Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик теплообменников с развитой внешней поверхностью в системах безопасности АЭС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.03, кандидат наук Лычаков Виталий Дмитриевич

• Лычаков Виталий Дмитриевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лычаков Виталий Дмитриевич

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРИМЕНЕНИЕ СБОРОК ИЗ ОРЕБРЕННЫХ ТРУБ И ТРУБЧАТО-ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ НА АЭС И МЕТОДИКА ИХ РАСЧЕТА

1.1. Сборки из оребренных труб

1.2. Трубчато-пластинчатые теплообменные аппараты

1.3. Теплообменные сборки из элементов КП-20

1.4 Термическое контактное сопротивление между ребром и трубой

1.5. Методика теплового расчета пучков поперечно-оребренных труб

1.6. Методика аэродинамического расчета пучков поперечно-оребренных труб

1.7. Зарубежные методики теплового расчета пучков поперечно-оребренных

труб

Выводы по главе

2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК, СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ И МЕТОДИК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

2.1. Описание испытанных натурных теплообменных аппаратов с оребренными трубами

2.2. Описание испытанных теплообменных сборок из элементов КП-20

2.3. Описание испытанных трубчато-пластинчатых ТА

2.4. Описание испытательного стенда

2.4.1. Установка для теплогидравлических и аэродинамических испытаний трубчато-пластинчатых ТА

2.4.2. Установка для теплогидравлических и аэродинамических испытаний рециркуляционных охлаждающих установок и калорифера

2.4.3. Установка для теплогидравлических и аэродинамических испытаний сборок из оребренных труб

2.5 Система измерений

2.6. Методика обработки результатов испытаний

Выводы по главе

3. ТЕПЛООТДАЧА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СБОРОК ИЗ ОРЕБРЕННЫХ ТРУБ И ТРУБЧАТО-ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

3.1. Коэффициент теплоотдачи к воздуху в трубчато-пластинчатых

теплообменных аппаратах

3.2. Коэффициент теплоотдачи к воздуху в шахматных пучках оребренных труб

3.3. Коэффициент теплоотдачи к воздуху в коридорных пучках оребренных труб

3.4. Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внешней поверхности оребрённых труб

3.4.1. Режим нарушения нормальной эксплуатации

3.4.2. Аварийный режим

3.5. Аэродинамическое сопротивление трубчато-пластинчатых

теплообменных аппаратов

Выводы по главе

4. ИСТИННОЕ ОБЪЕМНОЕ ПАРОСОДЕРЖАНИЕ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТЯГОВЫХ УЧАСТКАХ ПРИ НИЗКОМ ДАВЛЕНИИ ПАРОВОДЯНОГО ПОТОКА

4.1. Истинное объемное паросодержание. Режимы течения при подъемном движении двухфазной смеси в вертикальных трубах

4.2. Описание экспериментальных моделей

4.2.1 Экспериментальная модель системы аварийного расхолаживания реакторной установки КЛТ-40С (Модель 1)

4.2.2 Экспериментальная модель системы охлаждения вакуумной камеры международного термоядерного реактора ИТЭР (Модель 2)

4.2.3. Вертикальная тепловая труба с центральной циркуляционной вставкой (Модель 3)

4.2.4. Вертикальная барботажная колонка (Модель 4)

4.2.5 Обработка результатов испытаний

4.3. Анализ результатов экспериментов

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

ПРИЛОЖЕНИЕ. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Основным доказательством безопасности АЭС является её способность предотвратить пассивными средствами, то есть без использования внешних источников энергии, выход за пределы защитной оболочки (ЗО) радиоактивных продуктов. Для этого необходимо обеспечить отвод остаточных тепловыделений и расхолаживание реакторной установки (РУ). А для предотвращения разгерметизации ЗО при разуплотнении оборудования со вскипающей водой или паром не допустить повышения давления под ней выше допустимого значения. Для отвода остаточных тепловыделений в современных проектах атомных станций предусмотрена система пассивного отвода тепла (СПОТ). Работа данных систем основывается на естественной тяге воздуха с охлаждением оребренных теплообменных аппаратов (ТА) [1; 2] и на естественной циркуляции (ЕЦ). Так в СПОТ [3-5] Нововоронежской АЭС-2 контуром естественной циркуляции (ЕЦ) тепло от РУ через парогенератор передается оребренным теплообменникам (ТО), которые, в свою очередь, охлаждаются атмосферным воздухом, движущимся за счет естественной тяги. Существенные отличия коэффициентов теплоотдачи (а) при конденсации пара внутри труб ТО СПОТ и на их внешней поверхности при обтекании воздушным потоком вынуждают развивать эту внешнюю поверхность. К теплообменным аппаратам (ТА) с развитой внешней поверхностью относятся ТА, состоящие из пучков оребренных труб (ОТ), и трубчато-пластинчатые ТА (ТПТА) [1; 2].

Такие ТА также применяются в сухих градирнях [6; 7] и в рециркуляционных охлаждающих установках (РОУ), предназначенных для поддержания требуемой температуры и влажности воздуха в отсеках под защитной оболочкой [8; 9]. В аварийных условиях при разгерметизации оборудования со вскипающей водой или паром РОУ (при сохранении их водоснабжения) используются как эффективное оборудование для конденсации пара из паровоздушной смеси и тем самым - снижения аварийного давления под защитной оболочкой. За счет конденсации пара на внешней поверхности ОТ мощность теплоотвода РОУ

увеличивается в десятки раз по сравнению с номинальным режимом их работы.

ТА с ОТ и ТПТА также широко используются в нефтеперерабатывающей, машиностроительной, химической и нефтехимической промышленности, в аппаратах воздушного охлаждения, газоохладителях, газонагревателях, маслоохладителях, калориферах, паровых воздухоподогревателях, турбинных компрессорах, холодильной технике, кондиционировании и в другом промышленном оборудовании.

Широкое распространение уже многие годы имеют биметаллические ОТ с накатным оребрением из высокотеплопроводного алюминия. В ОТ такого типа характерно применение стальных труб с алюминиевой трубной рубашкой, которая с малым зазором охватывает стальную трубу снаружи. На специальном станке производится одновременное обжатие внутренней поверхностью рубашки наружной поверхности стальной трубы и выдавливание из материала рубашки спирального алюминиевого оребрения. Также существует способ спиральной навивки алюминиевой ленты, включающий формовку L-образного профиля ленты, накатку и обжатие этой ленты на наружной поверхности трубы. ОТ изготавливаются рядом отечественных заводов, среди которых ОАО "Калориферный завод", г. Кострома; ЗАО «Невский завод», г. Санкт-Петербург и др.

В последние 5-10 лет некоторые отечественные заводы (ООО НПП «БАСЭТ», Республика Башкортостан, г. Октябрьский; ОАО «ЗиО-Подольск», Московская область, г. Подольск; ООО «ЕК Энергетик», Свердловская область, г. Асбест и др.) освоили приварку токами высокой частоты по всей длине стальных рёбер (Сталь 3 и КП 08, имеющая повышенную теплопроводность, мягкость и дешевизну, а также 08Х18Н9, обладающая высокой коррозионной стойкостью) к наружной поверхности несущих внутреннее давление стальных труб (Сталь 20; 08Х18Н9Т).

Существует и технология (ООО «ВЕЗА», Московская область, Ногинский район, пос.им. Воровского) создания блоков трубчато-пластинчатых ТА [10]. В ТА такого типа в качестве рёбер используются тонкие (толщиной 0,12-0,55 мм)

металлические листы (медные, алюминиевые или из нержавеющей стали), в которых с определённым шагом делаются десятки отверстий, через которые пропускаются несущие внутреннее давление трубы (медные, мельхиоровые, из углеродистой или нержавеющей стали). Затем дорнованием (пропусканием дорна внутри труб) производится увеличение диаметра труб и установление контакта ребра с наружной поверхностью трубы. Малый шаг между пластинами ^р=1,8-3,5 мм) позволяет иметь очень высокие коэффициенты оребрения (до ф=38-44) в таких ТА.

Однако для них, как и для ОТ с навитыми и накатными ребрами, остаётся вопрос о плотности контакта ребра с наружной поверхностью трубы и его сохранении за длительный период эксплуатации (60 лет и более).

Известна и конструкция ТА, изготовляемого из стальных пластин (Сталь 08КП) прямоугольного сечения 120*90 мм2 и толщиною 0,5 мм [11]. В пластинах выдавливаются по два конуса с отверстиями, минимальным диаметром 20 мм. Пластины вставляются друг в друга и помещаются в ванну с медным раствором. В ванне при высокой температуре происходит спаивание конусной части пластин в «трубу» и образование медной плёнки на поверхности рёбер. Поэтому для этих ОТ отпадает вопрос о наличии контактного термического сопротивления между поверхностями трубы и рёбер. Эти элементы имеют маркировку КП-20, изготовитель ООО «НББК», г Москва.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик теплообменников с развитой внешней поверхностью в системах безопасности АЭС»

Актуальность темы исследования

В литературе [1; 2; 12-18], включая нормативные документы [16-18], приводятся корреляционные зависимости по расчёту коэффициентов теплоотдачи (а) к газовому потоку и его аэродинамического сопротивления в пучках ОТ. Однако расчёты по разным даже нормативным рекомендациям [16-18] дают существенно отличные значения (а) и а также различное их изменение с изменением скорости газового потока (изменением значения числа Рейнольдса, Re).

Нормативные же рекомендации по тепловому и аэродинамическому расчету ТПТА отсутствуют, а литературные данные разрознены и противоречивы. В связи

с этим большинство производителей ТПТА на основе испытаний своей продукции разрабатывают компьютерные программы теплогидравлического и аэродинамического расчета с заложенными в них расчетными соотношениями для (а) и (£), имеющими зачастую размерный вид и корректными только для ТА данной конструкции.

Это обстоятельство, а также определённое недоверие к результатам расчётов ТА по программам фирм-изготовителей, вынудило ОАО "Концерн Росэнергоатом" принять решение о проведении обязательных приёмочных теплогидравлических и аэродинамических испытаний ТА, поставляемых на АЭС, на соответствие их технических характеристик требованиям ИТТ и ТЗ.

Накопление определённого материала, полученного автором при проведении в аттестованной лаборатории ОАО «НПО ЦКТИ» теплогидравлических и аэродинамических испытаний поставляемых на АЭС натурных ТА с развитой наружной поверхностью, а также сборок из оребрённых труб известных отечественных производителей, позволяет определить корректность применения нормативных рекомендаций [16-18] для расчёта реальных ТА, поставляемых на АЭС. При выявлении несовершенства приведённых выше нормативных документов анализ полученного экспериментального материала позволит скорректировать расчётные соотношения, имеющиеся в этих документах.

Соответствующая обработка и анализ материала, полученного автором при проведении теплогидравлических и аэродинамических испытаний поставляемых на АЭС натурных ТА с развитой наружной поверхностью, а также материала, полученного в других аттестованных лабораториях, позволит создать универсальную программу расчёта таких ТА для АЭС и унифицировать их расчёты без проведения испытаний рассматриваемого класса ТА в пределах диапазона исследованных геометрических характеристик ТА и скоростей (чисел Рейнольдса) рабочей среды (воздуха).

Для систем безопасности АЭС также важен вопрос создания пассивными средствами, т.е. естественной циркуляцией (ЕЦ) двухфазного теплоносителя,

надёжного отвода остаточных тепловыделений от РУ и её расхолаживания. Расход теплоносителя по такому контуру, в основном, определяется значением истинного объёмного паросодержания (ф) в тяговом участке контура. Такие контуры часто работают при атмосферном давлении или в области умеренного вакуума. Разработка комплекса соотношений для расчёта ф в вертикальных каналах простой формы, какими, как правило, являются тяговые участки контуров ЕЦ, учитывающего изменение структуры двухфазного потока, также весьма актуальна.

Степень разработанности темы исследования Все имеющиеся в настоящее время рекомендации по расчёту коэффициентов теплоотдачи к газовому потоку в пучках поперечно-оребренных труб [1; 2; 1218] имеют ограничения предела применения по верхнему значению коэффициента оребрения (18,5-21,2), а единой методики расчета ТПТА не существует. Кроме того, в большинстве методик теплового расчета ОТ не рассматривают наличие контактного термического сопротивления между поверхностями трубы и рёбер. Вопрос теплоотдачи на внешней поверхности ОТ при конденсации пара из парогазовой смеси также мало изучен. Что касается истинного объемного паросодер-жания, то в литературе отсутствуют методики расчета и экспериментальные данные по истинному объемному паросодержанию (ф) в области давлений ниже атмосферного значения. Кроме того, в имеющихся соотношениях по расчёту параметра распределения и скорости дрейфа в формуле для определения ф в рамках модели потока дрейфа не учитывается требуемое изменение этих соотношений с изменением режима течения пароводяной смеси.

Цели и задачи исследования Целями работы являлись:

- уточнение методик расчёта теплоотдачи на внешней поверхности труб с поперечными элементами оребрения (ОТ с осесимметричным кольцевым ореб-рением и ТПТА с неосесимметричным внешним контуром оребрения, относящимся к одной трубе); методика должна учитывать возможность наличия термического контактного сопротивления (ТКС) в зазоре между ребром и внешней по-

верхностью трубы и его изменения с изменением температуры в районе контакта, а также наличие конденсации пара из парогазовой среды на поверхности рёбер;

- разработка системы соотношений по определению значения ф в вертикальных каналах простой формы, учитывающей изменение режима течения пароводяной смеси и применимой в области низких давлений.

Исходя из приведённых выше целей, решались следующие задачи:

- проведение теплогидравлических испытаний натурных ТА и отдельных сборок из ОТ и ТПТА для получения экспериментальных значений а от наружной поверхности испытываемого ТА;

- сопоставление полученных значений а с величинами, рассчитанными по нормативным рекомендациям для расширения пределов их применения или для внесения коррективов в имеющиеся в них соотношения;

- создание методики расчёта теплоотдачи на внешней поверхности ОТ, учитывающей конденсацию на ней водяного пара из парогазовой смеси;

- уточнение методики расчёта коэффициента теплоотдачи к газовому потоку и аэродинамического сопротивления этого потока в ТПТА;

- ввод в соотношение для расчёта коэффициента теплопередачи в пучках ОТ и ТПТА слагаемого, учитывающего ТКС между трубой и ребром (при отсутствии гарантированного контакта) и его изменение с изменением температуры в районе контакта;

- корректировка соотношений по определению ф в вертикальных каналах простой формы при низком давлении на основе полученных экспериментальных данных по ф и привлечения данных других исследователей.

Научная новизна:

- уточнены соотношения для расчёта а к газовому потоку в ТА с развитой внешней поверхностью теплообмена;

- разработана методика расчёта а на поверхности ОТ, учитывающая конденсацию пара из парогазовой смеси на этой поверхности;

- скорректированы соотношения для расчёта истинного объемного па-росодержания в вертикальных каналах простой формы с расширением пределов их применения на область высоких значений истинного объемного паросодержа-ния и давлений ниже атмосферного значения.

Практическая ценность

Уточнены соотношения для расчета а и £ для газового потока в ТА с развитой внешней поверхностью теплообмена, применяемых в различных системах АЭС. Предложены скорректированные соотношения для расчёта ф для контуров ЕЦ СПОТ, учитывающие структуру двухфазного потока.

Методический подход:

- эксперименты проведены с 3 натурными ТА, поставляемыми на АЭС, 9 теплообменными сборками и 3 ТПТА;

- при испытаниях РОУ получены данные по теплоотдаче при конденсации чистого пара и пара из парогазовой смеси на внешней поверхности ОТ;

- проведено исследование ф на вертикальной трубе, при обобщении также использованы результаты экспериментов на трёх вертикальных трубах и кольцевом канале разных размеров;

- предложенные физические модели и соотношения основаны на современных достижениях в области теплогидравлики и массообмена.

Положения, выносимые на защиту:

- экспериментальные данные и уточнённые расчетные соотношения по а для газового потока в ТА с развитой внешней поверхностью;

- методика расчёта а на поверхности ОТ, учитывающая конденсацию пара из парогазовой смеси;

- экспериментальные данные по значениям ф в вертикальной трубе диаметром 140 мм и высотой 5,4 м при низком давлении пароводяного потока в области кольцевой и дисперсно-кольцевой его структуры (ф = 0,81.. .0,98);

- соотношения для расчёта ф в вертикальных каналах простой формы, применимые и при давлении пароводяного потока ниже атмосферного значения.

Степень достоверности результатов работы

Достоверность предложенных расчётных методик и соотношений основывается на соответствии полученных данных расчёту по нормативным рекомендациям (в изученных областях), на данных других исследователей и на результатах экспериментов, проведённых автором с 15 оребренными ТО различной конструкции и технологии изготовления. В экспериментах охвачен широкий диапазон геометрических и режимных параметров. К обработке привлечены данные по ф, полученные на 5 тяговых участках при низком давлении в широком диапазоне значений ф = 0,22.. .0,98.

Внедрение

Результаты работы используются при обосновании и проектировании систем безопасности и ТА в АО «АТОМПРОЕКТ», АО «ОКБМ Африкантов», ОАО «НПО ЦКТИ», ВЗВИ и ООО «ВЕЗА».

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на:

Международной научно-практической конференции «XXXVIII Неделя Науки СПбГПУ» (30.11-05.12 2009 г.);

Молодёжной научно-технической конференции (НТК) «Эксперимент-2010» (Н. Новгород, 19-20.05 2010 г.);

Пятой и шестой российских национальных конференциях по теплообмену (Москва, 25-29.10 2010 г. и 27-31.10 2014 г.);

Международном молодёжном научном форуме «Ядерное Будущее» (Голи-цыно, 25-27.04 2011 г.);

НТК молодых ученых и специалистов атомной отрасли «К0МАНДА-2012» (Санкт-Петербург, 26-29.06 2012 г.) и «К0МАНДА-2013» (Санкт-Петербург, 0407.06 2013 г.);

Конференции молодых специалистов «Инновации в атомной энергетике» (Москва, 20-21.11 2014 г.);

В институте термодинамики Ганноверского университета имени Лейбница в Германии 27.04.2015.

Конференции молодых специалистов «Инновации в атомной энергетике» (Москва, 25-26.11 2015 г.);

Публикации

По результатам работы имеется 14 публикаций, в том числе две статьи в журналах из перечня ВАК. Диссертант является соавтором трех отчетов о НИР.

Личный вклад автора

В диссертации представлены результаты экспериментальных и расчётных разработок, выполненных автором самостоятельно и совместно с сотрудниками лаборатории 160 ОАО «НПО ЦКТИ». При этом автор являлся руководителем большинства работ, результаты которых легли в основу диссертации, ему принадлежит проведение экспериментов, анализ их результатов и разработка предлагаемых соотношений.

1. ПРИМЕНЕНИЕ СБОРОК ИЗ ОРЕБРЕННЫХ ТРУБ И ТРУБЧАТО-ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ НА АЭС И МЕТОДИКА ИХ

РАСЧЕТА

В настоящее время в атомной энергетике сборки из ОТ и трубчато-пластинчатые ТА нашли применение в сухих градирнях [6; 7], системах вентиляции АЭС, рециркуляционных охлаждающих установках [8], предназначенных для съема тепло- и влаговыделений от технологического оборудования АЭС и поддержания заданных параметров воздушной среды в помещениях под защитной оболочкой, а также в воздухоохлаждаемых СПОТ [3-5], предназначенных для отвода остаточных тепловыделений от активной зоны реактора и его расхолаживания (проекты АЭС-92, АЭС-2006 с реакторами ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200, разрабатываемые АО «Атомэнергопроект», г Москва, в частности для Нововоронежской АЭС-2).

1.1. Сборки из оребренных труб

Исходным материалом для изготовления поперечно-оребренных труб служат гладкие трубы из нержавеющей или углеродистой стали, меди, латуни, мельхиора, алюминия, различных сплавов. Материал выбирается в зависимости от жидкости, которая будет протекать в трубном пространстве, требований по коррозионной стойкости, компактности и т.п.

Существует два наиболее широко применяемых способа изготовления оребренных труб. Первый способ - это накатка или навивка ребра на несущую трубу с плотным прижатием их друг к другу, второй - приварка ребра по всей его длине к поверхности трубы токами высокой частоты.

Первым способом ОТ изготавливаются большим числом отечественных заводов, среди которых ОАО "Калориферный завод", г. Кострома; ЗАО «Невский завод», г. Санкт-Петербург и др. Наиболее известные зарубежные фирмы, использующие этот способ изготовления ОТ - Spiro Gilles (Франция), GEA

(Германия), МсЕкоу (США). В ОТ такого типа наиболее характерно применение стальных или латунных труб с алюминиевым оребрением и наличием трубной рубашки, которая с малым зазором охватывает трубу снаружи. Широкая распространенность применения алюминия в качестве материала ребра обусловлена технологическими условиями прокатки, а также тем, что алюминий имеет высокий коэффициент теплопроводности (^-200 Вт/мК). Выбор материала несущей трубы определяется его коррозионной стойкостью к охлаждаемым или нагреваемым в трубном пространстве средам.

Накатные ребра образуются из исходной толстостенной гладкой алюминиевой трубы-заготовки. Формовка трубной заготовки - 1 (рисунок 1.1) производится тремя расположенными под углом 120° приводными валками - 2, оси которых наклонены к оси прокатки на некоторый угол 0...6°, называемый углом подачи. При вращении валки захватывают заготовку, сообщают ей вращение и осевое перемещение, в процессе которого происходит постепенное образование ребер заданного профиля, а также обжатие «рубашкой» внутренней трубы, несущей давление жидкости. В результате за один проход получается окончательный профиль ОТ - 3. Биметаллические ОТ прокатывают из предварительно собранных с небольшим зазором гладкой трубы-заготовки и внутренней (несущей) трубы, плотное соединение которых между собой получается в процессе винтовой накатки. ОТ, изготовленная таким способом, полностью покрыта алюминием, что повышает ее антикоррозийные свойства [19].

В случае навитого оребрения, называемого также КЬМ-методом оребрения, на несущей трубе выполняется накатка рифлений, а затем на них навивают алюминиевую или медную ленту L-образного сечения с одновременным сильным вдавливанием короткой части сечения, что обеспечивает более надёжный тепловой контакт. На рисунке 1.2 в разрезе показана ОТ, изготовленная таким способом.

Рисунок 1.1 - Схема изготовления ОТ с накатными ребрами. 1 - трубная заготовка; 2 - приводные валки; 3 - окончательный профиль ОТ.

Рисунок 1.2 - Спирально-навитая ОТ в разрезе.

Поскольку первый способ не обеспечивает отсутствие контактного термического сопротивления между ребром и трубой, в последние 5-10 лет ряд

отечественных заводов (ООО НПП «БАСЭТ», Республика Башкортостан, г.Октябрьский; ОАО «ЗиО-Подольск», Московская область, г. Подольск; ООО «ЕК Энергетик», Свердловская область, г. Асбест и др.) перешли на второй более прогрессивный способ изготовления ОТ. При нём спиральное оребрение труб производится путем прикорневой приварки ленты непрерывным швом к трубе высокочастотной сваркой. Для изготовления спирально оребренных труб используются трубы гладкие, холодно- и горячедеформированные, бесшовные, сварные и лента - холоднокатаная прямоугольного сечения. В зависимости от параметров теплообменивающихся сред и условий эксплуатации применяют трубы из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей (мартенситных, аустенитных, ферритных) и лента - из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей (аустенитных, ферритных) [20]. На рисунке 1.3 представлены фотографии линий оребрения ООО НПП "БАСЭТ".

Сырьё и материалы, применяемые для изготовления ОТ, выбираются исходя из конструкций изделий, требований ТУ и соответствия установленным на них стандартам.

Подобные линии существуют и на остальных перечисленных выше предприятиях, перешедших на второй способ изготовления ОТ. При этом способе отпадает необходимость учёта в тепловом расчёте контактного термического сопротивления между ребром и внешней поверхностью трубы, доля которого в отдельных случаях может превышать 10% от общего термического сопротивления между теплообменивающими средами.

ООО НПП «БАСЭТ» освоил изготовление вторым способом широкой номенклатуры типоразмеров ОТ из разных марок стали (см таблицу 1.1).

Однако метод приварки (второй способ) не применим для труб и рёбер из цветных металлов (медь и алюминий), обладающих существенно более высокой теплопроводностью.

Б)

Рисунок 1.3 - Линии оребрения ООО НПП «БАСЭТ». А) Линия оребрения кареточного типа JTC. Б) Линия спирального оребрения HSF-9488PU HANSUNG.

Таблица 1.1 - Технические характеристики ОТ, изготавливаемых ООО НПП

«БАСЭТ».

Наименование Значение

Линия оребрения кареточного типа JTC

Диаметр оребряемой трубы, мм 20-114

Ширина полосы, мм 8-25,4

Толщина полосы, мм 0,8-2,0

Шаг оребрения, мм 2,8-25,4

Максимальная длина оребряемой трубы, м 23

Линия спирального оребрения труб HSF-9488PU HANS UNG

Диаметр оребряемой трубы, мм 20-219

Толщина стенки трубы, мм 1,5-15

Высота ребра после приварки, мм 10-28

Толщина ленты, мм 0,8-2,5

Шаг оребрения, мм 3-25,4

Максимальная длина оребряемой трубы, м 22

Скорость оребрения, м/мин 1,5-3

Установка спирального оребрения труб АСОТ-2М

Диаметр оребряемой трубы, мм 16-60

Толщина стенки трубы, мм 2-8

Высота ребра после приварки, мм 6-20

Толщина ленты, мм 0,8-2,5

Шаг оребрения 4-15

Максимальная длина оребряемой трубы, м 18

1.2. Трубчато-пластинчатые теплообменные аппараты

Трубчато-пластинчатых ТА состоят из одного или более рядов трубок, оребрённых теплообменными элементами в виде гофрированных, перфорированных или гладких пластин (Рисунок 1.4). Трубки и пластины теплообменников такого типа могут быть изготовлены из различных металлов. В частности трубки делаются из нержавеющей стали, меди или мельхиора, а пластины из меди, алюминия, стали или нержавеющей стали.

Рисунок 1.4 - Пример компоновки трубчато-пластинчатого ТА производства A-1

Industries, Мумбай Индия.

Первое свое применение трубчато-пластинчатые ТА нашли в холодильных установках и системах кондиционирования. В ТА такого типа чаще всего применяются медные трубки и алюминиевые ребра. Ребра имеют отбортовку, создающую вокруг трубы рубашку. Эта рубашка фиксирует ребро на трубе. Наиболее широко применяемым методом, обеспечивающим плотность контакта между пластинами и трубками, является дорнование [21]. Процесс дорнования заключается в перемещении внутри трубки с натягом жёсткого инструмента -дорна, в результате чего трубка растягивается с увеличением её диаметра и обеспечением контакта ребра и наружной поверхности трубы.

В трубчато-пластинчатых ТА, изготавливаемых ООО «ВЕЗА», в качестве рёбер используются тонкие пластины, изготовляемые из меди (толщиной 0,150,25 мм), алюминия (толщиной 0,12-0,25 мм) или нержавеющей стали (толщиной 0,55 мм). Шаг расположения пластин составляет (sF=1,8-3,5 мм) и позволяет иметь очень высокие коэффициенты оребрения (до ф=38-44).

Благодаря применению высокотеплопроводных цветных металлов и малому шагу расположения пластин (рёбер), что невозможно при спиральной навивке,

ТА, изготовленные таким способом, обладают очень высокой энергетической эффективностью, как на единицу массы, так и на единицу занимаемого объема.

Производство ТА данной конструкции в последние годы увеличивается, а область применения расширяется. Только в России насчитывается более 30 производителей и поставщиков трубчато-пластинчатых ТА различных типов и конструкций [22; 23].

1.3. Теплообменные сборки из элементов КП-20

Кроме описанных выше широко распространенных типов ТО с развитой поверхностью теплообмена, существуют теплообменные сборки оригинальной запатентованной конструкции, изготовляемые в ООО «НББК». Теплообменные сборки такого типа бывают с ребрами кольцевой, прямоугольной и восьмиугольной формы. На рисунке 1.5 представлена схема компоновки «трубы» с кольцевым оребрением. На рисунке 1.6 представлена схема двухтрубного элемента КП-20. На рисунке 1.7 приведена фотография сборки с ребрами восьмиугольной формы.

Рисунок 1.5 - Схема компоновки «трубы» с кольцевым оребрением.

А)

Б)

Рисунок 1.6 - Двухтрубный элемент КП-20. А) Схема пластины. Б) Сборка в разрезе.

Рисунок 1.7 - Фотография сборки ТО с ребрами восьмиугольной формы.

Процесс изготовления данных теплообменников следующий: на металлических пластинах формируют кольцевые выступы конической формы, в вершинах выступов пробивают отверстия с последующей их отбортовкой. Затем пластины собирают в пакет так, что выступы одной пластины входят в отверстия другой с образованием трубных полостей. После сборки пакет пластин погружают в ванну со специальным содержащим медь раствором, где пластины покрываются слоем этого раствора, толщиной 25-35 мкм. Затем пакет пластин вынимают из ванны и помещают не менее чем на 20 минут в печь с восстановительной атмосферой при температуре 1100-1150°С, в результате чего «трубная» часть пакета пластин спаивается. Используемый раствор содержит разведенный водой порошок на основе карбоната меди и уксуснокислый никель в количестве 3-10 весовых %, причем содержание твердой фазы в растворе составляет 60-65 весовых % [11].

Процесс изготовления теплообменных сборок такого типа достаточно сложен. Однако они обладают следующими преимуществами:

• Отсутствует контактное термическое сопротивление между рёбрами и несущей давление трубой.

• Теплоотдача в трубном пространстве интенсифицируется за счет технологических выступов.

• Низкая погонная масса при сохранении высокой прочности. Проведенные испытания показали, что прочность теплообменных сборок на разрыв не уступает прочности стальной трубы той же толщины.

• Повышенная теплопроводность: теплопроводность стали 08КП - 60 Вт/мК, а медное покрытие повышает среднюю теплопроводность металла сборки до 75 Вт/мК.

1.4 Термическое контактное сопротивление между ребром и трубой

Проблема термического контактного сопротивления (ТКС) свойственна в основном биметаллическим оребренным ТО. Это обусловлено тем, что и сварка, и спайка трубы и ребра, изготовленных из различных материалов, технологически сложны и дороги. Для оребренных же труб, у которых и труба и ребро изготовлены из стали, проблема контактного термического сопротивления в настоящее время решается применением сварки токами высокой частоты контактирующих элементов (ребра и трубы). Но, т.к. сталь обладает низким коэффициентом теплопроводности и высоким весом, ее применение не всегда возможно и оправдано.

Полностью избавиться от ТКС в биметаллических ТО очень сложно, а скорее даже невозможно. Это обусловлено компоновкой биметаллической оребрен-ной трубы (см. рисунок 1.8). Она имеет рубашку, представляющую собой отогнутую часть ребра, прилегающую к несущей давление трубе. Поверхности рубашки и трубы имеют шероховатости, отсюда - не плотный контакт, что приводит к неравномерности теплового потока в месте контакта трубы и рубашки (см. рисунок 1.9).

Рисунок 1.8 - Спирально-навитая биметаллическая ОТ. 1 - несущая давление труба; 2 - контактный зазор между трубой и рубашкой; 3 - трубная рубашка ребра; 4 - ребро.

Рисунок 1.9 - Линии теплового потока в месте контакта трубы и рубашки, свойственные для спирально-навитой биметаллической ОТ. Частота линий качественно характеризует величину теплового потока.

Применение лишь механических способов улучшения контакта ребра и трубы не приводит к уменьшению контактного термического сопротивления до величины, которой можно пренебречь при расчетах.

На рисунке 1.10 приведено упрощенное описание теплопередачи через оре-бренную биметаллическую трубу при наличии ТКС. На температурной кривой можно выделить пять зон:

1. Зона теплоотдачи от жидкости к внутренней поверхности стенки трубы.

2. Зона теплопроводности через стенку трубы.

3. Зона теплопроводности через газовый зазор между наружной поверхностью стенки трубы и внутренней поверхностью рубашки

4. Зона теплопроводности через рубашку.

5. Зона теплоотдачи от внешней оребренной поверхности к газу.

Радиус

Рисунок 1.10 - Температурная кривая теплопередачи через ОТ при наличии ТКС.

Расчет теплопередачи в ОТ с накатным или навитым оребрением не возможен без учета ТКС. Его величина зависит от давления соприкасающихся поверхностей, чистоты их обработки, теплопроводности и твердости материалов, загрязнения поверхности маслом или продуктами коррозии. [24; 25]

Существует ряд работ, направленных на определение величины ТКС между рубашкой и трубой. Серьезное исследование данного вопроса начал Dart D. M. в 1959 году [26]. Он соединял две трубы общими ребрами и измерял разницу температуры между трубами при нагреве одной из них. По разнице температур определялось ТКС.

В 1977 году Eckels P. W. [27] продолжил исследования с использованием методики [26]. Кроме того, им была предложена зависимость ТКС от величины давления обжатия рубашки ребра вокруг трубы.

В работе [28] Sheffield J.W., Sauer Jr., H.J. и Wood R.A предложили расчетную модель, учитывающую влияние геометрии и свойств материалов на величину ТКС.

В последние годы для определения ТКС используется как экспериментальный метод, так и метод вычислительной гидродинамики (CFD simulation). Например, в работе [29] определяется ТКС трубчато-пластинчатых ТА с овальными трубами. В этой работе получено соотношение вида Nu=ARenPr1/3 для расчета теплоотдачи от оребренной поверхности, а ТКС не рассчитывается отдельно, а учитывается в постоянном коэффициенте A и степени n при числе Рейнольдса. А т.к. природа конвективного теплообмена к газовому потоку и ТКС в весьма узком зазоре (т.е. задача теплопроводности) различна, то предлагаемые соотношения корректны лишь для данной технологии изготовления и данного размера труб. Стоит отметить, что именно такой упрощенный характер учета ТКС свойственен и для ряда других работ. Так в работе [30] определяется коэффициент теплоотдачи к воздуху в трубах с навитым оребрением. Соответствие экспериментальных и расчетных коэффициентов теплоотдачи было получено путем модификации постоянных коэффициентов в соотношении, предложенном в работе [31] (подробнее см. подраздел 2.7).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лычаков Виталий Дмитриевич, 2016 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник по теплогидравлическим расчетам в ядерной энергетике / под общей редакцией д.т.н. проф. П.Л. Кириллова. - М.: ИздАТ, 2010 - Т. 2: Ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы. - 2013. - 688 с.

2. Справочник по теплообменникам: в 2-х т. / пер. с англ. под ред. О.Г. Мар-тыненко и др. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - Т.2. - 352 с.

3. Драгунов Ю.Г. Совершенствование проектов реакторных установок / Ю.Г. Драгунов, С.Б. Рыжов, В.А. Мохов // Теплоэнергетика. - 2006. - № 1. - С. 2-10.

4. Нововоронежская АЭС-2 Проект АЭС-2006 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.atomenergoprom.rU/u/fi1e/aktua1nye ргоеку/ЬгоБЬиге пш аер site.pdf свободный;

5. Бахметьев А. М. Задачи расчетно-экспериментального обоснования СПОТ ЗО для АЭС нового поколения / А.М. Бахметьев, М.А Большухин, В.А. Бабин, А.М. Хизбуллин, О.В. Макаров, С.В. Светлов, С.Е. Семашко, И.М. Ивков, С.Б. Алексеев // 5-я Международная научно-техническая конференция "Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР", Подольск, Моск. обл., 29 мая-1 июня, 2007: Сборник трудов. Т. 2 — Подольск: ФГУП ОКБ "Гидропресс", 2007. — С. 300—308.

6. Информационные материалы по сухим градирням компании БРХ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://spxcoo1ing.com/pdf/A4 РЯУ-ЮСТ-13.pdf свободный.

7. Информационные материалы по сухим градирням компании ОЕА [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.osatom.гu/mediafi1es/u/fi1es/VII_foгum_2012/Beгgman.pdf свободный.

8. Балунов Б.Ф. Теплогидравлические испытания рециркуляционной охлаждающей установки для Ростовской АЭС / Б.Ф. Балунов, В.А. Балашов, В.А. Ильин, В.В. Краюшников, В.Д. Лычаков, В.В. Мешалкин, А.Н. Устинов, А.А. Щеглов // Теплоэнергетика. - 2013. - № 9. - С. 1-7.

9. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Учебник для вузов / Т.Х. Маргулова. - Изд. 5-е. - М.: ИздАТ, 1994. - 289 с.

10. Бялый Б.И. Тепломассообменное оборудование воздухообрабатывающих установок ООО "ВЕЗА" / Б.И. Бялый. - М.: Инфорт, 2005. - 208с.

11. Патент № 2272979 РФ, МПК F28F3/08 Пластинчатый теплообменник / Б.Н. Либкинд, С.Б. Либкинд. - № 2004137527/06; заяв.22.12.2004; опубл. 27.03.2006, Бюл. № 9.

12. Бессонный А.Н. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения: Справочник / А.Н. Бессонный, Г.А. Дрейцер, В.Б. Кунтыш и др.; под общ.ред. В.Б. Кунтыша и А.Н. Бессонного. - СПб.: Недра, 1996.-512 с.

13. Письменный Е.Н. Теплообмен и аэродинамика пакетов поперечнооребрён-ных труб / Е.Н. Письменный. - Киев: Альтерпрес, 2004. - 244 с.

14. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева / В.М. Антуфьев. - М.-Л.: Энергия, 1966. - 184 с.

15. Ройзен Л.И. Тепловой расчет оребренных поверхностей / Л.И. Ройзен, И.Н. Дулькин; под. ред. В.Г. Фастовского. - М.: Энергия, 1977. - 256 с.

16. РД 24.035.05-89. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС / НПО ЦКТИ. - Л., 1991.

17. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / НПО ЦКТИ. -СПб., 1998. - 256 с.

18. РБ-040-09 Расчетные соотношения и методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов и оборудования водоохлаждаемых ядерных энергетических установок (ГНЦ РФ-ФЭИ и НТЦ ЯРБ). Утвержден федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору 20.07.2009. -М.: НТЦ ЯРБ, 2009. - 254 с.

19. Кунтыш В.Б. Тепловой и аэродинамический расчеты оребренных теплообменников воздушного охлаждения / В.Б. Кунтыш, Н.М. Кузнецов. - СПб.: Энер-гоатомиздат. Санкт-Петербург. отд-ние, 1992 - 280 с.

20. Информационные материалы по Линиям оребрения ООО НПП «БАСЭТ» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.baset.ru/technology/fins свободный.

21. F. Flohr, C. Meurer, H. W. Swidersky, H. J. Belt, Perspectives of Aluminum As A Construction Material for Stationary Refrigeration and Air Conditioning Systems // International refrigeration and air conditioning conference. 2010, Vol. 8.

22. Кожевникова Е.В. Учет контактного сопротивления трубка-воротник ребра при расчете трубчато-пластинчатых теплообменников для систем холодоснабже-ния и кондиционирования / Е.В. Кожевникова, А.Л. Емельянов, Т.А. Лопаткина // Вестник Международной академии холода. - 2013. - №3. - С. 50-54.

23. Емельянов А. Л. Трубчато-пластинчатые теплообменники (производители и основные характеристики) / А.Л. Емельянов, Е.В Кожевникова, Т.А. Лопаткина // Вестник Международной академии холода. - 2011. - № 2. - С. 19-28.

24. Пиир А.Э. Итоги экспериментальных и теоретических исследований пучков из биметаллических ребристых труб / А.Э. Пиир, В.Б. Кунтыш // V Минский Международный форум по тепло- и массообмену. Минск, 24-28 мая 2004: Сборник трудов. Т.2 - Минск, 2004. - С. 317-318.

25. Кунтыш В.Б. Исследование контактного термического сопротивления биметаллических оребренных труб АВО / В.Б. Кунтыш, А.Э Пиир, Л.М. Федотова //Изв. вузов. Лесной журнал. - 1980. - №5. - С. 121-126.

26. Dart, D.M., Effect on Fin Bond on Heat Transfer // ASHRAE Journal, May 1959, Pages 67-71.

27. Eckels, P.W., Contact Conductance of mechanically expanded Plate Finned Tube Heat Exchangers // ASME Paper No. 77-HAT-24, 1977.

28. Sheffield, J.W.; Sauer, Jr., H.J.; Wood, R.A., Thermal Contact Conductance of Finned Tubes: A generalized Correlation // ASHRAE Trans 93(2), 1987, Pages 786796.

29. Taler D., Celuba A., Determining thermal contact resistance of the fin-to-tube attachment in plate fin-and-tube heat exchanger //2nd International Conference on Engineering Optimization. September 6-9, 2010. Lisabon, Portugal.

30. G. Carusoa, F. Giannettia, A. Naviglioa, An Experimental Study on the Air-Side Heat Transfer Coefficient and the Thermal Contact Conductance in Finned Tubes // Heat Transfer Engineering Volume 36, Issue 2, 2015, pages 212-221.

31. Briggs, D. E. and Young, E. H., Convection heat transfer and pressure drop of air flowing across triangular pitch banks of finned tubes // Chemical Engineering Progress Symposium Series, vol. 59, no. 41, 1963, pages 1-10.

32. Кунтыш В.Б. Тепловые и аэродинамические характеристики коридорных оребренных пучков для воздухонагревателей лесосушильных камер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, В.Г. Зайцев// Изв. вузов. Лесной журнал. - 1978. - №6. - С. 9094.

33. Кунтыш В.Б. Экспериментальное исследование теплоотдачи и сопротивления пучков АВО из биметаллических труб / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, А.И. Егоров, Л.М. Федотова, В.М. Шмеркович // Изв. вузов. Энергетика.- 1977. - №12. - С. 8993.

34. Кунтыш В.Б. Исследование контактного термического сопротивления биметаллических оребренных труб АВО / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, Л.М. Федотова // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1980. - №5. - С. 121-126.

35. Кунтыш В.Б. Характеристики пучков труб аппаратов воздушного охлаждения / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, Л.М. Федотова, Т.А. Тальвинг, К.А. Варма // Химия и технология топлив и масел. - 1980. - №5. - С. 15-18.

36. Кунтыш В.Б. Теплоотдача и энергетическая эффективность шахматных пучков аппаратов воздушного охлаждения из оребренных труб различных геометрических параметров / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов. Энергетика. -1990. - №7. - С. 71-75.

37. Кунтыш В.Б. Эффективные оребренные поверхности для теплорекупераци-онных агрегатов бумагоделательных машин / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, В.Г. Зайцев // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1979. - №1. - С. 66-69.

38. Кунтыш В.Б. Теплоотдача и сопротивление шахматных пучков оребренных труб для воздухонагревателей лесосушильных камер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1981. - №1. - С. 67-70.

39. Кунтыш В.Б. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление в пучках из труб с накатными ребрами для воздухонагревательных установок / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1993. - №4. - С. 107-112.

40. Пиир А.Э. Основы проектирования высокоэффективных воздухонагревателей: Учебное пособие / А.Э. Пиир.- Архангельск: изд-во АГТУ, 1998. - 79 с.

41. Кунтыш В.Б. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление коридорных пучков различной рядности из труб большого диаметра с накатными алюминиевыми ребрами / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, В.В. Аксенов // Пробл. экономии топ-ливно-энерг. ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр, ч. 1 -СПб.: СПбГТУРП, 1995. - С. 3-11.

42. Бессонный А.Н. Основы расчета и проектирования теплообменников воздушного охлаждения: Справочник / А.Н. Бессонный, Г.А. Дрейцер, В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир и др.; под общ. ред. В.Б. Кунтыша, А.Н. Бессонного. - СПб.: Недра, 1996. - 512 с.

43. Кунтыш В.Б. Исследование влияния тепловых циклов на термическое контактное сопротивление биметаллической оребренной трубы / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, А.И. Аникин// Пробл. экономии топливно-энерг. ресурсов на промпредприятиях и ТЭС. Межвуз. сб. науч. тр., ч. 1- СПб.: СПбГТУРП, 1995. - С. 44-50.

44. Кунтыш В.Б. Интенсификация теплообмена в пучках труб методом радиальной разрезки поперечных ребер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов Нефть и газ. - 1991. - №1. - С. 69-74.

45. Кунтыш В.Б. Интенсификация теплоотдачи трубных пучков продольной пластической разрезкой спиральных накатных ребер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов. Энергетика. - 1991. - №6. - С. 98-103.

46. Кунтыш В.Б. Интенсификация теплоотдачи трубных пучков аппаратов воздушного охлаждения насечкой кромок спиральных накатных ребер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Изв. вузов. Энергетика. - 1991. - №8. - С. 111-115.

47. Кунтыш В.Б. Интенсификация теплоотдачи шахматных пучков труб применением сегментно-лепестковых и зигзагообразных разрезанных спиральных ребер / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Пробл. экономии топливно-энерг. ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. научн. тр.- СПб.: ЛТИ ЦБП, 1991 - С. 83-89.

48. Кунтыш В.Б. Теплоотдача и сопротивление пучков труб с высокими ребрами / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Труды АН Литвы. Энергетика. - 1992. - №1. - С. 67-72.

49. Кунтыш В.Б. Достижения и проблемы интенсификации конвективного теплообмена пучков труб со спиральными высокими ребрами в потоке воздуха / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Интенсификация теплообмена. Тр. Первой Рос. науч. конф. по теплообмену. - М.: МЭИ, 1994 - Т. 8 - С. 141-144.

50. Кунтыш В.Б. Интенсификация теплоотдачи шахматных поперечно-обтекаемых пучков труб со спирально-навитыми равно- и разновысокими подогнутыми ребрами / В.Б. Кунтыш, Р.Ф. Теляев, А.Э. Пиир и др.// Труды третьей Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т.6. Интенсификация теплообмена. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - С. 150-154.

51. Кунтыш В.Б. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление в последовательно установленных пучках оребренных труб / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, В.В. Аксенов // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1994. - №5-6. - С. 183-188.

52. Кунтыш В.Б. Теплообмен и аэродинамическое сопротивление шахматных пучков с переменным числом оребренных труб в рядах / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир, А.Н. Герасименко // Изв. вузов. Энергетика. - 1990. - №5. - С. 82-86.

53. Кунтыш В.Б. Теплоаэродинамические характеристики равнопроходных шахматных пучков из круглоребристых труб / В.Б. Кунтыш, А.Э. Пиир // Холодильная техника. - 1994. - №4. - С. 14-17.

54. Пиир А.Э. Влияние размещения оребренных труб в шахматном пучке аппаратов воздушного охлаждения / А.Э. Пиир, В.Б. Кунтыш // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1979. - №5. - С. 87-90.

55. Пиир А.Э. Исследование влияния профиля несущей трубы и формы поперечного ребра на энергомассовые характеристики аппаратов воздушного охлаждения / А.Э. Пиир, В.Б. Кунтыш // Труды второй Российской национальной конференции по теплообмену. В 8 томах. Т.6. Интенсификация теплообмена. -М.: Издательство МЭИ, 1998. - С. 178-180.

56. Пиир А.Э. Расчет температурного напора при перекрестном токе / А.Э. Пи-ир, В.Б. Кунтыш // Изв. вузов. Лесной журнал. - 1999. - №5. - С.126-129.

57. Пиир А.Э. Новая методика конструкторского и поверочного расчетов воздухонагревателей / А.Э. Пиир, В.Б. Кунтыш // Вестник Международной академии холода. - 1998. - Вып. 3-4. - С. 36-40.

58. Пиир А.Э. Обобщенная критериальная формула для расчета приведенной теплоотдачи в теплообменниках из биметаллических труб с накатным оребрением / А.Э. Пиир // Совершенствование энергетических систем и технологического оборудования: сборник научных трудов. - Архангельск: Изд. АГТУ, 2002. - С. 120-124.

59. Sangmu LEE, Akira ISHIBASHI, Takuya Matsuda, Heat Transfer Characteristics of the Non-uniform Grooved Tube considering Tube Expansion // Living Environment Systems Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation, Japan.

60. P. Jannik, C. Meurer, H.W. Swidersky, Potential Of Brazed Finned Tube Heat Exchangers In Comparison To Mechanical Produced Finned Tube Heat Exchangers // International Refrigeration and Air Conditioning Conference.

61. Керн Д. Развитые поверхности теплообмена / Д. Керн, А. Краус. - М.: Энергия, 1977. - 464 с.

62. Schmidt Th.E., Verbesserte Methoden zur Bestimmung des Warmeaustau-sches an berippte Flachen // Kaltetechnik. - 1966. - Bd.18. - H.4.

63. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках / А.А. Жукаус-кас. - М.: Наука, 1982. - 472 с.

64. Юдин В.Ф. Теплообмен поперечно-оребренных труб / В.Ф. Юдин. - Л.: Машиностроение, 1982. - 189 с.

65. Локшин В.А. Обобщение материалов по экспериментальному исследованию сопротивления ребристых пучков труб / В.А. Локшин, В.Н. Фомина // Теплоэнергетика. - 1978. - №6. - С. 36-39.

66. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред Н.В. Кузнецова, В.В. Митора, И.Е. Дубовского, Э.С. Карасиной. - М.: Энергия, 1973. -296 с.

67. E.E.F. Rouillard, Heat transfer and friction loss in extended surface heat exchangers for non-Newtonian fluids in laminar flow // N&O JOERNALL VOL.9, NR. 2, 1993.

68. Supervisor - Erling Naess, EPT; Co-supervisor - Anna Holfeld, EPT; Multivariate analysis of heat transfer and pressure drop in finned tube bundles // NTNU-Trongheim Norwegian University of Science and Technology/June 2013.

69. Stasiulevicius, J., A. Skrinska and A. Zukauskas, Heat transfer of finned tube bundles in crossflow // Washington : Hemisphere, 1988.

70. Ward, D. J., E. Young, Heat transfer and pressure drop of air in forced convection across triangular pitch banks of finned tubes // Chem. Eng. Prog. Symp. Ser, Vol.55, No.29, 1959, pp. 37-44.

71. Rozenman T., Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Dry Tower Extended Surfaces: Data analysis and correlation // Report BNWL-PFR 7-100, Battelle Pacific Northwest Laboratory, Richland, WA 1976.

72. Berechnungsblätter für den Wärmeübergang // Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1997 // Verein Deutscher Ingenieure, VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (GVC).

73. Отчёт о научно - исследовательской работе по теме: «Разработка оптимальных вариантов низкопотенциальной части энергоблоков №№ 3,4 ЛАЭС-2 с сухими, испарительными и гибридными градирнями и их технико-экономическое сопоставление» Этап 2 «Конструктивная проработка вариантов испарительных, сухих и гибридных градирен. Компоновочные чертежи сухих и гибридных градирен. Основные объемы строительно-монтажных работ для вариантов с сухими и гибридными градирнями. Расчет сметной стоимости оборудования сухих и гибридных градирен». - СПб.: ОАО «НПО ЦКТИ», 2014.

74. ГОСТ 12.3.018-79. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний. Введ. 1981-01-01. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1979.

75. Александров А.А. Сертифицированный набор программ для вычислений свойств воды и водяного пара, газов и смесей газов "WaterSteamPro" TM 6.5 / А.А.

Александров, А.В. Очков, В.Ф. Очков, К.А. Орлов. - М.: Московский энергетический институт (технический университет), 2010.

76. Бурцев С.И. Влажный воздух. Состав и свойства: Учеб. пособие / С.И. Бурцев, Ю.Н. Цветков. - СПб.: СПбГАХПТ, 1998 - 146 с.

77. Богословский С.В. Физические свойства газов и жидкостей: Учеб. пособие / С.В. Богословский. - СПб.: СПбГУАП, 2001 - 73 с.

78. Сычев В.В. Термодинамические свойства воздуха. ГСССД. Серия: монографии / В.В. Сычев, А.А. Вассерман, А.Д. Козлов, Г.А. Спиридонов, В.А. Цы-марный. - М.: Издательство стандартов, 1978. - 276 с.

79. Физические свойства воздуха [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.highexpert.ru/content/gases/air.html свободный.

80. Шервуд Т. Массопередача / Т. Шервуд, Р. Пигфорд, Ч. Уилки. - М.: Химия, 1982. - 696 с.

81. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1972. - 721 с.

82. Светлов С.В. Гидродинамические характеристики тепловыделяющих сборок водоохлаждаемого ядерного реактора при низких скоростях циркуляции теплоносителя : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.14.03/ Светлов Сергей Викторович.- СПб., 1998. - 26 с.

83. Ghajar A.J., CC Tang Void fraction and flow patterns of two-phase flow in upward and downward vertical and horizontal pipes Advances in Multiphase Flow and Heat Transfer 4 (Chapter 7) // 2012, р. 175-201.

84. Yamaguchi K., Yamazaki Y., Combinated flow pattern map for cocurrent and countercurrent air-water flows in vertical tube. // J.Nucl.Science and Technol., 1984, v.21, N 5, p. 321-327.

85. Taitel Y., Barnea D. and Dukler A.E., Modelling flow pattern transitions for steady upward gas-liquid flow in vertical tubes // AIChE J., 1980, vol.26, N 3, p.345-354.

86. Mishima K., Ishii M., Flow regime transition criteria for upward two-phase flow in vertical tubes. // Int. Journal of Heat Mass Trans., 1984, v.27, N 5, p.723-737.

87. Ying A., Weisman J., The Relationship between Interfacial Shear and Flow patterns in Vertical Flow. // Int. Journal Multiphase Flow, 1989, v.15, N 1, p.23-34.

88. Barnea D. A., Unified Model for Flow-Pattern Transitions for the Whole Range of Pipe Inclinations. // Int. Journal Multiphase Flow, 1987, v.13, N 1, p.1-12.

89. Spending P.L., Nguyen Van Thanh., Regime maps for air-water two-phase flow. // Chemical Engineering Science, 1980, v.35, N4, p.779-793.

90. Мойссис Р. Переход от снарядного к эмульсионному режиму течения двухфазной среды / Р. Мойссис // Труды ASME, серия С. Теплопередача. - Том 85. -1963. - № 4. - С. 93-98.

91. Yamazaki Y., Yamaguchi K., Characteristics of Cocurrent Two-Phase Downflow in tubes (Flow Patterns, Void Fraction and Pressure Drop) // J. Nucl. Sci. and Technol., 1979, v.16, N 4, p.245-255.

92. Weisman J., Kang S.Y., Flow Pattern Transitions in Vertical and Upwardly Inclined Lines. // Int. J. Multiphase flow, 1981, v.7, p.271-291.

93. Usui K., Vertically Downward Two-Phase Flow (II). Flow Regime Transition Criteria. // J. Nucl. Scince and Technology, 1989, v.26, N 11, p.1013-1022.

94. Taitel Y., Bornea D., and Dukler A.E., Modelling flow pattern transitions for steady upward gas-liquid flow in vertical tubes // AIChE Journal, 1980, vol. 26, pp. 345-354.

95. Weisman J. and Kang S.Y., Flow pattern transitions in vertical and upwardly inclined lines // International Journal of Multiphase Flow, 1981, vol. 7, pp. 271-291.

96. Юдов Ю.В. Замыкающие соотношения теплогидравлической модели расчетного кода КОРСАР / Юдов Ю.В. Волкова С.Н. Мигров Ю.А. // Теплоэнергетика. - 2002. - № 11. - С. 22-29.

97. Исаченко В.П. Теплопередача: Учебник для вузов / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975. - 488 с.

98. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения / Г. Уоллис. - М.: Мир, 1972. -436 с.

99. Зубер Н. Средняя объемная концентрация фаз в системах с двухфазным потоком / Н. Зубер, Д.А. Финдлей // Труды ASME, серия С. Теплопередача. - Том 87. - 1965. - № 4. - С. 29-47.

100. Зубер Н. Истинное объемное паросодержание при кипении недогретой и насыщенной жидкости. В кн.: Достижения в области теплообмена / Н. Зубер, Ф.В. Штауб, Г. Байуорд. - М.: Мир, 1970. - С. 56-89.

101. Лабунцов Д.А. Паросодержание двухфазного адиабатного потока в вертикальных каналах. / Д.А. Лабунцов, И.П. Корнюхин, Э.А. Захарова // Теплоэнергетика. - 1968. - № 4. - С. 62-67.

102. СИеха1 B., Merilo В., Maulbetsch J., Void Fraction Technology for Design and Analysis // REPORT EPRI TR- 106326. March 1997. USA.

103. Драгунов Ю.Г. Опыт применения и развитие расчетного кода корсар для обоснования безопасности АЭС с ВВЭР / Драгунов Ю.Г., Быков М.А., Василенко В.А., Мигров Ю.А. // Теплоэнергетика. - 2006. - № 1. - С. 43-47.

104. Ohkawa K, R.T. Lahey R.T., The Analysis of CCFL Using Drift-Flux Model // Nucl. Eng. And Design, 1980, v. 61, № 2, p. 245-255.

105. Гидравлический расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / Под редакцией В.А. Локшина, Д.Ф. Петерсона, А.Л. Шварца. - М.: Энергия, 1978. - 255 с.

106. Кириллов П.Л. Справочник по теплогидравлическим расчетам: ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы / П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В. П. Бобков. - М.: Энергоиздат, 1990. - 296 с.

107. Щеглов А.А. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости контуров естественной циркуляции системы охлаждения вакуумной камеры ИТЭР: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.14.03 / Щеглов Андрей Анатольевич. - СПб., 2008. - 19 с.

108. Ильин В.А. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик и устойчивости высокотеплонагруженных тепловых труб для перспективных систем аварийноого расхолаживания реакторных установок: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.14.03 / Ильин Вячеслав Алексеевич. - СПб., 2011. - 22 с.

109. Отчёт о научно - исследовательской работе по теме: «Экспериментальные

исследования устойчивости барботажа пара в вертикальных трубах. Отчёт по договору №8653/97-01/10 от 19.02.2001.» / Балунов. Б.Ф. - СПб.: ОАО «НПО ЦКТИ», 2001. - 49 с.

110. Балунов Б.Ф. Метастабильность воды низкого давления в турбулентном потоке / Б.Ф. Балунов, В.А. Ильин, А.А. Щеглов и др.// Теплофизика высоких температур. -. Т. 45. - 2007. - № 1. - С. 1-9.

111. Лычаков В.Д. Истинное объемное паросодержание при низком давлении и высокой скорости пароводяного потока / В.Д. Лычаков, А.А. Щеглов // Материалы международной научно-практической конференции «XXXVIII Неделя Науки СПбГПУ». Часть V. Физико-Механический факультет. - СПб., 2009. - С. 116-117.

112. Лычаков В.Д. Методика расчета высоких значений истинного объемного паросодержания в вертикальных трубах / В.Д. Лычаков, В.А. Ильин, Н.В. Ляпин, А.Н. Соколов // Молодёжная научно-техническая конференция «Эксперимент -2010»: сборник тезисов. - Н. Новгород, 2010. - С. 5.

113. Балунов Б.Ф. Истинное объемное паросодержание в вертикальных трубах при низком давлении пароводяного потока / Б.Ф. Балунов, А.А. Щеглов, В.А. Ильин, В.Д. Лычаков, С.В. Светлов, А.М. Хизбуллин, А.Н. Соколов // Пятая российская национальная конференция по теплообмену. Т. 5 «Двухфазные течения. Дисперсные потоки и пористые среды». - Москва, 2010. - С. 33-36.

114. Лычаков В.Д. Истинное объёмное паросодержание в вертикальных тяговых участках при низком давлении пароводяного потока / В.Д. Лычаков, В.А. Ильин, Н.В. Ляпин, А.Н. Соколов, А.Н. Устинов// Международный молодёжный научный форум «Ядерное Будущее 2011»: сб. тезисов и докладов. - 2011.

115. Балунов Б.Ф. Истинное объемное паросодержание в вертикальных трубах при низком давлении пароводяного потока / Б.Ф. Балунов, А.А. Щеглов, В.А. Ильин, В.Д. Лычаков, С.В. Светлов, А.М. Хизбуллин, А.Н. Соколов // Теплоэнергетика. - 2012. - № 1. - С. 22-26.

116. Лычаков В.Д. Режимы двухфазных течений в вертикальных тяговых участках. Истинное объемное паросодержание // В.Д. Лычаков, И.В. Черных // Конференция «КОМАНДА - 2012»: сборник тезисов. - СПб., 2012.

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА

Рисунок 1.1 - Схема изготовления ОТ с накатными ребрами. - С. 16.

Рисунок 1.2 - Спирально-навитая ОТ в разрезе. - С. 16.

Рисунок 1.3 - Линии оребрения ООО НПП «БАСЭТ». - С. 18.

Рисунок 1.4 - Пример компоновки трубчато-пластинчатого ТА производства A-1

Industries, Мумбай Индия. - С. 20.

Рисунок 1.5 - Схема компоновки «трубы» с кольцевым оребрением. - С. 21. Рисунок 1.6 - Двухтрубный элемент КП-20. - С. 22.

Рисунок 1.7 - Фотография сборки с ребрами восьмиугольной формы. - С. 22. Рисунок 1.8 - Спирально-навитая биметаллическая ОТ. - С. 24. Рисунок 1.9 - Линии теплового потока в месте контакта трубы и рубашки, свойственные для спирально-навитой биметаллической ОТ. - С. 25. Рисунок 1.10 - Температурная кривая теплопередачи через ОТ при наличии ТКС. - С. 25.

Рисунок 1.11 - Номограмма для расчета коэффициента учитывающего влияние уширения ребер к основанию [16, 17]. - С. 30.

Рисунок 1.12 - Номограмма для расчета коэффициента эффективности E кольцевого ребра [16, 17]. - С. 30.

Рисунок 1.13 - График для расчета поправочного коэффициента Cz при поперечном обтекании газом шахматных пучков поперечно-оребренных труб [16]. - С. 33. Рисунок 1.14 - График для расчета поправочного коэффициента Cz при поперечном обтекании газом коридорных пучков поперечно-оребренных труб [16]. - С. 33.

Рисунок 1.15 - График для расчета коэффициента формы коридорного пучка Cs [16] - С. 34.

Рисунок 1.16 - График для расчета поправочного коэффициента С2 при поперечном обтекании газом пучков поперечно-оребренных труб [17]. - С. 35. Рисунок 1.17 - График для расчета поправочного коэффициента С2 на количество поперечных рядов труб (2) в пучке. - С. 37.

Рисунок 2.1 - Рециркуляционная охлаждающая установка РОУ-6,3. - С. 45. Рисунок 2.2 - Рециркуляционная охлаждающая установка РОУ-35. - С. 45. Рисунок 2.3 - ТО калорифера сейсмостойкого КСк3-6. - С. 46. Рисунок 2.4 - Трубчато-пластинчатый ТА производства ООО «ВЕЗА». - С. 48. Рисунок 2.5 - Схема установки для теплогидравлических и аэродинамических испытаний трубчато-пластинчатых ТА. - С. 49.

Рисунок 2.6 - Установка для испытаний трубчато-пластинчатых ТА. - С. 50. Рисунок 2.7 - Схема расположения сечения для замера мгновенной скорости в выходном участке. - С. 52.

Рисунок 2.8 - Схема расположения точек замера мгновенной скорости потока воздуха, в контрольном сечении стабилизирующего участка. - С. 53. Рисунок 2.9 - Схема установки для проведения теплогидравлических и аэродинамических испытаний натурных ТА в режиме нормальной эксплуатации. - С. 55. Рисунок 2.10 - Схема установки для испытаний РОУ-6,3 в режиме нарушения нормальной эксплуатации. - С. 56.

Рисунок 2.11 - Схема установки для испытаний РОУ-6,3 в аварийном режиме. -С. 58.

Рисунок 2.12 - Схема установки для теплогидравлических испытаний сборок из ОТ. - С. 59.

Рисунок 2.13. Мнемосхема расположения датчиков измерения при проведении испытаний двух последовательно включённых сборок из элементов КП-20. - С. 64.

Рисунок 3.1 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для трубча-то-пластинчатых ТА к рассчитанным по рекомендациям [16] от числа Рейнольдса. - С. 73.

Рисунок 3.2 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для трубча-то-пластинчатых ТА к рассчитанным по рекомендациям [17] от числа Рейнольдса. - С. 73.

Рисунок 3.3 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для трубча-то-пластинчатых ТА к рассчитанным по соотношению (3.3) от числа Рейнольдса. -С. 77.

Рисунок 3.4 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для трубча-то-пластинчатых ТА к рассчитанным по соотношениям (3.3) и (3.4) от числа Рейнольдса. - С. 78.

Рисунок 3.5 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для ТА с шахматной компоновкой пучка ОТ к рассчитанным по рекомендациям [16] от числа Рейнольдса. - С. 80.

Рисунок 3.6 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для ТА с шахматной компоновкой пучка ОТ к рассчитанным по рекомендациям [17] от числа Рейнольдса. - С. 80.

Рисунок 3.7 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок с коридорной компоновкой пучка ОТ к рассчитанным по рекомендациям [16] от числа Рейнольдса. - С. 82.

Рисунок 3.8 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок с коридорной компоновкой пучка ОТ к рассчитанным по рекомендациям [17] от числа Рейнольдса. - С. 82.

Рисунок 3.9 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок № 12 и № 13 к рассчитанным по рекомендациям [16] от числа Рейнольдса. - С. 84. Рисунок 3.10 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок № 12 и № 13 к рассчитанным по рекомендациям [17] от числа Рейнольдса. - С. 84. Рисунок 3.11 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок № 12 и № 13 к рассчитанным по рекомендациям [16], С2 для шахматного пучка ОТ от числа Рейнольдса. - С. 85.

Рисунок 3.12 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок № 12 и № 13 к рассчитанным по соотношению (3.5) от числа Рейнольдса. - С. 86.

Рисунок 3.13 - Зависимость отношения экспериментальных значений а для сборок с коридорной компоновкой пучка ОТ к рассчитанным по соотношению (3.6) от числа Рейнольдса. - С. 87.

Рисунок 3.14 - Результаты испытаний по определению аэродинамического сопротивления ТА производства ООО «ВЕЗА». - С. 94.

Рисунок 3.15 - Зависимость отношения экспериментальных значений аэродинамического сопротивления ТА производства ООО «ВЕЗА» к рассчитанным по рекомендациям [13] от числа Рейнольдса. - С. 95.

Рисунок 3.16 - Зависимость отношения экспериментальных значений аэродинамического сопротивления ТА производства ООО «ВЕЗА» к рассчитанным по рекомендациям [16] от числа Рейнольдса. - С. 96.

Рисунок 3.17 - Отношение экспериментальных значений аэродинамического сопротивления испытанных аппаратов ООО «ВЕЗА» к величинам, рассчитанным по рекомендациям [16] при дополнительном вводе в них сомножителя, рассчитанного по соотношению (3.14). - С. 97.

Рисунок 4.1 - Режимы подъемного течения двухфазного потока в вертикальном канале (показаны на примере обогреваемого канала). - С. 101. Рисунок 4.2 - Схема экспериментальной модели 1. - С. 105. Рисунок 4.3 - Схема экспериментальной модели 2. - С. 108. Рисунок 4.4 - Схема экспериментальной модели 3. - С. 110. Рисунок 4.5 - Схема экспериментальной модели 4. - С. 111. Рисунок 4.6 - Сопоставление фэ с фр по скорректированным соотношениям.. - С. 115.

Таблица 1.1 - Технические характеристики ОТ, изготавливаемых ООО НПП «БАСЭТ» - С. 19.

Таблица 2.1 - Характеристики испытанных теплообменников и сборок из ореб-ренных труб. - С. 43.

Таблица 2.2 - Дополнительные характеристики испытанных теплообменников и сборок из оребренных труб. - С. 44.

Таблица 3.1. - Диапазон исследованных параметров испытанных теплообменников и сборок из оребренных труб. - С. 74.

Таблица 3.2 - Режим конденсации пара из паровоздушной смеси на внешней поверхности оребрённых труб. Сопоставление результатов испытаний с результатами расчёта по предложенной методике. - С. 91.

Таблица 3.3 - Сопоставление результатов испытаний и расчёта при имитации аварийного режима. - С. 92.

Таблица 3.4 - Диапазон исследованных параметров испытанных ТА производства ООО «ВЕЗА». - С. 93.

Таблица 4.1 - Геометрические характеристики охлаждающего циркуляционного контура. - С. 106.

Таблица 4.2 - Основные геометрические характеристики исследуемых участков для определения ф и диапазон режимных параметров. - С. 113. Таблица 4.3 - Рекомендуемые соотношения для расчёта истинного объемного па-росодержания в зависимости от режима течения. - С. 114.

Таблица 4.4 - Статистические отклонения данных в зависимости от экспериментальной модели. - С. 115.

Таблица 4.5 - Статистические отклонения данных в зависимости от режима течения. - С.115.

Таблица П1 - Исходные данные испытаний трубчато-пластинчатых теплообмен-ных аппаратов. - С. 140.

Таблица П2 - Исходные данные испытаний шахматных пучков поперечно-оребренных труб. - С. 144.

Таблица П3 - Исходные данные испытаний коридорных пучков поперечно-оребренных труб и сборок. - С. 145.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАНИЙ

Таблица П1 - Исходные данные испытаний трубчато-пластинчатых теплообменных аппаратов_

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т1вых а Т2вх Т2вых 02 аР2

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с кПа

ТА № о 8, производства ООО «ВЕЗА» (ф = 20,2)

1 0,38 84,3 72,7 0,97 9,6 52,8 1,09 -

2 0,38 87,0 74,2 0,98 9,6 52,3 1,24 -

3 0,38 88,6 77,0 1,23 10,2 51,4 1,45 -

4 0,38 89,1 76,5 1,23 10,6 48,8 1,70 50

5 0,38 89,9 78,0 1,39 11,4 47,8 1,90 67

6 0,38 90,0 77,4 1,39 11,4 45,7 2,15 86

7 0,38 90,7 79,3 1,65 11,6 45,3 2,33 104

8 0,38 90,7 78,8 1,65 11,3 43,8 2,51 125

9 0,45 89,6 78,1 1,74 11,5 42,3 2,72 149

10 0,45 89,2 77,4 1,75 11,5 40,8 2,94 178

11 0,45 89,2 77,3 1,73 11,7 40,7 2,96 178

12 0,45 89,1 77,9 1,85 11,8 40,9 2,98 178

13 0,44 88,1 76,0 1,68 11,9 40,2 3,00 180

14 0,44 88,7 77,6 1,98 12,1 40,3 3,24 192

15 0,44 88,2 76,3 1,94 12,3 37,5 3,81 272

16 0,84 135,7 112,2 1,46 14,3 54,2 3,65 255

17 0,86 136,7 114,1 1,45 13,3 57,7 3,14 202

18 0,86 138,0 116,6 1,45 13,6 62,2 2,71 153

19 0,85 139,8 119,4 1,45 13,5 66,9 2,36 118

20 0,84 141,6 121,8 1,45 13,1 71,0 2,11 94

21 0,84 142,6 124,1 1,46 12,8 76,0 1,82 71

22 0,86 144,3 127,1 1,44 12,8 82,6 1,51 50

23 0,80 137,6 123,1 1,46 12,6 85,0 1,24 34

24 0,79 137,9 125,1 1,46 13,0 90,5 1,03 23

25 0,30 90,0 78,7 1,03 14,4 58,9 1,08 21

26 0,33 91,2 79,8 1,59 16,1 48,5 2,32 107

27 0,32 91,0 79,1 1,58 16,2 46,6 2,58 131

28 0,46 119,5 103,7 1,53 18,1 60,8 2,39 123

29 0,45 120,0 105,3 1,45 17,1 66,9 1,81 -

30 0,45 120,3 107,2 1,45 17,0 72,6 1,45 -

31 0,45 120,6 108,6 1,46 16,6 76,8 1,23 -

32 0,45 121,4 110,4 1,45 16,7 81,3 1,04 -

33 0,45 121,6 103,2 1,60 18,0 52,8 3,58 273

ТА № о 9, производства ООО «ВЕЗА» (ф = 27,9)

1 0,39 84,9 72,7 1,04 9,2 58,6 1,07 35

2 0,39 85,9 72,2 1,02 9,2 56,5 1,23 44

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т1вых а Т2вх Т2вых 02 аР2

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с кПа

3 0,38 87,1 74,1 1,21 9,7 55,2 1,45 64

4 0,38 87,5 73,3 1,21 9,7 52,6 1,68 82

5 0,38 88,0 74,9 1,40 10,2 51,9 1,83 100

6 0,38 87,9 74,1 1,39 10,2 49,9 2,02 116

7 0,38 87,9 73,4 1,39 10,7 48,1 2,25 137

8 0,38 88,2 75,3 1,59 10,7 49,1 2,22 137

9 0,38 87,7 74,8 1,64 10,6 47,4 2,42 161

10 0,48 86,7 74,3 1,76 10,7 45,9 2,57 188

11 0,48 86,6 73,9 1,75 11,0 44,7 2,76 209

12 0,53 86,3 74,5 2,02 11,1 43,7 3,06 241

13 0,53 86,1 73,5 2,01 11,1 41,0 3,54 316

14 0,93 121,2 107,2 1,30 10,9 86,2 1,02 39

15 0,84 121,3 104,9 1,31 11,2 80,1 1,32 59

16 0,79 120,6 102,0 1,34 11,4 73,0 1,70 90

17 0,76 119,9 99,8 1,34 11,7 67,8 2,03 121

18 0,75 119,1 99,0 1,42 11,8 64,9 2,27 145

19 0,73 117,6 96,5 1,43 12,0 60,6 2,61 181

20 0,76 125,0 101,2 1,41 12,5 61,3 2,90 210

21 0,76 126,1 100,0 1,41 12,5 56,2 3,56 307

22 0,95 147,2 126,8 1,35 11,8 94,9 1,41 70

23 0,93 149,2 125,0 1,34 11,9 86,6 1,85 113

24 0,88 149,5 123,1 1,36 12,5 80,3 2,26 157

25 0,85 149,4 121,5 1,37 12,9 75,8 2,59 194

26 0,81 149,6 123,2 1,46 13,0 76,5 2,59 194

27 0,77 149,2 119,8 1,48 12,9 67,8 3,36 301

28 0,75 148,2 120,4 1,48 13,9 71,1 3,06 248

29 0,40 89,3 73,5 1,23 14,2 49,9 2,28 139

30 0,63 89,3 72,4 1,25 16,1 46,2 2,92 227

ТА № 10, производства ООО «ВЕЗА» (ф = 38,4 0

1 0,34 92,0 77,3 1,53 20,3 57,1 2,55 -

2 0,36 91,2 76,6 1,53 22,2 56,0 2,77 263

3 0,37 90,7 76,7 1,60 22,9 56,0 2,82 269

4 0,39 89,7 76,4 1,67 21,3 56,1 2,65 280

5 0,40 89,5 76,9 1,67 23,6 57,9 2,58 233

6 0,42 89,0 76,7 1,69 22,4 57,8 2,46 236

7 0,44 89,3 77,8 1,85 22,9 58,5 2,51 239

8 0,44 88,7 76,5 1,85 21,9 55,1 2,85 336

9 0,45 88,5 76,1 1,85 22,0 54,4 2,96 -

10 0,51 87,6 74,0 1,25 17,7 60,1 1,68 124

11 0,50 88,4 75,7 1,24 17,6 63,1 1,45 102

12 0,49 89,4 74,5 1,04 17,4 62,6 1,44 101

13 0,49 90,2 76,6 1,03 17,3 66,4 1,19 86

14 0,48 90,4 76,5 1,04 17,4 66,0 1,24 84

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т1вых а Т2вх Т2вых 02 аР2

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с кПа

15 0,48 91,4 78,1 1,04 16,9 68,4 1,12 78

16 0,57 113,1 95,6 1,94 18,6 63,3 3,19 343

17 0,62 119,8 101,7 1,44 18,1 80,3 1,77 140

18 0,62 121,5 104,5 1,35 18,0 88,7 1,36 97

19 0,61 122,2 107,6 1,37 18,4 95,8 1,08 71

20 1,01 147,0 123,7 1,47 18,0 96,6 1,86 162

21 1,00 148,0 123,4 1,49 18,1 93,3 2,08 190

22 0,99 147,8 121,9 1,49 19,0 89,1 2,36 228

23 0,95 148,3 120,9 1,56 19,1 84,0 2,79 302

24 0,98 148,3 120,0 1,56 20,1 81,1 3,07 350

25 0,38 88,4 76,0 1,07 17,1 67,3 1,10 -

26 0,37 89,5 76,7 1,43 18,2 61,4 1,79 -

27 0,37 90,2 76,7 1,43 18,6 60,4 1,93 163

28 0,37 90,8 77,4 1,58 18,7 59,2 2,19 224

29 0,37 90,9 77,1 1,61 21,8 57,2 2,63 287

30 0,37 90,4 76,2 1,60 21,0 55,4 2,77 -

31 0,37 92,3 77,9 1,74 18,3 54,4 2,92 289

32 0,37 91,8 76,8 1,71 18,6 52,3 3,18 328

Теплообменная сборка № 14, производства ООО «НББК» (ф = 24,3)

1 0,33 84,2 71,3 0,034 2,7 15,6 0,143 -

2 0,30 82,1 71,9 0,045 -11,4 12,6 0,081 -

3 0,29 81,9 74,4 0,064 -11,9 15 0,076 -

4 0,29 80,7 68,1 0,034 -10,7 12,3 0,077 -

5 0,28 80,4 67,8 0,033 -10,8 11,8 0,077 -

6 0,27 81,2 72,1 0,046 -9,4 16,9 0,066 -

7 0,25 81 74,5 0,064 -8 20,5 0,061 -

8 0,24 80,6 74,4 0,063 -6,2 18,5 0,066 -

9 0,24 80,5 72,6 0,047 -5,9 21,5 0,056 -

10 0,35 110,2 93,9 0,049 -24,4 4,3 0,12 -

11 0,33 109,3 96,5 0,065 -23,5 4,6 0,124 -

12 0,31 108,7 98,1 0,08 -22,4 6,5 0,122 -

13 0,30 108,3 97,8 0,078 -18,4 4,6 0,152 -

14 0,29 108,7 96,7 0,064 -15,9 6,2 0,145 -

15 0,29 109,3 95,1 0,049 -14,2 7,2 0,135 -

16 0,28 111,6 91,5 0,031 -13,8 7,9 0,125 -

17 0,27 107,6 95,3 0,051 -12,8 12,1 0,109 -

18 0,26 105,6 95,9 0,064 -12,4 19,2 0,082 -

19 0,25 104,6 95,9 0,065 -6,9 21,5 0,085 -

20 0,25 105,4 95,1 0,051 -5 22,6 0,084 -

21 0,25 107,6 92,9 0,034 -2,7 23,6 0,081 -

22 0,25 96,8 82 0,04 -16,6 11,3 0,091 -

23 0,25 96,5 79,9 0,037 -17,3 5,4 0,114 -

24 0,25 97 85,7 0,061 -19,7 4,2 0,12 -

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т1вых а Т2вх Т2вых 02 аР2

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с кПа

25 0,25 97,2 88 0,08 -20 4,7 0,127 -

26 0,25 96 82,2 0,042 -16,9 6,9 0,102 -

27 0,25 96,1 85,7 0,06 -16,6 7,4 0,11 -

28 0,25 96,2 87,9 0,079 -15,5 8,7 0,112 -

Теплообменная сборка № 15, производства ООО «НББК» (ф = 44,3)

1 1,06 155,9 121,5 0,042 -1,8 39,9 0,133 -

2 1,05 156,3 124,6 0,049 -4,5 40,5 0,131 -

3 1,03 156,6 126,1 0,049 -6,0 41,0 0,128 -

4 1,01 156,2 124,8 0,048 -6,1 36,6 0,124 -

5 1,00 155,9 125,0 0,047 -6,2 37,3 0,120 -

6 0,98 155,5 124,5 0,046 -6,0 47,7 0,110 -

7 0,97 155,2 125,5 0,045 -6,0 64,7 0,091 -

8 0,93 153,9 127,4 0,044 2,0 67,7 0,077 -

9 0,91 153,1 126,7 0,048 1,1 66,2 0,079 -

10 0,90 152,6 127,1 0,047 1,4 70,2 0,079 -

11 0,88 152,0 126,7 0,046 1,6 74,4 0,079 -

12 0,87 151,6 126,8 0,045 1,7 76,2 0,075 -

13 0,84 150,9 126,5 0,044 2,7 78,7 0,067 -

14 0,82 150,2 126,8 0,043 2,8 85,2 0,056 -

15 1,28 177,5 147,3 0,060 -10,5 49,9 0,123 -

16 1,24 176,6 145,6 0,058 -13,4 55,3 0,116 -

17 1,21 175,8 145,6 0,057 -14,3 58,1 0,110 -

18 1,17 174,8 144,5 0,055 -14,0 59,1 0,106 -

19 1,14 173,9 143,8 0,053 -13,4 61,9 0,103 -

20 1,10 172,5 143,3 0,052 -13,5 65,3 0,095 -

21 1,07 171,4 143,1 0,051 -13,9 70,5 0,081 -

22 0,98 169,7 141,7 0,048 -2,8 72,0 0,060 -

23 0,92 167,2 139,1 0,047 -4,3 71,3 0,058 -

24 0,89 165,6 138,2 0,046 -4,0 73,4 0,061 -

25 0,87 164,7 137,7 0,045 -3,5 75,1 0,063 -

26 0,86 163,9 136,9 0,044 -3,0 77,7 0,064 -

27 0,85 162,6 136,6 0,044 -3,0 78,3 0,063 -

28 0,83 161,4 136,2 0,044 -2,4 83,8 0,055 -

Таблица П2 - Исходные данные испытаний шахматных пучков

поперечно-оребренных труб

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т 1 вых О1 Т2вх Т2вых 02

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с

ТА № 3, производства ООО «Энергомашкапитал» (ф = 9,8)

1 0,38 39,7 26,8 2,736 12,3 25,0 11,145

2 0,39 40,0 28,0 3,051 12,5 26,4 10,431

3 0,42 40,2 29,5 3,570 12,9 27,7 10,505

4 0,39 52,1 34,5 2,558 13,8 32,3 10,058

5 0,44 50,6 36,5 3,585 14,4 34,2 10,440

6 0,42 71,1 45,5 2,393 16,2 42,9 10,098

7 0,46 69,8 46,3 2,730 16,4 43,5 9,736

8 0,51 68,7 48,9 3,459 16,7 45,6 10,266

9 0,69 92,7 59,0 2,508 17,7 56,1 9,652

10 0,67 89,2 61,3 3,104 18,2 57,6 9,746

11 0,67 87,7 62,1 3,522 18,2 58,0 9,837

12 0,49 93,1 54,6 2,504 16,8 50,7 13,347

13 0,43 86,6 52,4 2,630 18,3 48,9 12,608

14 0,45 85,8 52,7 3,010 18,6 49,5 12,895

15 0,44 84,8 54,1 3,055 18,9 50,1 12,764

16 0,46 83,7 55,7 3,476 19,3 51,1 12,702

17 0,58 95,4 56,9 2,583 19,4 53,4 12,556

18 0,57 93,6 59,1 3,008 19,6 54,7 12,693

19 0,56 91,4 60,4 3,453 19,9 55,8 12,827

ТА № 4, производства ООО «Энергомашкапитал» (ф = 14,2)

1 0,69 135,0 76,9 0,103 20,8 39,1 1,375

2 0,68 136,0 82,6 0,100 21,5 49,1 0,815

3 0,68 136,5 87,2 0,101 21,3 53,8 0,644

4 0,66 144,8 95,6 0,186 21,1 47,2 1,483

5 0,66 147,3 100,8 0,186 21,1 51,7 1,195

6 0,65 147,6 107,7 0,182 21,7 62,0 0,766

7 0,63 144,3 113,6 0,176 22,1 74,6 0,436

8 0,63 144,7 121,3 0,172 20,5 86,4 0,259

9 0,72 105,5 57,0 0,039 21,2 40,5 0,405

10 0,73 106,8 64,1 0,040 21,2 48,4 0,260

ТА № 5, производства ООО «Энергомашкапитал» (ф = 7,0)

1 0,22 41,3 35,9 1,024 22,4 29,2 3,386

2 0,22 41,5 35,9 1,026 22,4 29,2 3,521

3 0,22 42,0 36,2 1,029 22,4 29,3 3,575

4 0,22 44,3 38,3 1,041 22,7 30,5 3,384

5 0,22 45,5 39,2 1,044 22,8 31,1 3,267

6 0,22 50,4 42,5 1,030 23,1 32,6 3,577

Таблица П3 - Исходные данные испытаний коридорных пучков

поперечно-оребренных труб и сборок

№ опыта Вода Воздух

Р1 Т1вх Т 1 вых а Т2вх Т2вых О2

МПа, абс °С °С кг/с °С °С кг/с

Теплообменная сборка № , производства ЗАО «Невский завод» (ф = 8,0)

1 1,63 189,7 170,9 0,063 13,4 44,5 0,166

2 1,62 189,4 170,7 0,062 11,1 43,2 0,156

3 1,61 189,6 171,4 0,061 10,3 41,6 0,154

4 1,59 189,5 171,6 0,060 10,1 41,8 0,147

5 1,55 188,8 170,3 0,060 9,6 46,6 0,130

6 1,53 187,1 169,4 0,059 10,2 48,4 0,125

7 1,50 186,4 169,8 0,058 10,4 49,8 0,113

8 1,48 185,7 170,2 0,057 10,8 53,7 0,097

9 1,34 178,3 163,9 0,056 18,7 57,0 0,086

10 1,33 177,5 163,6 0,055 18,3 56,7 0,082

11 1,31 177,1 163,7 0,055 18,3 57,0 0,080

12 1,29 176,8 164,0 0,053 18,6 58,0 0,076