Сравнение каналов компактных теплообменных аппаратов для утилизации низкопотенциального тепла промышленных предприятий

Abstract

Компактные теплообменные аппараты находят все большее применение в промышленности благодаря низкой материалоемкости и стоимости, высокой надежности теплообменного оборудования и интенсификации процессов теплообмена в каналах. При повышении компактности оборудования необходимо учитывать влияние размеров каналов на тепло-гидравлические характеристики аппаратов. В данной статье проведен анализ изменения коэффициента гидравлического сопротивления и теплоотдачи от числа Рейнольдса для каналов пластинчатых теплообменных аппаратов, гладких труб и труб с искусственной шероховатостью. Приведено исследование влияния гидравлического диаметра для каналов различных типов на компактность теплообменного аппарата, при этом рассматривалась площадь теплообменной поверхности и длина канала для движения теплоносителей. Результаты данной работы могут быть использованы при разработке конструкций компактных теплообменных аппаратов с интенсификацией теплообмена для процессов утилизации низкопотенциального тепла.

Compact heat exchangers are widely used in industry due to the low material consumption and its cost, high reliability of the heat transfer equipment and intensified heat transfer processes in the channels. When increasing the equipment compactness it is needed to take into consideration the influence of the changed channel geometry on heat and hydraulic performance of the unit. The paper provides the analysis of dependences for friction factor and heat transfer coefficient on Reynolds number for different types of channels – channels in plate heat exchangers, smooth tubes and enhanced tubes with artificial roughness. The paper provides the study of the influence of hydraulic diameter for the channels of different types on the heat exchanger compactness regarding the heat transfer surface area and the length of the channel for heat carrier movement. The results of the work can be implemented for compact heat exchangers design with the intensified heat transfer used for low-grade heat utilization of industrial enterprises.