Experimentální ověření vlivu délky skrápěné zóny na součinitel přestupu tepla

Experimental Verification of Impact of Sprinkled Area Length on Heat Exchange Coefficient

journal article in Web of Science

en

On a sprinkled tube bundle, liquid forms a thin liquid film, and, in the case of boiling liquid, the liquid phase can be quickly and efficiently separated from the gas phase. There are several effects on the ideal flow mode and the heat transfer from the heating to the sprinkling liquid. The basic quantity is the flow rate of the sprinkling liquid, but also diameter of the tubes, pipe spacing of the tube bundle, and physical state of the sprinkling and heating fluid. Sprinkled heat exchangers are not a new technology and studies have been carried out all over the world. However, experiments (tests) have always been performed under strict laboratory conditions on one to three relatively short tubes and behaviour of the flowing fluid on a real tube bundle has not been taken into account, which is the primary aim of our research. In deriving and comparing the results among the studies, the mass flow rate based on the length of the sprinkled area is used, thus trying to adjust the different length of the heat exchanger. This paper presents results of atmospheric pressure experiments measured on two devices with different lengths of the sprinkled area but with the same number of tubes in the bundle with same pitch and surface at a temperature gradient of 15/40 degrees C, where 15 degrees C is the sprinkling water temperature at the outlet of the distribution pipe and 40 degrees C is the temperature of heating water entering the bundle.

Na skrápěném trubkovém svazku vytváří stékající kapalina tenký kapalný film a v případě varu stékající kapaliny se může rychle a efektivně oddělovat kapalná fáze od plynné. Vlivů na ideální režim proudění a současně na přestup tepla z topné do skrápěcí kapaliny je několik. Zásadní veličinou je průtoku skrápěcí kapaliny, ale mimo to jsou jimi například průměr trubek, rozteč trubek trubkového svazku, či fyzikální stav skrápěcí a topné kapaliny. Skrápěné výměníky nejsou novou technologií a studií po celém světě proběhlo již několik, ale experimenty (testy) probíhaly vždy za přísně laboratorních podmínek na jedné až třech relativně krátkých trubkách, u kterých nebylo bráno v potaz chování proudící kapaliny na reálném trubkovém svazku, což je základním cílem našeho výzkumu. Při odvození a porovnávání výsledků mezi autory se používá hmotnostní průtok vztažený na délku skrápěné zóny, čímž se snaží korigovat rozdílnou délku výměníku. V tomto příspěvku jsou publikovány výsledky experimentů při atmosférickém tlaku, které jsme naměřili na dvou zařízeních s rozdílnou délkou skrápěné zóny, ale při stejném počtu trubek ve svazku, jejich stejnou roztečí a povrchem při teplotním spádu 15/40°C, kde 15°C je teplota skrápěcí vody na výstupu z distribuční trubky a 40°C je teplota topné vody vstupující do svazku.

On a sprinkled tube bundle, liquid forms a thin liquid film, and, in the case of boiling liquid, the liquid phase can be quickly and efficiently separated from the gas phase. There are several effects on the ideal flow mode and the heat transfer from the heating to the sprinkling liquid. The basic quantity is the flow rate of the sprinkling liquid, but also diameter of the tubes, pipe spacing of the tube bundle, and physical state of the sprinkling and heating fluid. Sprinkled heat exchangers are not a new technology and studies have been carried out all over the world. However, experiments (tests) have always been performed under strict laboratory conditions on one to three relatively short tubes and behaviour of the flowing fluid on a real tube bundle has not been taken into account, which is the primary aim of our research. In deriving and comparing the results among the studies, the mass flow rate based on the length of the sprinkled area is used, thus trying to adjust the different length of the heat exchanger. This paper presents results of atmospheric pressure experiments measured on two devices with different lengths of the sprinkled area but with the same number of tubes in the bundle with same pitch and surface at a temperature gradient of 15/40 degrees C, where 15 degrees C is the sprinkling water temperature at the outlet of the distribution pipe and 40 degrees C is the temperature of heating water entering the bundle.

tepelný výměník, trubkový svazek, skrápění, kapky

heat exchanger, tube bundle, sprinkled, droplet

01.04.2019

Hindawi

Spojené státy americké

1687-8434

2019

1

1–7

7