Vliv rozteče trubek na přenos tepla u skrápěného trubkového svazku

Effect of Tube Pitch on Heat Transfer in Sprinkled Tube Bundle

abstrakt

en

Water flowing on a sprinkled tube bundle forms three basic modes: It is the Droplet mode (liquid drips from one tube to another), the Jet mode (with an increasing flow rate droplets merge into a column) and the Membrane (Sheet) mode (with further increasing of falling film liquid flow rate columns merge and create sheets between the tubes. With sufficient flow rate sheets merge at this state and the tube bundle is completely covered by a thin liquid film). There are several factors influencing the individual mode types as well as heat transfer. Beside the above mentioned falling film liquid flow rate they are for instance tube diameters, tube pitches in a tube bundle or a physical condition of a falling film liquid. This paper presents a summary of data measured at atmospheric pressure at a tube bundle consisting of copper tubes of 12 milimeters diameter and of the studied tube length one meter. Tubes are situated horizontally one above another at 15 to 30 mm pitch and there is a distribution tube placed above them with water flowing through apertures of 1.0 mm diameter at 9.2 mm span. Two thermal conditions were tested with all pitches. I.e. 15 to 40 and 15 to 45, where 15 degrees Celsius was the temperature of the falling film liquid at the distribution tube input which was heated during the flow through the exchanger, and 40 degrees Celsius, alternatively 45 degrees Celsius, was the temperature of the heating liquid at the exchanger input with a constant flow rate of approx. 7.2. litres per minute. The values measured were used to compile criterial equations for the heat transfer coefficient at the surface of sprinkled tubes for various sprinkled surface types

Na skrápěném trubkovém svazku stékající kapalina vytváří tři základní režimy. A to kapkový (kapalina kape z trubky na trubku), sloupcový (při zvyšujícím se průtoku se kapičky spojí do sloupce) a listový (při dalším zvyšování průtoku skrápěcí kapaliny se sloupce spojují a vytváří mezi trubkami listy. U tohoto stavu se při dostatečném průtoku listy spojují a trubkový svazek je zcela pokrytý tenkou vrstvou kapaliny). Vlivů na jednotlivé typy režimů a současně na přestup tepla je několik. Mimo již zmíněné velikosti průtoku skrápěcí kapaliny je to například průměr trubek, rozteč trubek trubkového svazku, či fyzikální stav skrápěcí kapaliny. V tomto článku je prezentován souhrn dat naměřených při atmosférickém tlaku na trubkovém svazku, který se skládá z měděných trubek o průměru 12 milimetrů a zkoumané délce trubky jeden metr. Trubky jsou umístěny horizontálně pod sebou s roztečí 15 až 50 mm a nad nimi je umístěna distribuční trubka, ze které vytéká voda otvory o průměru 1.0 milimetr s roztečí otvorů 9.2 mm. U všech roztečí byly testovány dva teplotní stavy. A to 15 na 40 a 15 na 45, kde 15 st. C měla skrápěcí kapalina na vstupu do distribuční trubky, která byla při stékání po výměníku ohřívána a 40 st. C, resp. 45 st. C měla skrápěná (topná) voda na vstupu do výměníku s konstantním průtokem cca 7.2 litrů za minutu. Z naměřených hodnot byly sestaveny kriteriální rovnice pro součinitel přestupu tepla na povrchu skrápěných trubek pro různé skrápěné povrchy.

Water flowing on a sprinkled tube bundle forms three basic modes: It is the Droplet mode (liquid drips from one tube to another), the Jet mode (with an increasing flow rate droplets merge into a column) and the Membrane (Sheet) mode (with further increasing of falling film liquid flow rate columns merge and create sheets between the tubes. With sufficient flow rate sheets merge at this state and the tube bundle is completely covered by a thin liquid film). There are several factors influencing the individual mode types as well as heat transfer. Beside the above mentioned falling film liquid flow rate they are for instance tube diameters, tube pitches in a tube bundle or a physical condition of a falling film liquid. This paper presents a summary of data measured at atmospheric pressure at a tube bundle consisting of copper tubes of 12 milimeters diameter and of the studied tube length one meter. Tubes are situated horizontally one above another at 15 to 30 mm pitch and there is a distribution tube placed above them with water flowing through apertures of 1.0 mm diameter at 9.2 mm span. Two thermal conditions were tested with all pitches. I.e. 15 to 40 and 15 to 45, where 15 degrees Celsius was the temperature of the falling film liquid at the distribution tube input which was heated during the flow through the exchanger, and 40 degrees Celsius, alternatively 45 degrees Celsius, was the temperature of the heating liquid at the exchanger input with a constant flow rate of approx. 7.2. litres per minute. The values measured were used to compile criterial equations for the heat transfer coefficient at the surface of sprinkled tubes for various sprinkled surface types

skrápění, trubkový svazek, přenos tepla, rozteč trubek

sprinkled, tube bundle, heat transfer, tube pitch

23.04.2014

Brno University of Technology

Brno

978-80-214-4931-2

Proceedings of Abstracts

1

48–48

1