АНАЛИЗ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУДОВЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ТИПА «ЖИДКОСТЬ - ЖИДКОСТЬ»
Аннотация
Рассматриваются методики оценки эффективности теплообменных аппаратов. Объектом анализа являются судовые теплообменные аппараты типа «жидкость - жидкость». Исследуются два способа оценки эффективности теплообменников: первый способ - определение эффективности по заданным начальным и конечным температурам теплоносителей и расходным характеристикам, а также термодинамической эффективности; второй способ - определение эффективности с использованием параметра S (число единиц переноса тепла) и индекса противоточности, учитывающего схему движения теплоносителей. Обосновывается, что определяемая термодинамическая эффективность не отражает в полной мере потребительских свойств теплообменного аппарата (удельные затраты) и не может дать объективной оценки эффективности теплообменника. Предлагается методика оценки тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов на стадии проектирования. В этой методике эффективность противоточного теплообменника принята за аналог для теплообменников «жидкость - жидкость», при этом при сравнении теплообменников род жидкости, участвующей в процессе теплообмена, должен обязательно учитываться. Комплекс S, в который входят поверхность теплообмена и общий коэффициент теплопередачи, позволяет удобно сравнивать проектируемый теплообменник с «гипотетическим аналогом» и оценивать его с учетом единовременных затрат при изготовлении, массы, занимаемого объема на судне и затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при эксплуатации. Указанная методика позволяет повышать тепловую эффективность с учетом изменения гидравлических сопротивлений. Приведен расчетный анализ эффективности судовых теплообменных аппаратов типа «жидкость - жидкость» на примере охладителей пресной воды и масла ОКН 1-170-1 и ОКП 17-420-1. Определено, что повышение эффективности можно производить за счет резерва гидравлических сопротивлений как в трубной, так и в межтрубной полости.
Ключевые слова
теплообменный аппарат, оценка, тепловая эффективность, тепловой и гидродинамический расчет
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Исаченко В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. - М.: Энергия, 1975. - 488 с.
Кэйс В. М. Компактные теплообменники / В. М. Кэйс, А. Л. Лондон. - М.: Энергия, 1967. - 224 с.
Федоровский К. Ю. Исследование теплопередачи в экологически безопасных системах охлаждения энергоустановок морских объектов / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская, В. А. Тимофеев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2016. - № 3 (317). - С. 82-88.
Сырцов Л. А. Экспериментальное исследование конвективного теплообмена на основе теории подобия / Л. А. Сырцов, И. В. Наумчик, А. В. Хорошавин // Труды военно-космической академии им. А. Ф. Можайского. - 2015. - № 649. - С. 198-204.
Медведев В. В. Интенсификация теплообмена в трубном пространстве и повышение надежности судовых теплообменных аппаратов / В. В. Медведев, М. В. Лакиза // Судостроение. - 2015. - № 5. - С. 40-42.
Луданов К. И. Обобщенные методы теплового расчета кожухотрубных теплообменников-рекуператоров / К. И. Луданов // Альтернативная энергетика и экология. - 2013. - № 15 (137). - С. 17-28.
Чабаева Е. А. Критерии эффективности теплообменников / Ю. А. Чабаева, А. П. Булеков, В. Б. Сажин [и др.] // Успехи в химии и химической технологии. - 2012. - Т. 26. - № 5(134). - С. 112-115.
Młynarczak A. Box coolers as an alternative to existing cooling systems / A. Młynarczak // Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie. - 2013. - nr. 36 (108) z. 2. - Pp. 131-136.
Макаров В. В. Анализ тепловой эффективности судовых теплообменных аппаратов / В. В. Макаров, А. Р. Аблаев // Энергомашиностроение. - 2006. - № 1. - С. 48-50.
Каневец Г. Е. Обобщенные методы расчета теплообменников / Г. Е. Каневец. - К.: Наук. думка, 1979. - 352 с.
ОСТ 5.4254-86. Охладители масла и воды кожухотрубные с прямыми трубками. Технические условия.
Об авторах
Аблаев Алим Рустемович - кандидат технических наук, доцент
ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»Аблаев Ремзи Рустемович - старший преподаватель
ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»
