Экспериментальное исследование влияния температурного фактора на теплоотдачу теплообменных секций аппаратов воздушного охлаждения природного газа

Abstract

В известных обобщенных уравнениях подобия по конвективному теплообмену поперечно обтекаемых вынужденным потоком воздуха шахматных пучков, предложенных В. Б. Кунтышем для теплового расчета аппаратов воздушного охлаждения (АВО) с секциями из биметаллических труб со спиральными алюминиевыми ребрами, Е. Н. Письменным и В. Ф. Юдиным, используемых при расчетах энергетических теплообменников из монометаллических труб с шайбовыми и спиральными стальными ребрами не отражено влияние температурного фактора на интенсивность теплоотдачи. В указанных обобщенных уравнениях подобия при внешнем поперечном обтекании газовым потоком пучков из ребристых труб физические свойства потока в числах подобия Nu и Re принимаются постоянными, не зависящими от температуры, что имеет место при изотермическом течении. В действительности процесс конвективного теплообмена между твердой стенкой и потоком является неизотермическим, вызывающим изменение физических свойств потока воздуха (газа) с переменностью температуры. Для учета влияния этого фактора вводится температурный фактор, представляющий отношение абсолютных средних температур стенки трубы и потока. В известных публикациях влияние температурного фактора на теплообмен всесторонне теоретически и экспериментально изучено при продольном течении газового потока внутри труб и гладких кольцевых каналов, а также при внешнем поперечном отрывном обтекании гладкотрубных шахматных и коридорных пучков. Однако количество исследований по температурному фактору применительно к ребристым пучкам в потоке воздуха весьма ограниченно, при этом результаты их имеют противоречивый качественный и количественный характер. Для обеспечения надежности и достоверности теплового расчета АВО, учитывая огромные масштабы их применения в различных отраслях народного хозяйства, промышленности и науки, необходимы дальнейшие эксперименты в этом направлении. Поэтому нами выполнены опыты, учитывающие диапазон изменения температурного фактора для условий эксплуатации теплообменных секций АВО природного газа на компрессорных станциях магистральных газопроводов.