Кольцевой режим движения
Когда силы взаимодействия между движущимся паром и пленкой превалируют над силами тяжести, наступает кольцевой режим движения двухфазного потока, при котором пленка движется по всей поверхности в виде кольца, а пар - в средней части сечения трубы. В этом случае условия теплоотдачи для горизонтальной и вертикальной труб одинаковы и авторы рекомендуют использовать зависимости.
Второй важной характеристикой конденсатора является величина гидравлического сопротивления. Она складывается из потерь на трение и поворота потока при движении фреона по трубкам теплообменника. Учитывая, что длина участка, на котором происходит переохлаждение фреона, сравнительно мала, а скорость движения жидкого фреона незначительна, сопротивлением этой части гидравлического тракта можно пренебречь.
Характерной особенностью гидродинамики потока в рассматриваемом случае является изменение режима течения по длине трубок и непостоянство основных показателей двухфазного потока (соотношение жидкой и газообразной фаз, средней скорости потока, средних значений основных физических характеристик и т.п.) на участке конденсации. Дело в том, что по мере движения парообразного фреона по трубке происходит постепенное выпадение конденсата на стенки трубок при одновременном снижении средней скорости движения и уменьшении сечения для прохода газа.
Для получения расчетных зависимостей описываемого процесса в первом приближении автор предположил, что толщина пленки осесимметрична (т.е. не учитываются гравитационные силы) и возрастает по длине трубы.
Значение wn может быть определено из уравнения непрерывности парового потока, согласно которому массовый расход пара в любом сечении представляет собой начальный расход на входе в трубу за вычетом сконденсировавшегося пара.
Поскольку толщина пленки конденсата 5 изменяется по длине трубы, необходимо добавить начальные условия: при х = 0 6(0) = 0. Система уравнений может быть решена численным методом для широкого диапазона чисел Рейнольдса. Обработка этих результатов с учетом их осреднения позволяет получить формулу для подсчета величин сопротивлений при полной конденсации пара в горизонтальной трубе
Как видно из приведенного выше решения, при составлении математической модели гидродинамического процесса были сделаны допущения, принятие которых позволило резко упростить задачу. Без этого теоретическое определение гидродинамических характеристик практически не представляется возможным и приходится ориентироваться на скудные экспериментальные данные.
В частности, для оценочных расчетов полного гидравлического сопротивления при конденсации фреонов R12, R22, R502 в трубках диаметром 10 - 20 мм в рекомендуется пользоваться зависимостью
Косвенная информация о величине сопротивления фреоновых конденсаторов может быть получена из анализа данных при расчетах по специализированным программам, которые имеются у фирм-производителей соответствующего оборудования. В частности, из демонстрационного расчета по программе фирмы «Airsol» следует, что для £,=6000 мм при dDH =11,7 мм, скорости паров фреона на входе в трубки 1,3 м/с при температуре конденсации 45°С для фреона 22 сопротивление гидравлического тракта составляет примерно 4,9 кПа. Расчеты показывают, что в рассматриваемом режиме Re « 61360, а коэффициент сопротивления равен примерно 0,035, в то время как величина £, подсчитанная по формуле Блазиуса, - 0,02. Сравнение с коэффициентом сопротивления, дает значение 0,038.
значения коэффициентов сопротивления, полученные по приведенным выше формулам. Видно, что значения £, вычисленные по зависимостям и программе фирмы «Airsol» при различных числах Рейнольдса, довольно сильно расходятся.
Второй важной характеристикой конденсатора является величина гидравлического сопротивления. Она складывается из потерь на трение и поворота потока при движении фреона по трубкам теплообменника. Учитывая, что длина участка, на котором происходит переохлаждение фреона, сравнительно мала, а скорость движения жидкого фреона незначительна, сопротивлением этой части гидравлического тракта можно пренебречь.
Характерной особенностью гидродинамики потока в рассматриваемом случае является изменение режима течения по длине трубок и непостоянство основных показателей двухфазного потока (соотношение жидкой и газообразной фаз, средней скорости потока, средних значений основных физических характеристик и т.п.) на участке конденсации. Дело в том, что по мере движения парообразного фреона по трубке происходит постепенное выпадение конденсата на стенки трубок при одновременном снижении средней скорости движения и уменьшении сечения для прохода газа.
Для получения расчетных зависимостей описываемого процесса в первом приближении автор предположил, что толщина пленки осесимметрична (т.е. не учитываются гравитационные силы) и возрастает по длине трубы.
Значение wn может быть определено из уравнения непрерывности парового потока, согласно которому массовый расход пара в любом сечении представляет собой начальный расход на входе в трубу за вычетом сконденсировавшегося пара.
Поскольку толщина пленки конденсата 5 изменяется по длине трубы, необходимо добавить начальные условия: при х = 0 6(0) = 0. Система уравнений может быть решена численным методом для широкого диапазона чисел Рейнольдса. Обработка этих результатов с учетом их осреднения позволяет получить формулу для подсчета величин сопротивлений при полной конденсации пара в горизонтальной трубе
Как видно из приведенного выше решения, при составлении математической модели гидродинамического процесса были сделаны допущения, принятие которых позволило резко упростить задачу. Без этого теоретическое определение гидродинамических характеристик практически не представляется возможным и приходится ориентироваться на скудные экспериментальные данные.
В частности, для оценочных расчетов полного гидравлического сопротивления при конденсации фреонов R12, R22, R502 в трубках диаметром 10 - 20 мм в рекомендуется пользоваться зависимостью
Косвенная информация о величине сопротивления фреоновых конденсаторов может быть получена из анализа данных при расчетах по специализированным программам, которые имеются у фирм-производителей соответствующего оборудования. В частности, из демонстрационного расчета по программе фирмы «Airsol» следует, что для £,=6000 мм при dDH =11,7 мм, скорости паров фреона на входе в трубки 1,3 м/с при температуре конденсации 45°С для фреона 22 сопротивление гидравлического тракта составляет примерно 4,9 кПа. Расчеты показывают, что в рассматриваемом режиме Re « 61360, а коэффициент сопротивления равен примерно 0,035, в то время как величина £, подсчитанная по формуле Блазиуса, - 0,02. Сравнение с коэффициентом сопротивления, дает значение 0,038.
значения коэффициентов сопротивления, полученные по приведенным выше формулам. Видно, что значения £, вычисленные по зависимостям и программе фирмы «Airsol» при различных числах Рейнольдса, довольно сильно расходятся.

Реклама
bluehost
bluehost

Математическое моделирование