Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик поперечно обтекаемых пучков труб с поверхностными генераторами вихрей

Abstract

Проведено экспериментальное исследование конвективного теплообмена шахматных и коридорных пучков труб с нанесенными на их поверхность генераторами вихрей в различной компоновке при обтекании пучков потоком воздуха. Генераторы вихрей - сферические выемки относительной глубины h/d=0.5, нанесенные в шахматном порядке и покрывающие 50,75 и 100% площади внешней поверхности трубы. Рассматривались различные продольные и поперечные шаги труб в пучке. Определены гидравлические потери и суммарная теплоотдача рассматриваемых пучков труб, а также локальные коэффициенты теплоотдачи по периметру труб в разных рядах пучка. Установлено, что наибольшая теплогидравлическая эффективность (порядка 1.1) при скомпонованных в шахматном порядке трубах характерна для пучков труб со 100%-ной площадью покрытия генераторами вихрей; наименьшая эффективность (0.95) наблюдается у пучка труб с 50%-ной площадью покрытия генераторами вихрей. Для коридорной компоновки труб наибольшая теплогидравлическая эффективность составляет 0.98-1.0 для труб со 100% площадью нанесения генераторов вихрей; наименьшая эффективность (в среднем 0.89) - для труб с 50% и 75% площадью покрытия генераторами вихрей. Полученные результаты позволяют разработать рекомендации по усовершенствованию теплопередающих поверхностей, состоящих их пучков круглых труб, применительно для теплообменных аппаратов для различных областей применения.