Исследование модели змеевикового теплообменного аппарата с изменяемой геометрией в широком диапазоне чисел Рейнольдса

Исследовано влияние геометрических размеров змеевикового теплообменного аппарата на характеристики течения в межтрубном пространстве. Проведен конструктивный расчет змеевикового теплообменного аппарата. Выполнено численное моделирование теплообмена для двухмерной модели такого аппарата с изменяемым диаметром навивки внутреннего змеевика. Для каждой из рассматриваемых геометрических моделей выявлены особенности течения и теплообмена при различных значениях числа Рейнольдса. Представлены поля температуры и скорости воздушного потока для различных геометрических моделей при одинаковом расходе теплоносителя. Получены тепловая и гидравлическая характеристики.

Литература

[1] Генералов М.Б. Машиностроение. Энциклопедия. Машины и аппараты химических и нефтехимических производств. Т. IV-12. Москва, Машиностроение, 2004, с. 369–376.

[2] Фролов К.В. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Санкт-Петербург, Химиздат, 2010, c. 214–250.

[3] Солонин В.И., Сатин А.А. Моделирование теплообмена в змеевиковом теплообменнике применительно к реакторной установке «УНИТЕРМ». Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 10, с. 398–412, doi: http://dx.doi.org/10.7463/1014.0727220

[4] Shokouhmand H., Salimpour M.R., Akhvan-Behabadi M.A. Experimental investigation of shell and coiled heat exchangers using Wilson plots. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2007, vol. 35(1), pp. 84–92, doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2007.06.001

[5] Chen C.-N., Han J.-T., Shao L., Chen W.-W., Jen T.-C. Experimental study on CHF characteristics of R134a flow boiling in horizontal helically-coiled tubes. 14th International Heat Transfer Conference, 8–13 August 2010, Washington, 2010, vol. 1, pp. 337–346, doi: 10.1115/IHTC14-22579

[6] Naphon P. Thermal performance and pressure drop of the helical-coil heat exchangers with and without helically crimped fins. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2007, vol. 34, is. 3, pp. 321–330, doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2006.11.009

[7] Kharat R., Bhardwaj N., Jha R.S. Development of heat transfer coefficient correlation for concentric helical coil heat exchanger. International Journal of Thermal Sciences, 2009, vol. 48(12), pp. 2300–2308, doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2009.04.008

[8] Ghorbani N., Taherian H., Gorji M., Mirgolbabaei H. Experimental study of mixed convection heat transfer in vertical helically coiled tube heat exchangers. Experimental Thermal and Fluid Science, 2010, vol. 34(7), pp. 900–905, doi: 10.1016/j.expthermflusci.2010.02.004

[9] Rennie T.J., Raghavan V.G.S. Experimental studies of a double-pipe helical heat exchanger. Experimental Thermal and Fluid Science, 2005, vol. 29(8), pp. 919–924, doi: 10.1016/j.expthermflusci.2005.02.001

[10] Ghorbani N., Taherian H., Gorji M., Mirgolbabaei H. An experimental study of thermal performance of shell-and-coil heat exchangers. International Communications in Heat and Mass Transfer, 2010, vol. 37(7), pp. 775–781, doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2010.02.001