ОБ ОДНОМ ПОДХОДЕ К РАСЧЕТУ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ЧЕРЕЗ СТЕНКУ ПРИ НАЛИЧИИ КОНДЕНСИРУЮЩЕГОСЯ ПАРА

  • Aleksandr I. Moshinskiy Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
  • Pavel G. Ganin Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
  • Alla V. Markova Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
  • Larisa N. Rubtsova Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
  • Vladislav V. Sorokin Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия
Ключевые слова: теплообменник, конденсация, теплообмен

Аннотация

Темой статьи является изучение работы теплообменников. Главной целью работы было усовершенствовать стандартную методику расчета типичного теплообменника на основе апробированных в инженерной практике зависимостей. Отмеченная методика излагается в учебной литературе для химиков-технологов и входит в учебный процесс подготовки инженеров. На основе практических рекомендаций, изложенных в литературе, рабочие формулы процесса берутся в приближенном виде. Далее вычисляется поправка, которая, как показывают расчеты, приводит, вместе с первоначальным приближением, к практически точному удовлетворению исходных уравнений. Это целесообразно потому, что традиционные уравнения теплопередачи имеют не очень высокую точность, которая определяется обработкой многочисленных экспериментов. Эти эксперименты достаточно грубые. Целесообразно, чтобы точность анализа соответствовала бы точности модели. Это обстоятельство и обосновывает необходимость упрощения моделей (использование различных рекомендаций, основанных на опыте эксплуатации оборудования и т.п.). В то же время желательно так упростить уравнение математической модели, чтобы было возможным вычисление поправки, т.е. уточнение решения. Под уточнением понимается все более точное удовлетворение исходным уравнениям математической модели. В этом направлении можно использовать различные варианты методов возмущений. Поиск аналитических решений усложняет то обстоятельство, что уравнения математической модели переноса энергии в теплообменнике являются нелинейными. Рассматривается трехслойная задача теплопереноса в стационарном режиме. Первый слой – это пространство теплообменника, в котором происходит фазовый переход (конденсация пара первого теплоносителя). Второй слой – это пространство теплообменника, где происходит конвективное перемещение второго теплоносителя без фазового перехода. Третий слой – разделяющая теплоносители стенка, оказывающая определённое сопротивление процессу теплопередачи. В результате анализа упрощённой модели удалось получить аналитическое решение проблемы с такой точностью, что вычисленная поправка оказалась незначительной. Т.е. поправку нецелесообразно принимать во внимание. Найденное решение удалось практически точно аппроксимировать простой аналитической зависимостью.

Литература

Vidin Yu.V., Ivanov D.I. Non-stationary heat transfer through a cylindrical wall. Vestn. Voronezh. Gos. Tekhn. Un-ta. 2012. V. 8. N 12-1б. P. 99-100 (in Russian).

Vidin Yu.V., Ivanov D.I. To the calculation of non-stationary heat transfer through a flat wall. Collection of proceedings of the III All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation "Thermophysical fundamentals of energy technologies". Tomsk: Ad. Tomsk Polytekh. Universit. 2012. P. 63-64 (in Russian).

Suleymanov T.Z. Investigation and calculation of heat transfer through a flat multilayer wall. Collection of articles of the International Scientific and Practical Conference «Scientific mechanisms for solving problems of innovation development». P. 2. Ufa: OMEGA SAYNS. 2017. P. 83-85 (in Russian).

Brunetkin O., Maksimov M., Maksimova O., Zosymchuk A. The development of the method of approx-imate solution of the non-stationary heat transfer problem through a flat wall. Vostochno-Evrop. Zhurn. Peredovykh Tekhnolog. 2017. V. 6. N 5 (90). P. 31-40 (in Russian).

Vidin Yu.V., Ivanov D.I. Analytical approximate method for calculating non-stationary heat transfer through a cylin-drical wall. Sovrem. nauka: issled., idei, result., tekhnol.. 2012. N 2 (10). P. 260-263 (in Russian).

Miroshnik T.G. Calculation of heat transfer through a flat multilayer wall. Collection of articles of the international scientific-practical conference « Scientific research and de-velopment in the era of globalization». Perm: NIC AEHTERNA. 2016. P. 135-137 (in Russian).

Gareeva D.T., Lavrov N.A., Sheremet'ev S.S. Influence of the axial heat conductivity of the heat transfer wall in a single-flow heat exchanger. Delovoiy Zhyrn. Neftegaz.RU. 2016. N 5-6. P. 86-88 (in Russian).

Borisov V.I, Berezin M.A. Processes and devices of food production. Saransk: Krasnyiy Oktyabr'. 2013. 112 p. (in Russian).

Kostyuchenkov N.V., Abdrakhmanov A.B., Orazaliev B.T. To the method of heat calculation of the heat exchanger device and the way of intensification of heat transfer. Collection of reports Kurgan state agricultural. acad. them. T.S. Maltsev "Life Safety: Problems and Solutions - 2017". Kurgan: Ad. Kurgan State Agricultural Academy. 2017. P. 257-264 (in Russian).

Loginov V.S., Ozerova I.P. Estimation of non-stationary heat transfer during film condensation of steam on a vertical wall. Izv. Tomsk. Politekhn. Un-ta. 2003. V. 306. N 6. P. 67-69 (in Russian).

Frolov V.F. Lectures on the processes and apparatuses of chemical technology. SPb.: Khimizdat. 2003. 608 p. (in Russian).

Kasatkin A.G. General processes and apparatus in chemical technology. M.: OOO TID «Aliana». 2004. 753 p. (in Russian).

Nayfe A.Kh. Perturbation methods. M.: Mir. 1984. 535 p. (in Russian).

Pavlov K.F., Romankov P.G., Noskov A.A. Examples and problems in the course of processes and apparatuses of chemical technology. M.: OOO “RusMediaKonsalt”. 2016. 610 p. (in Russian).

Moshinskiy A.I. The calculation of the heat flux during condensation of fluid on vertical cylinder. Zhurn. Prikl. Khim. 1983. V. 56. N 8. P. 1808-1811 (in Russian).

Zakharov M.K. Hydrodynamics, heat and mass transfer in moving films with passing or counter-gas flow. Vestn. MITKhT im. M.V.Lomonosova. 2010. V. 5. N 1. P. 13-16 (in Russian).

Uitteker E.T., Vatson Dzh.N. A course of modern analy-sis. P. 1. Basic operations of analysis. M.: Editorial URSS. 2015. 854 p. (in Russian).

Kurosh A.G. A course of higher algebra. SPb: Lan`. 2008. 432 p. (in Russian).

Andrianov I.V., Barantsev R.G., Manevich L.I. Asymp-totic mathematics and synergetics: the path to holistic sim-plicity. M.: Editorial URSS. 2004. 304 p. (in Russian).

Опубликован
2018-08-21
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы