автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Тепломассообмен в контактных устройствах пленочных аппаратов для холодильной техники с учётом неравномерности распределения жидкости

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ХОЛОДУ

• гз о;;

- 9 ИЮЛ 1ЯЯ7

• На правах рукопису

ВІТКЖ Аіггонша Вікторівна

ТЕПЛОМАСООБМІН В КОНТАКТНИХ ПРИСТРОЯХ ПЛІВКОВИХ АПАРАТІВ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

З УРАХУВАННЯМ НЕРІВНОМІРНОСТІ РОЗПОДІЛУ РІДИНИ

■ І

I

' Спеціальність 05.04.03 - холодильна і кріогенна техніка,

о системи кондиціювання

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття вчендгЬ ступеня кандидата технічних наук

Робота виконана в Одеській державній академії холоду

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор В.X. Кирилов

Офіційні опоненти:

* доктор технічних наук, професор . В.В.ПРИТУЛА

- доктор фіз.-мат. наук, доцент М.Я.ТИХОНЕНКО

Провідна організація - державна науково - виробнича фірма «НОВІ ТЕХНОЛОГІЇ» держхарчпрому України

Захист відбудеться " ” ХРМСіЛ 1997 р. у годин

на засіданні спеціалізованої радиД.05.20.01 при Одеській державній академії холоду за адресою: 270026, м. Одеса, вул. Дворянська І/З, ОДАХ.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці інституту

Автореферат розісланий"

ІЗ "І]иЛІШ) |997 р.

Вчений секретар

спеціалізованої ради - '

.доктор технічних наук, професор В.А.Календер'ян

Вих. N

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність робот». Одним з найбільш перспективних напрямків розвитку холодильної технік», яка виступає необхідніш елементом життєдіяльності сучасного суспільства, є подальше удосконалення тепломасо-обмішгої апаратури. Воно включає в себе раціональне використання енергетичних і матеріальних ресурсів, якісне покращення робочих характеристик застосовуючих апаратів, підвищення їх надійності, забезпечення параметрів комфортності, що вимагаються, значне покращення екологічного становили, а тахопс вирішенім зв'язати з нкм економічній проблем. Це може бути досягнено шляхом інтенсифікації процесів тепломасообміну (ТМО), підвищення їх ефективності ггрп зниженні енергозатрат, створення оптимальних робочих поверхонь, яга забезпечують зниження матеріалоємкості апаратури. Аналіз літературних даних підводить до пігсновку, що більша частина теоретичних праць прігавотена безпосередньо контактному пристрою з рівномірним зрошенням роботах поверхонь, що зовсім не враховує реальних режимів роботи плівкової еглргтурн з форсуіючиога сястенсго зрошення. З іншого (?оку, тепловій розрахунок в більшості праць проводиться на засаді лінійної теорії внпарозу-в:та»!)ого охолодження, що дає ноксінвісгь аналтпто розв’язати відповідні рідшим ТМО. Проте дам тшівког.ої апаргпури з достатньо великими тепловими ішаїггажеіінлми подальшо доскопалення тайгового розрахунку зв'язано з нелінійною теорією. Отеє, виникає необхідність при проектуванні нових і удосконаленій існуючих плівкових апаратів з одного боку проводити комплексні теоретичні дослідасепия процесів гідродинаміки і ТМО контактної зоші у взаємодії із зрошувальним пристроєм, а з другого - удосконалиш інженерну методи! ку теплового розрахунву такої апаратури. ,' /

‘ • ■ Г ! • ••

Мета роботи. Розробка гідродинамічного і теплового розрахунку кштсгиого пристрою плівкових апаратів із ^рахуванням иерівномірності зрошення з мстою створення інженерної методики проектування ефективної плівкової апзрзтурц прямого і непрямого рипарув-шьного охолодженій.

Нпукову нопнзпу складають гай' розробки:

-чисельна ■методика розв’язування нелінійної задачі теплового розрахунку контактних пристроїв при різноманітних схемах контактування фаз з срахукш» іим нерівномірності зрошення; / ■ / '

- принципи оптимального розподілу системи відцептрово-струмтгокх форсунок зрошувального пристрою плівкових апаратів;

- інженерна методика теплового розрахунку контактних пристроїв у взаємодії з системою зрошування.

Практична цінність роботи. Проведені дослідження дозволяють глибше зрозуміти взаємозв'язок гідродинаміки і процесів ТМО при плівковій і струминно-плівковій течії рідини по гладкій і гофрованій з регулярною шорсткістю поверхнях, встановити вплив неоднакового зрошування посадочного шару на ефективність проти- і перехресноточних вентиляторних градирень і на засаді цього розробити методику інженерного розрахунку вшіару-вальшіх апаратів при нерівномірному зрошуванні контактних пристроїв фор-суночпимн розпилювачами.

Наукові положення, які захищаються в роботі.

1. Для плівкових ТМА з прямокутною формою перерізу насадки незалежно від схем контактування потоків рідшій та газу визначальною умовою стабільної ефективної роботи виступає рівномірність зрошення, яка виражається мінімальним значенням коефіцієнта надмірного зрошення. При цьому відношення сегмента рідини, яка випадає на стінку, до радіуса факела на поверхні наближається до 0,3.

2. Розрахунок ТМА па основі лінійної теорії випароаувальвого охолодження правомірний лише при невеликих поглибленнях охолодження ( At & 5 °С). Із зростанням цих глибин похибка розрахунку зростає. Тому для розв'язку задачі необхідно застосовувати чисельні методи з урахуванням нелінійної залежності р" = f (t) (парціального тиску насиченого пару від температури рідиш).

■ Реалізація роботи. Отримані результати використані при розробці вентиляторних протиточних градирень типу ГРН (у вигляді типорозмірного ряду), перехресноточних градирень типу ГРН-П, непрямо-вйпарувальних повітроохолоджувачів типу БКВО. , . .

Апробація роботи. Основні результати роботи доповідались на щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу і наукових співробітників ОДАХ в період з 1991 - 1996 рр; 'Республіканській науково-методичній конференції, присвяченії) 200 - річчю від дня народження М.ІЛо-бачевського (Одеса, 1992 р.).

• і #

П у б л і к а ц і і". За матеріалами дисертації опубліковано 18 робіт, а яких

відображені основні положення і результати. І

Структура і обсяг р егбот н. Дисертація складається із вступу, 4 .

глав, висновків, списку використаної літератури (198 найменувань) і додатків.

Робота викладена та 154 сторінках машинописного тексту, включає 37 рисунків та 18 таблиць.

ОСНОШШЙ ЗМІСТ РОКОТИ.

У вступі обгрунтовується актуальність і мета досліджень, вказана наукова новизна і практична цінність робота, проводиться короткий сляя літератури і описується математична модель мтяровузального охолодження рідшій і газу.

Проведений алаліз теоретичних і єхспернкгіппльиік робіт г.о створенню та удосконаленню плівкових ТМА, виконаних п ОДАХ, дозволяє сформ> лювати нові задачі дослідження:

- у вкладку великих глибші охолодження (Лі > 5 °С ) при всіх схемах контактування фаз необхідно враховувати нелінійну залежність р" (t) і розвинута націй-основі чисельні розв'язки мдповідшіх задач TWO;

- розглянути різноманітні схеми контактування фаз (прямо-, проти- і пере-

• хресноточиу) з метою обгрунтованого вибору однієї з них;

- одночасно з основною схемою непрямого випарозувяльтого охолодження розглянупі регеративиу схему, що забезпечує більшу глибину охолодження повітря;

-виконати аналіз нерівномірності розподілу рідини на основі системі? під-

• ценірово-струмпиних форсунок та відпрацювати рекомендації зведення до мінімуму шкідливого впливу нерівномірності; .

- відпрацювати методики розрахуіису плівкосіїх ТМА вентилятерних чротн-і перехресноточних градирень, прямо- і непрямо-Енлгровувальних повітреохо-лодягугатіп з урахуванням нерівномірності зрошення рідини та опроЗугтпг ці методики при розрахунку та конструюванні апаратів. '

В- 1 главі досліджується ТМО а плоскопаралельному насадочному шарі при протпточиШ безхвильовій течії фаз, як,ти розглядається в нелінійній системі диферснціГших рівнянь з граничними умовами (1 ) '

— = а,(в-П + Ь.<Ь-о*'). -.p'4(t)

при х=0 t = to, прк x = H 9 == би , р = рн,

де

Відомі аналітичні розв’язки задачі ( 1 ] у випадку лінійної залежності р" = пі + її 1, одержані в працях Бермана, Кирилоза та інших.

' Ці розв’язки мажуть 'іастосовуватіїсь в інженерній практиці тільки у випадку кезелилої глибини охолодження фаз ДІ ^ 50 С . В іншому випадку (при ДІ >

> 5 0 С’ ) відомі аналітичні розв’язки призводять до значних похибок і це насамперед стосується апаратів інтенсивного охолодження з рециркуляцією рідини. Тому у проіїоіюьалш роботі розвиваються зокрема чисельні методи розв'язку задачі (і) з врахуванням нелінійних залежностей р"- р"(і), Сі = Сі (0, с2= сі ( 0 }, а саме - ..

їй—^-------= 0.341966- 3142.305І---------?----------1 +

98С(>6.5 И~ 273.16 373.16] (2)

+ 8.21 І£~—~---------0.0024304(100- І)

ї + 273.16

При чисельному розв’язку задачі ( 1 ) використовується схема Рунге-Кугга. Гіротс, як було показано академіком П.Л.Капіцею, процеси ТМО у двохфазній системі плівка рідини -газ ускладнюються хшілеутворешіям поверхні розділу. І для дослідження процесів ТМО при сильних гідродинамічних взаємодіях фаз ( у2 > 3 м / с, Неї > 30 , режим іитененвного хвилеутворення ) необхідно враховувати хвилевий механізм тепло- і масолередачі. З цією метою проведено статистичну обробку експериментальних дзних В.М.Олевського і методом найменших квадратів отримані хвильові хараетеристики плівкових течій, а також проведено кількісігу оцінку хвилеугворения на втрати тиску газового потоку і коефіцієнти тепло- і массоБІддачі кожної із фаз. Тоді коефіцієнт теплообміну визначається за формулою Кадєра, як при русі в шорсткому каналі ( висота еч елементів шорсткості дорівнює подвоєній амплітуді хвиль, а період шорсткості р - довжині хбиль). •

(3); "

де ^=1/18(2.51п(сі4,/2є) + Вс(«)-3)}2, к,= е,Ке2 (^/8)1/2, '

= V 4ф / V}, М = 4.9 (к+ )1/4 - 3.03 Ь к+ т В ( а), Єї — е / Л,

йзф = сі2 [(1 -2е. )’ +2с,(к-2)г (27.58с, +2е,к)і(243к)1, В ( о) - 1.79 <у045 ,

о = 1-2е,)г, В0 ( о ) =10 схр (-0.3.С ) +1.5 о"45, к = р / с.

Формуй Кадгра здстосоьуюгься в інтерзалі 410і і Кед і 410°,

З €-10’ ,ег і 1,1.2 £ к 5 11. • ” ' '

N11 -

а, її

24.

'■2

3.031п(ае2 м - *.8б + 9.57

На рисунку 1 подані результати розрахунку температури рідини І на пнчоді з ГРІЇ-8 в 'залежності від швидкості повітря. ( Тут і далі розрахунки проводились в оріснтуї ;шіі на типорозмірні ряди проти- (ГРИ) і гмрсхресноточиих (ГРН.-П) градпредч а також побутових кондиціонерів (БКПО), розроблених в ОДАХ. Цифри 50 (м3 /г) відповідають продуктивності ТМА по охолоджуванії! йоді. В розрахунках брались до уваги характеристики прцесів ТМО в межах регулярної наладки (ГК) без урахування інших елементів гпар.тга).

В розділі 2.2. глави 1 проьедено дослідження інтенсифікації процесів ТМО при використанні гофрованих робочих іісзерхонь насадок з регулярною шорсткістю. Коефіцієїгг тепловіддачі розраховується за формулами Кадера ( 3 }.

Результати розрахунку І на виході з ГРН-50, яісі подаються на рисунку 2, дозволяють зробити висновок про більшу ефективність апарат з алюмінієвими листами насадки, чим з пластмасовими:

Розроблені чисельні схеми розрахунку застосозувхтлсь і для повітроохолоджувачів неггр ямо-ш парозувального типу.

Результати розрахунку температури повітря 0 на виході із кондиціонера ЬКВО-0,5 подані па рисунку 3.

В розділі 5 глази 1 розглядаєтеся розв'язок задачі ТМО для прямотечіі фал за допомогою інтегральних перетворень і теорії лишків.

Отримані розподіли те.мперагур рідини і газу, а також парціального тиску і розраховуються коефіцієнти тепло- і масовіддачі для них.

В 2 главі досліджується ТМО при перехресній течії фаз, математична модель . випаровувального охолодження у цьому випадку має вид:

—і = а* ( 0 -1) -і- Ьі ( р - р" ), р"^-Г(0,

дк

. £®=аіо-е), ^р = ь(р"-р), •' (4)

• дг дг

при х = 0 І - ^ , ■ при х - 0 0 = 0о, р = р„ ,

а коефіцієнти рівнянь такі самі, як у формулах ( 1 ). , '

Для отримання чисельного розв'язку, де р" задасться зале.кністю (2), використовується метод сіток. Причому оператори диференціювання рівнянь ( 4 ) апроксимуються правими різницевими похідними.

Аналогічно І главі, як приклад, ро-гля дасться розраку«Ьл 1, 0 , р н.ч іі'іході злрсхресиогочних іраднрень з гладкими і гофрованими листами і перехресно-точного кондиціонера ІЖВО-0,5. На основі цього можна зробиш г.исшток, шо протиточна схема відзначається більшою інтенсивністю процесів ТМО - в 1,5--1,7рази. Проте пене комиеі/су" росту еисрттггрж Лр лринрогитоиі з

- а -

Рис. І. Залє>іність температури води т.н на виході з Г'РН-8 від швидкості повітря у'0 :

без урахування хвдлеутворенін, 2-з урахуванням хвилевого характеру течії плівки,

о - експерійіекі (Сіхорська).

т

Щ м(с

V

33-

3.'

і 3,5~ 6 Уо^/с

Рис. 2. Залежність температури водк і н на виході в ГЕЕ — БО -від швидкості повітря >Т0 :

1 - алюмінієва гофрована- з Ш

поверхне, '

2 - пластмасова гофрована з НД

яоверхкя, • ;

З - плоска алшійісва поверхня. , .

і 3,ї б.

Екс. 3. Залежність температури ловгтря 0о ка виході з БК30-0,5 від його швидкості 1)1: „

І і з - відповідно' дня алшінгевоі

1 пластмасової' поверхонь ана-і' :

. літігашй розв’язок задачі", 7

2 і 4 - чисельний розв'язок, ■> -

о - ексцершент (Дорошенко). ’

’УП'Л/с - ■ • 7 ■

1,5-2,3 рази віжче за Др при перехресному тоці, що збігається з дослідженнями Е.М.Сікорської

Метод сіток використовується також для розрахунку плівкових апаратів непрямого випаровувального охолодження, які пізніше знайшли широке застосування в системах кондиціювання повітря. Досліджується математична модель процесів випаровувального охолодження повітря в плоскопарапельному навалочному модулі з регенеративною схемою руху фаз. В результаті інтенсивного випаровування і рсциркуляції температура шару рідини, яка стікас по вертикальних стінках щільових каналів контактного пристрою, стає значно ни;хчою за температуру оточення. Первісне охолодження потоку повітря шаром холодної рідини здійснюється в сухому каналі непрямим шляхом через роз'їднуючу їх стінку, а далі потік повітря нанрачлясться в зрошувальний канал, де подальше підохолодасення відбувається в результаті контактної взаємодії з випврочувапь-шш шаром рідкий. Математички?! опис цих процесів при конденсації повітрл подасться такою задачею математичної фізики: .

ІІ“а,(0в-О + Ьі(р-р") + сі(в-О.-р"-Г(О,

дх

.'ІЬ.^»Мр"-р).- ^ = с:(1-0),

дг дг дг

а, = —Н.2— . , с,

Сі<3і СіОі сіОі

а2=-іі^ , Ьг~і,біМі: , с:-__І1__,

. с20г С>2 Сг0сса

при х = 0 1 = при 2 = 0 0 * бо, при г-І р = ро , 6в = 0во •

Результати розрахунку температури повітря 9 на виході з апарата подаються иг рисунку 4. . .

У 3 главі розглядається питання про нерівномірність зрошування робочих поверхонь насадок і вплив Йотхі на ефективність ТМА. Формузаніи десх-фазйого газорідинного потоку водорозподільним пристроєм здійснюється за допомогою відцентрово-струминних форсунок. .Щоб досягти максимальної ефективності робота насадки необхідні» правильно розташувати зрошуючі З поверхню розпилювачі. 1

При паралельній роботі декількох форсунок взаємна накладка факелів і випадання рідини на стінки апарата на рівні поверхні ішездки' іюзнн;и бути мінімальними. Ці умови еідповідаїоть мінімальному {Значенню коефіцієнта надмірного зрошення І~!3ф / Ба ,де Йф і 3А - відповідно сумарна площина факелів усіх розпилювачів і площина перерізу апарата на різні зрошувальної поверхні, а їх виконання визначається формою перерізу еоагаїсгаої зсім.

Як свідчить аналіз, проведений за значеннями температур рідини на виході з апарата оптимальне зрошування дія насадок з прямокутним перерізом (рис.5) досягається при розстановці розпилювачів у вузлах сітки, відстан?> між якими а = 2r cos <р, b = 2r sin ip ( J = 1,57 ). При цьому радіус факела і його кореневим кут оЗчислююі ься за допомог ою співвідношень

r„ = d/(2n)l/J (5), у 2 arclg ( rn / h),

де n - кількість розпилювачів, Ь - ьідегаиь від вершини факела до насадочного шару; ддя прямокутної насадки d дорівнює середньому арифметичному довжин її сторін.

Порівнюючи довжину прямокутної сітки [Д.Г'.ІІажи, В.С.Галустов.Ос-наш техішкч распьишва чия жіідкосгей.-Москва: Химия, 19S4.-256 с.]

d = (пм -1 ) а + 2 (г„ - у) з формулою (5), одержуємо: у ■= гп( \-2іаІ 2),

(у - висота сегмента, який відгинає сторона насадки бід перерізу факелу на рівні поверхні, а - відстань між центрами факелів на цій поверхні). Отже, для оптимального зрошення насадки необхідно, щоб відношення висоти сегмента рідини, яка випадає на стінку, до радіуса факела на поверхні було близько 0,3.

Крім того, виходячи з вимоги-рівномірності густини зрошення по периметру канапа, відстань h повинна бути не менша за відстань 1< від вершини факела до зони диспергування суцільного струменя. '

Експериментальні дані показанії, по факел, який сформувався, характеризується об'ємною густиною крапель р = 5-Ю'5 - 8-10°. Це відповідає роз-

ташуванню форсунок на висоті її ■= 25 f 40 см над наеадочяим шаром. Виходячи з геометричних міркувань, отримана відповідність між висотою цт-кела до початку диспергування рідини і параметрами форсунки у і dc ( dc -а;.1 cvp вихідного отвору форсуики) Ь = dc ctg ( у / 2 ) І ( 2 (Зш).

З урахуванням нерівномірності зрошення шукані функції обчислюються за формулами

t,„i4 = К| t; + К212,6,-их — Кі 0і +- Кг 9j, = Кі pi + K2P2,

де K> ■= 1 - К; , JC2 ~ г2 п]п ( пуп -1 ) ( зс - 2 ) У ( 1 • II )- - відповідно коефіцієнта нсрікно.'іірносгі зрошення для одно- (і=1) і двохкратно (і=2) зрошуючих дигьниць поверхні. На вплив різноманітиого розташування розпилювачів на ефективність аааргла Еказує коефіціпіт ефективності кг ~ Рц / Fp , де Fh і Fp

- відповідно ефективності нерівномірного зрошення і рівномірного, коли вся поверхня насадки без накладай факелів змочується рідиною (ді процеси ілюструє рис.6 - ГРН-ЇС). Ефективність апарата обчислюється за формулами:

F =• О і) / Ар, і] = At / (tM - т ), Q = Gi сі At, Др = 4 Pi W H / 2 d ,k, d* = 2bo ,

ТІ -

Рио. 4. КртїЕа І сіглсуо залежіc"* то,.:;,с,)аїуі<:! повітря їм Б’-Тлод: з нспрл/іс-іищароі.утіальїіого апарата від ;иг';:ухст; ос-

НОГЛОГО ПОХОІГ/ TXCEjTprVJ,

крива 2 - пріг рої^гр'л/.^ціт води,

<- - сг.спорк.ісит (Яр/олс-

БИЧ) .

Vo м/с.

Ряс. 5. Наіоагжг'лькхізо ро далосяро зтітавачі в При прятлсууткгй с}Зр.МІ ' перерізу граіі№.:іх отіііск.

Рис. 5.'Залежність температуря: вода ^Ні на еесоді

з ГїК-bU від шбддкосп нові гра

1 - оптамалі-нб розт;іи:ге:;Л' ня posinonoBan lzY^f.- ”

2 - розтаіїуіанчк яра іід-сулюсті вгазданкя рідіпш на стінісу ! ЗЕае:гтог уін-

кладки фзг.ени (&с~-0,6?'),

: О - ' екет.'йр-ЕЛСЕТ (Сілорзь-ка),. відлові дшЛ 2.

\ обраховується за формулами Кодера (3), а для перехресноточних апаратів у співвідношенні для До величина Н замінюється величиною I. Рисунок 6 свідчить, шо у в чпэдку 1) процес ТМО відбувається ефективніше, ніж без урахування умов на оптимальне розташування розпилювачів. Тому для проектування апаратів рекомендуємо саме ціо схему. Експеримент показує, Іцо чисельний розрахунок дає досить наближені до течких резулыати.

4 глава містить інженерку методику проектувати ефективної плівкової апаратури, яка враховує нерівномірність зрошення шару шеадки системою від.Чснтроьо-струмишшх форсунок. Розрізняють дві основні задачі розрахунку контгктіюго пристрою: пряму - для існуючого апарата визначити оптимальні режими його роботи, і зворотню - спроектувати апарат з мінімальним!! затратами енергії і матеріалу і максимальним переїздом температур. Прлма задача і її розв'язок для різноманітних схем і способи контактування фаз розглядається в главах 1, 2, 3. Вихідними даними для зворотньої задачі є режимні параметри -на вході в апарат і, 6, р, ОЛ Д^ сц , А.; характеристики насадочного шару -р, е, Р, Е, 5* , Ьо ; вузол содорозноділу - кількість форсунок в ряду, їх тіш, паспортні дані, набір характеристик вентиля горів. Шляхом варіації кількості форсунок, висоти насадки, відстані між листами визначаються розміри насадки, яка забезпечує заданий ступінь охолодження рідини Ді, відстань від розпи-ювачів до робочої поверхні, кількість листів, швидкість і виграти газу, гідравлічні витрати апарата і його ефективність, підбирається вентилятор. Аналогічно для іншого типу вентилятора можна знайти характеристики контактного пристрою при його компановці з новим вентилятором. Тип вентилятора необхідно змінити, якщо стримані значення основних параметрів непридатні для конструювання апарата.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ.

1. Для градирень у випадку малих перепадів температур рідини Д1£4*

г 5 °С при розрахунках розподілу температур і парціального тиску по висоті апарата можна застосовувати лінійну теорію і зв'язані з нею аналітичні розв'язки відповідних рівнянь; у випадку, коли Аі > 5 6С необхідно враховувати нелінійну залежніст ь р" == Г ( г) ( 2 ) і для дослідження процесів ТМО застосовувати чисельні розв’язки. ■

2. За допомогою чисельного розв'язку рівнянь конвективного ТМО, який описує пронеси вкпаровувального охолодженім, методами Руиге- Кутга і сіток підтверстсується вже відома порівняльна оцінка плівкових апаратів прстпі- і перехресної очного тину, яка перебуває в стані зростання інтенсивності та енер-говитрат для протиточішх апаратів по відношенню до перехресноточних. Кінцевий вибір схем контакгуванкя визначається характером поставлених задач. Перехресні схеми здебільшого застосовуються дл* ТМА в системах кондиці--

юваїшя повітря’ протиточні - при дифіціггі місцезнаходження, габаритів та ваги.'

3. Поданий алгоритм чисельного розв'язку задачі ТМО для кондиціонера непрямого випаровувальиого типу і програма, яка його реалізує, дають відхиленій розрахункових значень температур на виході від експериментальних не більше *11 %.

4. Внаслідок досліджень різноманітних сх<ч розташування розпилювачів над шаром прямокутної насадки знайдена найоптимальніша, яка відповідає мінімальному значенню коефіцієнта надмірного зрошення J = 1,57. Тоді розпилювачі необхідно розміщувати у вузлах сітки, відстань між якими визначається виразами: а = 2r cos cp, b = 2г sin q>, а відношення висоти сегмента рідини, яка випадає на стінку, до радіуса факела на поверхні повинно бути близько 0,3.

5. Отрїімані аналітичні співвідношення для коефіцієнтів нерівномірності зрошення, які дозволяють з більшою точністю установлювати значення основних параметрів процесів ТМО.

6. З урахуванням взаємодії з системою зрошення вироблена методика прямого і зворотнього розрахунку контактних пристроїв ТМА: вентиляторних проти- і перехресноточних градирень, а також повітроохолоджувачів прямого і непрямого випаровувальиого типу для систем кондиціювання повітря.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ ВІДТВОРЕНО У ПУБЛІКАЦІЯХ

!. Вилок-А.В. К вопросу о повышении эффективности работы контактных аппаратов II Ринкові важелі та стимули розвитку господарчих систем: Межйуз. сборник; 1997. -Вып.1. - С. 139-140. . .

2. Вішок А.В. Расчет экологически чистых систем с низкими энергозатратами // Ринкові важелі та стимули розвитку господарчих систем: Межвуз. Сборник -1997. - Вып.1. - С. 62 - 63. .

3. Вішок А.В. Сравнение технико-экономических показателей некоторых устройств для охлаждения жидкости // Ринкові важелі та стимули розвитку господарчих систем: Межвуз. сборник -1997,- Вып.2,- С, 40-45.

4. Витюк А.В. Оптимальное орошение контактных устройств пленочных аппаратов с помощью форсуночных распылителей. - Киев, 1995.- 8 с. - Деп. в ГНТБ Украины 02.06.95, N 1409-Ук 95.

5. Витюк А.В. Расчет оптимальной расстановки форсуночных распылителей пленочных аппаратов для холодильной техники //Тез. докл. 60-й учебно-методи ческой и научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и студентов Одесской государственной академии Голода. - Одесса, 1995.- С. 47.

6. Витюк А.В. Расчет тепломассообмена в плоскопараллельном насадочном модуле косвенно-испарительного аппарагга. - Одесса, 1996. • 3 с. - / Информ. лиоток N 102-96 - ОЦНТИ.

7. Кириллов В.Х., Витюк А.В. Испарительное охлаждение воды в контактом устройстве прстивоточной вентиляторной градирга.- Киев, 1994.- 9 с. -Деп. в ГНТБ Украины 12.04.94, N 683-Ук94.

8. Кириллов В.Х., Вилок А.В. Испарительное охлаждение пленки жидкости при перекрестном токе фаз и тепломассообмен при косвенном испарительном охлаждении сред. - Киев, 1993. - 7 с. - Деп. в УкрИНТЭИ 25.03.93, N 661-Ук93.

9. Кириллов В.Х., Витюк А.В. Косвенное испарительное охлаждение при пря-моточиом и противоточном течении фаз. - Киев, 1992. - 9 с. - Деп. в УкрИНТЭИ 17.12.92, N 1997-Ук92.

10. Кириллов В.Х., Витюк А.В. Математическое моделирование гидродинамики и процессов испарительного охлаждения жидкости при противотоке фаз в насадке с гофрированными элементами. - Каев, 1994. - 12 с. - Деп. в ГНТБ Украины Off.Q4.94, Ы627-Ук94.

11. Кириллов В.Х., Виток А.В. Математическое моделирование гидродина-

мики и процессов испарительного охлаждения жидкости при перекрестном тогез фаз в насадке с гофрированными элементами.- Киев, 1994. - 12 с.- Деп. в ГНТБ Украины 08.07.94, N 1259-Ук94. '

12. Кириллов В.Х., Виток А.В. Математическое моделирование процессов тепломассообмена в пленочных аппаратах косвенного испарительного охлаждения. - Киев, 1993. - 13 с. - Деп. в ГНТБ Украины 18.08.93, N 1769-Ук93.

13. Витюк А.В., Кириллов В.Х. Моделирование процессов тепломассообме-

на в плоскопараллельной насадке вентиляторной градирни,- Клев, 1993. - 13 с. -Деп. ь ГНТБ Украины 11.08.93,N 1700-Ук93. .. .

14. Кириллов В.Х., Витюк А.В. Тепломассообмен испарительного охгшаде-

шп жидкости в плоскопараллельной насадке. - Киев, 1993. - 9 с. - Деп. б ГНТЕ Украины 26,07.93, N 1б07-Ук§3. • |

15. Випок А.В., Витюк В.Ф., Кириллов В.Х. Применение метода Винера-

Хопфа в теории конвективного тепломассообмена.- Киев, 1992,- 17 с. - Дет. I УкрИНТЭИ 17.12.92, N 1996-Ук92. . / ,

16. Витюк А,В., Кириллов В.Х., ВитюкЪ.Ф. Сопряженный теплообмен в ус

лоаиях прямотока двух фаз // Тез. докл. Республиканской научно-метода ческой конференции, посвященной 200 - летаю со дня рождения Н.ИЛо бачевского. -Одесса, 1992. - С. 47. I

57. Кириллов В.Х., Витюк В.Ф., Витюк А.В. Тепломассообмен при пленоч иом течении жидкости в контакте со спутным потоком газа. - Киев, 1992. - 9 с

- Дсп.» УкрИНТЭИ 31.08.92. N 1373-Ук92. .

18. Кирилов В.Х., Вилок В.Ф., Виток А,В. Устойчивость ламинарного теме нил тонкого слоя вязкой жидкости по вертикальной поверхности в контакте

урбулеитным газовым потоком. - Киев, 1992,- 27 с. - Деп. в УкрИНТЭИ 16.08.92, N 1332-Ук92.

УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ.

е,У^е - рсі координат; Н,Ц1 - висота, довжина і широта насадки,м ; ^ 0 -•емпература рідини та газу, °С; т • границя охолодження, °С; р - парціальний исх пари, Па; період виступів РШ, м; е- висота виступів РШ, м; Р,Е - період та іисота гофрування, м; сі - діаметр, м; Ь - відстань між листами, м, 5, И - товщина ілівкн рідини, м; г * ширина канала, м; ч - фронтальна густина зрошення, кг/(м :); р -густина, кт/м3 ; о - питома теплоємкість, Дж/(кг °С); ио , у0 - середні по іігграті швидкості рідини та газу, м/с; а - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м °С); р - коефіцієнт масовіддачі, віднесений до різшщі концентрацій парціальних пеків, с/м; X - коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м °С); а - коефіцієнт 'емпературо провідності, м/с; Р - барометричний тиск, Па; О - коефіцієнт молекулярної дифузії сумішу водяна пара-повітря, м /с; ' V - кінематична і’язкість, м/с; г - теплота паротворення, Дж/кг; Не, N11, БЬ - числа Рейнольдса, -іусельта, Шервуда

ІНДЕКСИ ТА СКОРОЧЕННЯ

І -рідина; 2 -газ; п-пара; осн, в - основний і допоміжний потоки; - стінка;

і - на поверхні розділу ріднна-газ; т - турбулентний; эк - еквівалентний; эф -їфективннй, вых - на виході; ТМО - тепломасообмін; ТМА - тепломасооб-иінниЙ апарат, РШ - регулярна шорсткість.

АННОТАЦИЯ .

Витюк А.В. Тепломассообмен в контактных устройствах пленочных аппаратов для холодильной техники с учетом неравномерности распределения жидкости. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических ааук по специальности 05.04.03- холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования. Одесская государственная академия холода, Одесса 1997.

Защищаются 18 научных работ, которые содержат теоретические исследования гидродинамики и тепломассообм ера пленочного и струйно-пленочного гечени* по гладким и гофрированным с регулярной шероховатостью поверхностям в контакте с газовым потоком.

Разработана численная методика решения нелинейных задач теплового расчета насадотного слоя вентиляторных градирен и воздухоохладителей, а

также принципы оптимального распределения системы центрОбежно-струйны форсунок орошающего устройства при различных схемах контактирования фаз С учетом неравномерности, орошений создана инженерная методика проекта рования эффективной пленочкой аппаратуры прямого и косвенного испаритель кого охлаждения.

* Ключевые слова: гофрированные с регулярной шероховатостью поверхнос та, вентиляторные градирни и воздухоохладители, насадочнцй слой, систем; центробежно-струйных форсунок, орошающее устройство.

. SUMMARY '

Vityuk A.V. Heat and mass transferin the contact devices of film apparatusfo refrigerating masbines allowing for irregular irrigation of liquid. Submit one’s thesis fa Candidate degree of-Technical Sciensis by speciality of 05.04.03-refngerating aa cryogenic engineering, systems of condition.The Odessa State Academy of Refrige ration, Odessa 1997. • I

18 scientific papers are presented for consideration which contain the theoreti research of hydrodynamics, heat and mass transfer of films and stream films of liquid flow on smooth and regular rough corrugation surfase in the contact with airstream.

Designed are the numeric mehtod of nonlinear problems solution of fan towc packing layer and air coolers, and optimal distribution principle of centrifugal-spra injectors of irrigation apparatus with different phase contacts scheme. Allowing fc irregular irrigation the engineering procedure of effective film apparatus for direct an indirect evaporation cooling have been created. j

Key words: regular rough corrugation surface, fan towers and air cooler packing layer, centrifugal spray injectors, irrigation apparatus. ' '

Підписано Щ Друку 5.05,07 p. Замовяо.'шя 3C4, формат паперу 60*84, Х/16, обсяг - /І др. арк.

Tup. ІШ пртаіркиків Одеська дср&шіа холоду