АНАЛИЗ ТЕПЛООТДАЧИ СБОРОК ОРЕБРЕННЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

摘要

Наряду с получившими широкое распространение теплообменными аппаратами, имеющими развитую поверхность теплообмена, существуют теплообменные сборки оригинальной конструкции. В настоящей работе приведены результаты теплогидравлических испытаний оребренных сборок труб, спаянных из элементов КП 20 четырех типоразмеров. Элементы представляют собой стальную пластину толщиной 0.4 мм, покрытую медной пленкой толщиной 0.025 мм. В пластинах вытянуты одна или две конусные горловины длиной 17 мм. Набор помещенных одного в другой конусов образует спаянную оребренную трубу с зубчатой внутренней поверхностью. В целях проверки устойчивости спайки к градиентам температуры воды проведен 301 цикл экспериментов по определению температуры воды, подаваемой в сборку. Каждый цикл отличался температурой воды на выходе из верхней и нижней труб сборки и температурой воды и металла ребра. После экспериментов сборки сохранили форму, размеры и герметичность. Установлено соответствие между результатами испытаний и расчетов по нормативным рекомендациям с учетом поправок на малорядность пучка. В процессе экспериментов подвергнутые испытаниям сборки продемонстрировали высокие прочностные характеристики. Подтвержден высокий средний коэффициент теплопроводности по толщине ребер на уровне 75 Вт/(м · К). Показано повышение интенсивности процесса теплоотдачи в 2.15 раза по сравнению с расчетными значениями для гладких труб при умеренном росте гидравлического сопротивления благодаря технологическим выступам на внутренней поверхности труб. Скорректированы соотношения для теплогидравлического расчета теплообменников, состоящих из подобных труб. Для проведения расчета использованы соотношения, содержащиеся в нормативном документе РД 24.035.05-89 "Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС" с поправками, учитывающими высокую степень оребрения испытанных труб и несимметричность граней ребер относительно оси несущих давление труб, а также малорядность пучка труб.