Водо-водяные теплообменные аппараты с интенсифицирующей поверхностью теплообмена в системе водоподготовки городской котельной

Аннотация

Проведены исследование водо-водяного теплообменного аппарата с тонкостенными интенсифицирующими трубками, включённого в схему подпитки сетевой воды городской котельной, сравнительные теплогидравлические испытания данного аппарата и серийных горизонтальных кожухотрубных подогревателей. Разработана схема измерений для оценки параметров теплоносителей. Определены и проанализированы показатели эффективности аппаратов: коэффициент теплопередачи, располагаемая тепловая производительность, гидравлическое сопротивление и др. Расчёт гидравлического сопротивления предлагаемого теплообменника проведён с учётом включения аппарата в схему подогрева подпиточной воды и выделением характерных участков с различным проходным сечением трубопроводов и разными скоростями воды. Для оценки эффективности профилированных поверхностей приняты зависимости для относительного коэффициента гидравлического сопротивления и теплоотдачи, используемых для расчёта аппаратов с профильными витыми трубками. Определены среднеквадратичные относительные погрешности измеряемых и расчётных величин. Анализ тепловой эффективности показал, что предлагаемый аппарат успешно замещает серийный подогреватель. Расчётный коэффициент теплопередачи теплообменника из профилированных трубок в 2 - 2,9 раза больше, чем серийного подогревателя. Расчётный коэффициент теплопередачи с погрешностью 9 % согласуется с экспериментальными значениями. Выявлено, что расчётный коэффициент теплопередачи серийных подогревателей в 1,6 - 1,7 раза превышает экспериментальные значения, что свидетельствует о загрязнении трубного пучка. Сравнительный анализ гидравлического сопротивления показал, что сопротивление нового аппарата по нагреваемой воде в 2,0 - 2,5 раза меньше, чем серийного теплообменника, а по греющей - 2,0 - 2,5 раза выше. Расчётное гидравлическое сопротивление с погрешность не более 20 % согласуется с экспериментальными данными. Ключевые слова: теплообменник, подогрев подпиточной воды, интенсификация теплообмена, профилированная трубка, коэффициент теплопередачи, гидравлическое сопротивление.