Speaker
Description
Работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию влияния внешней наведенной конвекции на теплоотдачу от горизонтальных нагревателей в условиях большого объема насыщенной воды при атмосферном давлении.
Для проведения экспериментов по определению влияния наведенной конвекции на теплоотдачу к воде в условиях большого объема была разработана и изготовлена экспериментальная установка. Установка состояла из термостата LOIP LT-424B, автоматизированной системы управления экспериментами и рабочих участков. Нагрев рабочих участков производился за счет джоулева нагрева при пропускании по ним переменного электрического тока. Два нагревателя располагались горизонтально относительно поля силы тяжести один над другим в одной плоскости с вектором силы тяжести. Конструкция рабочего участка позволяла изменять расстояния между тепловыделяющими элементами и задавать тепловой поток $q$ независимо на каждом из нагревателей. При проведении экспериментов измерялись значение транспортного тока $I$ и падение напряжения $U$ на каждом нагревателе, по которым рассчитывалась плотность теплового потока $q$, а также измерялись температуры их теплоотдающих поверхностей.
При проведении экспериментов на нижнем нагревателе фиксировалась плотность теплового потока $q_2$, которая задавала интенсивность внешней конвекции. Далее на верхнем нагревателе задавалась плотность теплового потока $q_1$, а по показаниям трех термопар определялся средний перегрев теплоотдающей поверхности. Далее плотность теплового потока $q_1$ увеличивалось на величину, не превышающую 5% от предыдущего и все измерения повторялись. В экспериментах можно было менять расстояние между тепловыделяющими элементами $b$.
Результаты экспериментов и их анализ
В результате анализа экспериментальных данных было найдено, что наведенная конвекция существенно увеличивает коэффициент теплоотдачи в режиме естественной конвекции и практически не влияет на теплоотдачу в режиме пузырькового кипения.
Для количественного описания эффекта интенсификации теплоотдачи в зависимости от условий внешней наведенной конвекции (тепловых потоков $q_1$, $q_2$ и расстояния между нагревателями $b$) была разработана физическая модель. Результаты расчета по модели хорошо согласуются с экспериментальными данными авторов.
Выводы
1. Наведенная конвекция увеличивает коэффициент теплоотдачи в режиме естественной циркуляции, но практически не влияет на теплоотдачу в режиме пузырькового кипения.
2. Предложенная физическая модель для расчета интенсификации теплоотдачи за счет наведенных конвективных токов хорошо описывает результаты экспериментального исследования.
Полученные результаты представляют интерес при расчете горизонтальных теплообменников и парогенераторов.
