air bubble injection into a horizontal double pipe heat exchanger
Shustov et al. Nanoparticle coating of a microchannel surface is an effective method for increasing the critical heat flux
Yousefi-Lafouraki et al. Laminar forced convection of a confined slot impinging jet in a converging channel
Altaie et al. Numerical investigation of heat transfer enhancement in a circular tube with rectangular opened rings
Shchelchkov Thermohydraulic characteristics of discretely rough tubes for the transitional flow regime
RU2511859C1 (en) Heat exchanger pipe
Popov et al. Thermal and hydraulic characteristics of discretely rough tubes at transient flow regimes
Cho et al. Fluid flow characteristics of vascularized channel networks
Shah Extended surface heat transfer
Ni et al. Numerical simulation of heat transfer and flow of cooling air in triangular wavy fin channels
Wang et al. Experimental study on the liquid-side characteristics of meso-channel heat exchangers in fuel cell vehicles
RU2496072C1 (en) Heat exchange pipe
Kotcioglu et al. Thermal performance and pressure drop of different pin-fin geometries
RU2508516C1 (en) Heat exchange tube
Chalaev et al. Heat transfer enhancement in a corrugated tube heat exchanger
Pranowo et al. Numerical solution of Darcy-Brinkman-Forchheimer equation for forced-convective fluid flow through porous medium using DMLPG method
Mokni et al. Mixed convection in a vertical heated channel: influence of the aspect ratio

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160110