Тепловая эффективность вихревой интенсификации теплоотдачи газового потока при продольном и поперечном обтекании круглотрубных поверхностей. Часть 1

Abstract

Выполнено численное сравнение тепловой эффективности продольного течения однофазного потока внутри гладкой трубы с поперечным обтеканием шахматных и коридорных круглотрубных пучков в интервале Re = (3−500) ⋅ 10в3 при одинаковой затрате мощности N0 = idem на прокачку газового (воздушного) потока. Количественно тепловую эффективность оценивали коэффициентом ψi = αi/αk, представляющим отношение коэффициента теплоотдачи исследуемой i-й поверхности к базовой k-й поверхности, принятой в качестве эталонной. Представлены формулы для расчета удельной затраты мощности N0 при продольном и поперечном обтекании трубчатой поверхности. Показан способ учета местных потерь давления потока при вычислении удельной за-траты мощности. Для получения сопоставимых значений ψi с целью исключения влияния площади поверхности теплообмена на результат необходимо затрату мощности вычислять по действительной величине площади поверхности. Учет местных потерь давления потока на входе и выходе из трубы снижает коэффициент тепловой эффективности продольного течения на 33 %, и с этим фактом необходимо считаться при выполнении расчетов энергетической эффективности. Поперечное обтекание гладкотрубных пучков более эффективно по сравнению с продольным течением внутри трубы во всем интервале изменения числа Re. Тепловая эффективность шахматных пучков при N0 = idem на 10−13 % больше коридорных. В переходном интервале Re = (3−10) ⋅ 10в3 при N0 = idem коэффициент теплоотдачи шахматного пучка при внешнем обтекании превышает теплоотдачу при течении воздуха внутри трубы в 5−2,1 раза, а при Re = 10в5 – в 1,6 раза.