автореферат диссертации по энергетике, 05.14.05, диссертация на тему:Теплообмен при движении в трубе жидкости (Н-гептана) сверхкритических давлений

7 П П П

1 и ы ■ I

азербайджанская государственная нефтяная академия

На правах рукописи

АРАБОВА ИНАРА ТАРИШ кызы

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ДВИЖЕНИИ В ТРУБЕ ЖИДКОСТИ (Н-ГЕПТАНА) СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ДАВЛЕНИЙ

Специальность 05.14.05 — Теоретические основы теплотехники

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканне ученой степени кандидата технических наук

БАКУ - 1993

Работа выполнена в Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Научный руководитель:

•доктор технических наук ИСАЕВ Г. И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ИСМАНЛОВ Р. Ш.,

кандидат технических наук, доцент ЗЕЙНАЛОВ М. Б.

Ведущее предприятие: Сумгаитское производственное объединение «Оргсинтсз».

Защита состоится « У/• » ¿кМ^&ЛЪьЬ- 199$ т. в /,2. . час. на заседании специализированного совета Н. 054.02.01 при Азербайджанской государственной нефтянол академии по адресу: ЗТ0601, г.Баку, проспект Азадлыг, 20,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Автореферат разослан « Я ■ » ^еК&^.гХ. 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

АГАМАЛИЕВ М. А\.

В УСЛОВИЯХ СВД »"Ь^^п^О'

-выявленные закономерности изменения температура теплоотдав-цей поверхности стенкп трубы в зависимости от 'плотности теплового потока и в.доль трубы при переходном режиме ьынуждеиного движения в условиях СВД.

-результаты исследований влияния различных факторов (направление течения жидкости, ориентации обогреваемого участка в пространстве, скорости потока и размеров ТВЭЛа) на процесс теплоотда^ чи н-гептана в условиях СЗД.

-результаты исследований пульсацшнного режима теплоотдачи, приведённые рекомендации, определяющие границу перехода к улучшенному режиму, влияние свободной конвекции на теплообмен и грани 151 этих явлений, а также разработанные уравнения для оценки интенсивности теплообмена при движении жидкости в трубе в условиях СЗД.

Апробайта работы. Основные результаты докладывались и обсуждались :

1. На 8"0Й Всесоюзной конференции "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах", Ленинград, 1990.

2. На Международном симпозиуме "Энергия, экология и экономия", Баку, 1991.

3. На 2~°м Международном форуме по тепло- и массообмену,Нянек, 1992.

4. На 9~ой тегогофизической конференции'СНГ, Махачкала, 1992.

5. На Республиканской научно-технической конференции по тепло-.физическим свойствам веществ, Баку, 1992.

6.На Республиканской научно-практической конференции "Эколо-гия-93" Сумгаит,1993. __________________

Публикации. По теш диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введе'ния, четырех глаз и выводов,, общим объемом 231с. (включая 62 рисунка, список литературы из 152 наименований и приложений■на 62 страницах).

Краткое содержание работы

Во введение обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, сформул!фованы цель исследования, научная новизна, практическая ценность, изложены основные положения, выносише автором на защиту, приведены сведения о реализации и апробации результатов исследований.

Первая глао;". пэсвнцеиа огшсашзо проблем.! теплообмена при СКД и обгюру основных работ. Ла основании анализа отге: работ с додал вывод, «то окспериме!ггаль кь;е давимо ьо томперятуртку роиму стенок труб пра переходи.')'.! ре::;г:.:р ¡¿¿нукденногс цвихенкл '^ег.лс.ш-сителей в канале о различной •-•ркентацией в пространстве с уч^го:,-кзкенгнкл направления течения ¡киг,коеги .в условиях к^ийнс о:--роничеш, отсутствуют окончательше рекомендации лдг оценки интенсивности теплообмена, что о&усмшлиьаст нооиходо-оеть прооехю-С нии нейякх исследований.

Во птурой главе рассютрен оксперимснтальн:й стенд, методика иссшедованг.-!, погрешности пзмере-нил осшыых величин, мигедика обработки оштшх цаишх V! результаты тарировочшх опытов.

Укспериыенталышя установка предстедляс? собой разэм- нушс циркуляцюмшй контур {рисЛ). Кссясцужзк кцвкисть из папского бака поступает в приём насоса высокого давления, а затем последовательно проходит успокоительную ёмкость, термостат, рабочий участок теплообменника, холодильник, мерный бак и возвращается • в напорный бак. Все узли установки, контактирующие с рабочей средой, изготовлены ю нерл:аве;ацей стали* Рабочим участком установки являются трубки пэ стали Ш18Ш0Г и ОХ18ЩОТ (с!& =1,91+4,10, Е =0,46-;0,5 1; •£ до 500мк), сюпткросакнае на текстоадтоюй плате в горизонтальном полозкенш;, которой мжет поворачиваться на любой угол вплоть до вертикального положения. Он обеспечен участком тепловой и гидродинамической стабилизации. Трубки нагревались переменным электрическим током низкого напряжения. Сила тока намерялось с помощью трансформатора тока к астатического амперметра, а падение напряжения на экспериментальной трубе вольтметром. Температура нарунш,'; стенки труби, а «также температура кидкости на входе и выходе из нее измерялись хромапь-авомелешш! термопарам;« из проволоки диаметром 0,2ш,;. Показания их регистрировались потенциометром Р-363-3 и цп^рсвак приборок В7-35. Температура теплоотдоюцей поверхности рассчитывалась по температуре наружное поверхности с учетом поправки на перепад температуры в стенки опытного участка. Давление- гшдкостк на входе к гаходе из .труОкк измерялось образцовый! манометраъм. Б пульсацюнном режиме регистрации амплитуда колебания температуры стенки и Р жидкости производилась с помощью сш.хзпщуцик приборов. Расход жидкости определялся объемы« методом. Измерение экспериментальных величин производилось при стационарном тепловом режиме, которой обеспе-

пинался постоянством этих величин во времени. В результате обработки экспериментальных дангаш определялись значения- местного ко-г.'йипиента теплоотдачи, в десяти сечениях трубы. Яри горизонталь-•101: 'положении трубы производилось еще измерение температуры наружной стенки как по верхней, так и по нккней образующей трубы. Средняя квадратичная погрешность определения коэффициента теплоотдачи :с преьчшяла 14%, что является допустимым, учитывая сложность про-зеде'лм от:тов л условиях СКД.

В тту-тьс:' глазе приведен анализ результатов исследований теп-•.эо-дгчи при движении н-гептана в трубе с подводом тепла при раз-гкео!» ее ориентэцпм в пространстве с учетом изменения направления ■ечпг'я .годности, охватыветанх следующий интервал изменения режим-гне пчракетроз процесса:

!=(1,0С,-2,50)Ркр; Тс=(0,5942,02)Ткр; ^=(0,5041,02)2' =(4004

¿?гЗО)кг/:Гс; 0-г=5-1О441,УЮ7 и § « 5Ч04-$3'10° Вг/м2.

Представленные графики зависимости "Ь^ § ( ^) на рис.2 постро-ш ю токапанх«л;1 -термопар, расположоншх на расстоянии X =1П и 62!VI от схода в трубы^ для подъемного движения н-гептана при '=3,5МПа и^ОУ =625кг/!.Гс. Из рисунка видно, что эти зависимости . ретерпевают многократные изменения. До достижения "¿с , иссле-уеьай жидкости с погашением О, температура охлаждаемой поверхнос-и стенки трубы возрастает, шдчтачясь приблизительно прямолкнейга-у закону (участок АБ). При увеличение р приводит к срагиб-

ель но модлепшому росту ис , в результате чего образуется учалок ЕВ этой зависимости. После точки. В с пошпениеи значен;": г ¿наружен резкий рост Ьс по кривой ВГ. При определенных -г*лх О теплоотдача сопровождается пульсациями давления жидкос-а и температур! охлаждае^й поверхности стенки тг^бы. В пульсар-ионном режиме сначала "Ьс скачкообразно падает.1 (участок ГД), затем с увеличение» Ц, сохрздпстся. неизменно,*: ле несколько ■гижается. Из приведенного аналнза сладуот, что при определенных угоекях к? в записи!.© от и от С^. изменяется немонотонно и при гом интенсивность теплообмена то повышается то понижается. Шщ-зние интенсивности теплообмена соответствует участком Щ и ГДЕ, понижение - участку ВГ указанной зависимости. В действительное- • I, стрихозая линия ЕС, являющаяся продолжением участка АВ, пересо-1вт кривуа и точки, расположенные гыиа и ниже него, характернзу- • ' соответственно режимы с ухудшенной и удушенной теплоотдачей, швленша режимы а явшм ухудшением теплообмена в условиях СКД и ж< в опытах с углеводородами в случае совпадения налрав-

ления вынужденного и свободного движений нашла подтверждение в результатах исследований, проводимых в условиях взаимной перпендикулярности и взаимной противоположности этих движений (ряс. 3,4). Характерной особенностью теплообмена в случае противоположности вынужденного к свободного движений яблястся то, что прл прочих равных условиях значение "fee значительно меньше по сраы.сг.о с двумя остальными воеможнши вариантами (рис.5), к при & > 1,28 режим с уху.вдетой теплоотдачей отсу;-стиует и, сле^овател;,,-..:-осуществляется плавный переход от нормального к устойч.аюцу ре-ниму улучшенного теплообмена (рис.6).

На рис// представляй некоторые результаты исоледрв&ний влияние ДмОЛсню, , .'.л'-стораспо^о?лон1'.! тер.»пар, даиЫ и. диаметр... труби пи г.р-лцеас теплоотдачи при й\Ц. С шшпениек Р кнгенога-ность процесса теплоотдачи понижается, начало вэзникнз&гикл устойчивого pea.swa улученного тепло )5.K-ria, на5:гзз>г.с;',гм,о npr. ал су-ких "fcc к большое О, как п.; значения плотности тегаюыгэ norons так п по окечек»; теюереяцч oaiffjiuiss .-»ьерхности ете.-ись, перемещается и сторону ьозрастимш э«к (а). и

сравнение графиков i;t - j { О ) гокаилвьат, что закою^ерлост-и их изменения длк различных* сечений трубы мцеэтичш и скачкообразные снижение "Сс дли отгес сечений соответствует одному и тому гее значение О (б). Измерение "Ьс ю верхней и нижней образующим трубы показало, что различия d них зависит от J)W . При жальте числах Re и начзлыых режимах опытные точки слишягсч ыеад\ собой и расслоение кривых наблюдается при Q >4 10° Зт/ьг (в). " таких опытах максимальное различие ь значениях "t^ по ьерхг«й> и нижней образующю.; гру(У при (J =COnsx составляет 15 4 20'JC и, следовательно, его ыогшо не учитывать. При неизменном расходе разность по верхней и шиней образующим зависит от диаметра труб; чем больше диаметр тем больше это различие. Графики, представленные на рис .71 г,д) отчетливо по казн воют влияние £ и ¡j труби на s поскольку значения Т,у ,; соответствующие различным £ к О , подбирались не- зависимости 'fee. = ;f ( Ц, ). Полученные данные о влияния £ и d трубы на Ьц согласуется с рсзу.> татами исследований» проведении): Г.И.Исаешм с сотрудниками, И.Л-Кофенгауэом и М.Е.&сдоросым при вертикальном положении трубы.

В работе даемся анализ е сравнение данных, полученных по измерении амплитуда Р и 1С . Отмечается, что независимо от направления течения и положения трубы изменение хода те;дпературне

- b -

кривой в окрестности £ (уч-зотоя !?В) с яоследуящж.! увеличением <7, р>гчи:и рост ie (участок ПГ) сопроэозд^тся без доволня-толычах эффектов. Наличие- дачных, поцтяерящаших наступление улучшенного и ухудае»вг)го ?еля';оС«огог при отсутствии ТЛАК давлений, явно noKaiHBaer. <аа укязаннуе рекпш вос1гик?.:от у следствие силы:?го из.меношш Т'.-.-псфизичсеких ¡¡арсл.-етгос исс.зедуехой бойкости р а;;олсстоноч:ым слое. У-ггий'ачпй р":';'.им улугленного теплообмена, ИМСИДМЙ MCSTO при больших О ;; ШЗОКОЙ "fcg (уЧНСТОК ГДЕ), кач при "алых, тяк и больипх уиа-жккк J5IV еояро воздастся колебаниями Р яицклетн и i;e , лот жгу 171 кооргг итходэтея соответственно ь прощ-лах ÍC, -¡ (4-! 10)"С. :>70к ни tí о ином опнте но чоблпдг«гось нчцуи'ккя uwwcnrcr-i vpyQctt. Однако н-чли'гие их всо же, на пап взгляд, требует и далытойкп ршгоотррииз: допустимы ли они при роботе созываемого гчтрагп и не экездт ли отрп-иртгечмпе »оздзИстеис пгрчт.сть и ус гойпкк см>. }> результате исследований клаглено, «то ytjeiibpctfsw угла влияет на йчплитуг,у язмерзеюх лешкки и вр» горизонталью« положении трубу их зн.т-течие мск-ко пс срлшенк-s яру тая со галозунгами. Наступление ycrefl'wnoro рапвда улучшенного теплообмена объясняется те-рмчт-счим разлатснием п-гептяпа, к^пооредствс-.чт связанным с ним изменением амт'^упно-члетот!?.« ¡характеристик процесса и влияитн свободной конвенции на теплообмен. Фдгвермдадии фактом роо1!о;"лос1'и разложения н-геатана я8"яс-юя изменение его цвета о ходе исследован;-'.: « обратное вг-сфштсвмиз ft течением аря-лени, a laitao а отдеяыих случая?. пэлдогркззцли после эксперимента продуктов исслсдоьшмй.

« Рожи1,н с уаучаетюй теплоотдачей ярляктся глав!им условиям для проекгирования и создания ¡'длогабарвпих теплоебмекиых аппаратов. Поэтому .представляет интерес неэеоядеиио начальной грангар возникновения этого вида 'юплообг'.ока. GisiKserots иитенсиг-постя теплообмена при больших Q м га со so й i, ¡> у, ну-шлыкй момент- возникновения такого вида теплообмена зависят э основном от ? иJÍV/ . Для этого результаты исследований предварительно обрабатывались в виде <J^=HP) и было установлено, что эта зависимость првд-ставляет собой семейство паралель^х линий (рис.8а), что позволило определить степени при Р. В результате обработки результатов исследований в виде pñ^i^rjj^f^ f ^pW )(рис.8 б) было предложено следующее эмприческое уравнение для определения гранивд начала улучшенного теплообмена, которое справедливо при Р=Ц,09-»2,65)Р „

и рц' =(400+3500) кг/«/с

уиТтрр'\ри)°>у/с/)с>25 (п

В четвертой главе рассматриваются вопроси распределения -¿с вдоль трубы различных ориентации в пространстве с учетом изменения направления течения жидкости, изменение о£ в зависимости от отделы-ых факторов, роль свободной конвекции и обобщение результатов исследований. Показано, что появление дополнительных с#ек-тов вызывает нарушение монотонности распределения -¿с вдоль канала и границ этого нарушения, зависящей от Р к рм , определяется ш той же формуле (I), рекомендуемой дат нахождения . Графики, изображенные на. рис.9, построенные по данным, полученным для различных с соблюдением постоянства всех остальных условий эксперимента, подтверждает- влияние _р|>/ на характер из%:енешщ 1С . При большихнарушение кош тонкости распределения "¿~с шест место при относительно меньших значениях "Ьс я .для таких опытов при больших О, характерно гоявлзнис мако.ицрюв -¿с вдоль трубы.

Анализ результатов исследований- показывает, что влияние таких факторов как ориентации канала, изменение направления течения и давления жидкости на теплообмен оаг/.етш в области устойчивого ревима улучяенной «сшюогдпчи. В отличие о? первых двух факторов П0Е1шение Р приводит к сильному ослаблении ингенсивкости теплообмена в этой области (рис.10). Связь мкяду с1 О при улучшенном теплообмене представляется как ?>

(Х«*СуЛ . (2)

где С и а зависят от направления течения и положения трубы.

Вопрос о влиянии свободной конвекции на теплообмен решается путем обработки результатов, исследований в виде N0 = (-р^-• ) (рис.II). С целью определения границ влияния свободной конвекции из этих графиков были шбракы значения Хко и дальнейшая обработка результатов в-виде зависимости X «= § позволила предложить

уравнение, описывающее

(з)

в котором значение 1Т1 при подъемном и опускном движении жидкости составляет 0,787 и 0,880, для горизонтального положения трубы разно 0,125, а степень К .для рассматриваемых условий соответственно будет 1,01, 1,05 и 1,22.

Исследованиями в основном охвачен переходная режим вынужденного движения. В настоящее время отсутствует удовлетворительная методика расчета теплообмена в данной области даже в докритическом состоянии веществ. Результаты расчетов при использовании донных по теплоотдаче н-гептана показали, что уравнения

приемлемы .для описания теплоотдачи при нормальном режиме (участок АБ), В области ухудшенного теплообмена, то есть от -{;с ~ "Ьт+100°С до , для оценки интенсивности теплоотдачи можно воспользоваться уравнением .

„ , . 0,6 „ 0,43

' 15)

Как видно, описание сложных зависимостей -/(1) или с1 .-£(<£) единим уравнением теплоотдачи представляется невозможным и в таких случаях требуется разбить их на отдельные участки и .для каждого из них предложить соответствующее уравнение. Таким образом, остается вопрос оценки интенсивности теплообмена в области устойчивого рекима улучшенной теплоотдачи. Однако предстоящая задача является сложной, так как теории теплообмена, сопровождающегося ТААК давления, и даже методов обобщения опытных данных .для этого вида теплообмена пока не существует. Основной причиной этого служит недостаточная изучешюсть механизма процесса из-за его сложности. В этой связи с учетом наших сообрахе.т/Я относительно механизма процесса экепершентальше данные, соответствующие пульса-циоиному режиму, млдое отдельности подвергались обработке в виде зависимости -г^—= £ ((рис.12) . и в результате предложе-

ш нижеследующие критериальные уравнении для описание указанного вида теплообмена соответственно при вертикальном (подъемное и опускное движения) и горизонтальном положении трубы

. 16>

Расчетное уравнения (б)+(8) приме ¡¡я .отел при и хкр»

Эначемия последних опрел,с.т-щтся с помощью шртаений (I; г (3),

EL'dchih

1. Проведено исследование с малокзучешой области хонвептиьно-го теплообмена и получено более 3000 ношх экспериментальных значений коэффициента теплоотдачи при движении н-гоптана б трубе с подводом тепла при различной ее ориентации и пространстве с учетом изменения направлен»-: течения жидкости в сирозом диапазоне изменения режимных парачетрои процесса.

2. Установлено, что при t-'.алых скоростях течения н-гсятана в условиях сзерхкритичсских давлении характер еазпск-эстп í'¡. ~f ÍQ) слокшй, обусловленный возникновение:.: нормального, ухудшенного и улучшенного режимов теплообмена. Режк.\ы с явным ухудшением теплоотдачи в рассматриваемых условиях опыта с органическими теплоносителями выявлен.' при h.'Zs ~fc,n+ Ю0 С.

3. Наличие обилия экспериментальных даншх по теплоотдаче и их анализ позволили, установить, что при. совпадении направления вынужденного и свободного движений или не при их взаимной перпендикулярности переход к устойчивому режиму улучшенной теплоотдачи осуществляется скачкообразным падением температуры Ъхлоздшмэй поверхности стенки трубы. В случае ке противоположности утих движений обнаружен плавный переход к указанному ви.лу теплообмена. •

4. Показало, что незавиег,- от ориентации труби в пространстве И направления течения кидкос-i-., рекиа с у лущенной теплоотдачей сопровождается колебаниями температура стенки и давления жидкости, на амплитуда которых заметно влияет- положение трубы.

5. На основании настоящих к ранее провз.ценкал исследовании разработано уравнение (I), определяющее границ возникновения улучшенного режима теплоотдачи в зависимости от рехимшх параметров и размеров труб, справедливое .для различных режимов вынужденного движения углеводородов.

6. Обнаружено, что б условиях Р>Р ,íт интенсивность теплообмена (а соответственно и температура охлаждаемой поверхности) по .длине трубы крайне иеравкомерш. •

7. Изучено влияние свободой конвекции на интенсивность теплоотдачи и разработаш рекомендации, позволяющие определить границ перехода от'вязкостгого к вязкостно-гравитационному режиму в условиях данного исследования.

и. Регм'льтатг, кашднекшх расчетно-теорегаческих исследований лоог-<г.'л ' .>т':с;.:::ь ¡,.;^оз>»жиосль описания ттхих слог эавискюо-

, ::ак Ь* - f (Q.) или oi еду.нмм крн'Гери-.льнмм уравнсш-

ьозмо-кшотъ применения к нормальному ре-i 'I.-' Ьг,,) ,:з:-'Г.стг,'>:"> ура&ненгл теплоотдачи для турбулентного ре-.::',"1.., :/jч i 1~>ко:.:>нлЭ!р1Ч для оценки ячтепскзтсги теплоотдачи при учу г-. ¡!:•,;;;iu"i'0!s-r крптериолыг^й уравчси'иг (6)-(8),

глс *\тг-тil"...' p'iтеплоотдачу з области устэпчетого режима улу,г-л.п, пл.--от v»ki , и указаны грант?,; npi:мененил этих корреляции.

¿cxsumct обсзи-ч;ен1я: ?,Р]{р-давление, критическое давление ¿/¡lia; 1д. > ос-температура v-идкостя, стенки,°С; "fcm -псездокритическая теп-лерз.тура,°С; Ькр -критическая температура,°С; Х-раеотоягаи от входа в трубы до теркопар.ым; О, -плотность теплового потока, соотзет-стгугхцоя началу улучшенного теплообмена,Вг/t.f", pjV -массовая скорость ,кг/г.гс; Й9 :(?г , р;, , Pc , Nu -число Рейнольдса, Грасгофа, Ирандтля, Пекле, Нуссельта; -приведенная .длина "рубы,

ссотгетствуэдая иигевтелмпчу значен» числа А/и з точке ~ 'fia кривой Nu -f (jh')> характернзукцгл гршглцл перехода г г чага стного к шзкоетно-граЕмтаынонному рафику; £ и d .s ци-■ гметр трубы, мм.

Основное соцсриеше диссертации изяо:«?"0 в работах

Х.Исаев Г.11.,Арс£ова K.Î.,Мамелзв й.Х. 'Озрс-'.-леяие границ* перехода от вязкостного и Бязкостнс-грааитагшэнмому регетму при переходном режиме шнуядегаюго движения органических теплоносителей// « Зчергетика-1991 „-!."2.-G .116-120.

2.Арабова И Л1, Температурный режим стенок труб, охлаждаемых 'уганическими теялоносителями//Н^>ть и газ.-1992.-îf-7.-С.55-57.

3.Исаев Г.И. »Арабова S5.T. и др. Теплообмен при движении органических теплоносителей сверхкритических давлений//Тезисы докладов 2го Международного форума по тепло- и кассообмену. Минск, 1992.

С.80-8-1

4.Исаев Г.И.,Арабова И.Т.,Мамедов Й.Х. Исследование теплообмена з вертикальных трубах при сверхяртических давлениях органически.:.: теплоносителей//В кн. Технология обработки вода на Т?С, теплофизи-ческие свойства и теплообмен электролитов и жидкостей.-Баку.-1991.

5.Арабова И.Т.,Исаев Г.Н..СеидовМ.М. Основные факторы, влияю- ' щие на вторично 'улучшенный теплообмен//Нефть и газ.-1992.-№11-12.-С.63-68.

6.Исаев Г.И..Арабова И.Т. и др. Влияние направления течения жидкости и ориентации канала на теплоотдачу органических теплоно-сигелей//РеспуСлпканская научно-техническая конференция 1:0 тепло-физическим свойствам веществ.-Баку, 1992.-С.56. ' '

7.Исаев Г.И.,Арабова И.Т..Мамедов &.Х. 0 механизме теплообмена при турбулентном потоке жидкости в условиях сверхкритичссчих давленнй//Нефть и газ.-1991.-|\"2.-С.ЬЗ-57.

8.Исаев Г.И.,Арабова И.Т. и да. Теплообмен при переменное.?:! теплофиэических парауетров//1Х Теплофизическал- конференция СНГ,-Махачкала, IS92.-C.I28. '

9.Исаев Г.И.,Арабова И.Т., и ,цр. Об одном подходе определен:« температуры стенки горизонтальной трубы//Нефть и газ,-1992.-л'3-4. С.63-65.

Ю.Исаев Г.И.,Арабова И.Т. ,Македов £\Х. Шбор условий для создания экономически аффективных тешообмошж систетл/Дезисы докладов Международного симпозиума по энергии, экологии, экономике. -Баку, 1991.-С. Ш.

II.Исаев Г.И. .Абдуллаева Г.К. .Арабова И.Т. Исследование теплоотдачи от вертикальной и горизонтальной поверхностей к органическим теплоносителям в условиях сверхкригических давлений/Депло-энергетика.-1991.~РЗ .-С.70-73.

•12.Исаев Г,И.,Арабова И.Т. и др. Теплообмен при движении органических тепло носителей//! езисы докладов 8ой Всесоюзной конференции "Двухфазной поток в энергетических машинах и аппаратах".-Л., 1990.-С.178-181.

13.Кулиева И.Г. .Арабова И.Т. и др. Улучшенный резким теплоотдачи при сверхкритических давлениях органических теплоносителей// Инженерно-физический журнал,-1992=-Т,62 ,-.'Г»3.-С. 355-360.

14.Арабова И.Т..Исаев Г.И. Граница возбуждения термоакустических колебаний при дзипении углеводородов в трубе в условиях сверхкритических давлений//Нефть и газ.-1993,—М.-С. 16,34

15 1Л

иЛГСи!1&

гис.1.Схема экспериментальной установки. 1-напоршй бак, 2-насос 1:ысо кого давления .¿-холодильник, 4-успокаительшй ёмкость, 5-мерный бак, Ь-термостат, 7,12 и ¡¿-вентили, 8-токоразделитель, 9-теруопаш, Ю-потенциокетр, П-рабочий участок, 14,15-понижащий трансформатор и автотрансформатор, 16-образцовае маноиетщ, 17,18 и 19-с^юп1иушие приборы для регистрации амплитуде пульсации -£ и Р.

560

360

0,4

0,8

• . / Г с

Ь - 1 о - 2 / / V ' /

//> ,Д ь *......""-

/

Б/р #

АЖ

1,2

Рис.2.Зависимость"Ьс =¡$(<4,) при Р=3,5МПа,и Ш =625кгЛГс. 1-Х=Шмм и 2-162. 1

Рис.?. Исследование влияния давления (а), месторасположения термопар (б) и (в), ¡yinu: (г) и

диаметра трубы--на теплообмен.

3 4 5 6 7 Р

л

X

О*

г з

5 2

с. а.

н

Ю1 8

ч; > .¿Р»

& 0 •-1 ы-г о-ц

4

пЗ

2

ур

4 5 676 Ю^ Рис.б.Зависимости Ян-ц = 5 1Р) и К = 5 ): 1-наши данные, 2-5 ~ данные Исаева с сотрудниками.

650

у/- Ъ-Л

чЧ

1/ £

И №

у-О-О

V

450 350 250

150_

25 75 125 t Распределение^с. по .цдине горизонтальной трубы .Р=4,5МПа 645кг/м^с ^^О.ЗШ-Ю^т/м2; 2-0,666; 30,939; 4-1,096; 5-1,096; 6-1,603.

Рис.96

500

400

300

200

100

^_.! а.— А

* ь Г4 ____£

1 и X

{ 4 У ГГ-

С / 0-1 О-s »-2 й-6 ъ-з Ч-Ч *-8

О 80 160 С ,мм Распределение "¿с по длине трубы при Р=4,5МПа, 425кг/м2с

ц о

1,90*10 Вт/м*"; 2-3,38; 3-4,14; 4-5,60; 5-6,15; 6-7,38; 7-9,52; 8-10,90.

Рис.9а

80 160 е ,мм

Характеризуемые Ьс вдоль горизонтальной трубы при Р=4,5МПа,---=960кг/м^с: 1-4-3,92*105Вт/^; 2-8,27; 3-8,93; 4-12,91; 5-19,91 6-22,10; 7-24,51; 8-26,18. Рис.9в

Ни

325

225

125

450 650tü,°C Рис.10. Влияние давления на характер изменения коэффициента теплоотдачи в зависимости от температуры охлаждаемой поверхности g j стенки трубы; 1-Р=3,0МПа, 2-4,5

Ч

i

/I,747'I0;i .Вт/м^

/о

■ТГт

t/

ь/

•У

Т с Л-3

У

1,117

0,34.1

-О—Л~

0,5

ГГЗ

Na

0,9 С

L i Ped

и 3-5,0.

Рис. 11. Зависимо оти fin ~ Í- ("у ^ ) для вертикального {подъемное -а и оцускное -б двшокия) и горизонтального (в) положения трубы.

¿wjj-

IcC

ICO

50 Ñu

250 200 150 100 50

<5 j/i ,b¿b* i'J^ . /jy.'f

4 < ■Г--Г" n \ 0 T = Г ? )58 Т.1Я?

1

x Л -—® ^ 1 y sr Va" 0,30-.

3 • ¿ I ,í35-I 1,602

# ^ ,54 3

X

\ / /l.ICt i ¡

1,09: 0,27C

«JO i

ЖЗ

о,

с!-1

. г , . •) 1 1 ,Г 1 Л 1 >А' О.

Я

^Бт/п'"

я

6 8 ю7 <?г

Рис.12. Расчет теплоотдачи по уравнениям 14)-а, (5)-б и обобщение результатов при улучгешом теплообмене; &, г-соответствекш етдъе'.ьсе и опускное гвиасьгпг., д-го риз октальная труба.

м о

. - 21 -mm гкса иэзмш

Jykcgk еф^ектли кстялик мубалихэ гургуларинш'лазиЬзлэидирш--уэси'яз дарадмыясвннв ал в ¿риал и ¿оллариндак бйри пачи чисмдзн' Öoh-pv¡ тозjiirunjián ' jykcsx тэзокглэриэ встпфалэ' еяялмэси яэээрдэ тутух-хуг/кдзн йуяй зэглитио конвектлв яствлик мтбадиласвнан еэрёнилиаси встор елмя,ист&гео Т-'о практики dfotmjja? кзсб ёяир.Бахнлан шораитяо »•«пизквермэпян '>,jp>;-a.ipi< реяймлёряяип' ¿овчудлугу ейпшалы,баш верди прос.вларяп мотя'маюти итрэккэйлиja,опуи фязяки'Máh^jaTmnm л-эрк едалуо потииг*/jj«, кстютквермэнйн интепсивли.}йий бкргизмэтли характерна? naw'^hrs тонликлэрвн блыамзс.ч вэ Ьэмчиявн пнди^эдэк апа-раган тэдгегстларця озлэрякан аКатэ мэЬдудлугу мтгэхассислэрвн диг-гзтини чолб етд^аглои öy счЬэдз елш ахтариш зэ тэигигатлёрыа 'апа-рплмэсы пзкогз тгтд.M&rcoisyjryit во Ьэляиии квзлэзэн мэс'элзлэрдэн-г.иг«С.Упума элагодар лкссзртаси^а ппинда мэчбури довран контурлу тзлгигат гургус'унда уязснин вдтали^ вэзиззэтлй' боруларда Ьэрёкэтин иотмгамэтийин lo.vrti.'Dsv, дэ яээарэ адннмагла"реяиУ парёивтраэряиия • цел m sëjKT.b jftirepBó.'urapMHja тдягагамар апарнлмып,п?тичэлэр ЕШ-дз $йяо»аскдзгГ сбярз истилпйвермонйн" 1.'Н'?ейс1|влизйАи"'Sä бору дивары сэт-Ьанян температур речиивли хзраэтеризэ здэн итхтэлвф асылылыглар гу-

ру.змуз зэ ажа'гадзхн нгтггэяэр олдэ ехилшгэдвр*......

БоЬрзн тэззигкилпт .jvcooic tcá;} иглзрдэ кзчЯ/рн Ьэрекогг. >: квчид рекг.мяш-; -ohacj с-дол so йу pérínrco п-пптйянй йстклид...o~.;im бттбвлткла характсризэ олзя Jems тачртгбк нэтячалар алитпл'!2^-..'.илав аэрзйтдо бору дяззрв сэтЬияин тешературуйун нстнлик сг-дв сыхлыгын- ' дай' аеылнднгшшн куракггблялз ьп'зззэнлэадиргата'вэ натичэдэ' ястилик-вермэнии яоруал,ээчфтпн по ивтенсязлэяэи per - «аэрпиви ыевчудлугу аикар едйлиишдвр." : ' .••. ••- ■

Мэчиури вэ c&pdecr _ Ьэрэкэтяарпн яетвгамэтдерзююк ¿сыль' олараг öytyh .wkyü олдн "npsi ктларза апарнлап тяпгкг-атдзр нзтпчасйндэ Нэнни Ьэрекэтлэрй» зстпгаазтлэуй1 8.1.чи' бйяугда.Ьэмчинпк' бу Ьэрэкэтлар гарсыл'ыглн перпёндикулзйр' блкутЕа аотилихвё^йвнин' йнтеясивлэшэи'ре-нииййэ кечид ззнавы dору лзгвары cgrhsna»' температурунун кэския syís-''1 мэсяв«ачбура в? сэрбсст 1вр?,кэ4лэр 6np-6t:p;îHHH'эксинэ' зёнэлдикде асе Ь5мия кёчидш; 'лстйлкк гели' сыхлигывия артшси йлэ ^одричи олмаск' •"• reja- еякл'/чв.боруларга адчгда^Кн»ёяям'пара»£ё«рядрйнвя"лбЗишмэсйкй ] нэзэрэ 'алая зз интёяЬиклёшэя истойк '^ёдвлабяйяй^тйЗайыШы-tJèàsara-n¿ кёчиднн "cáphéa¿H3ií*нуэЛЗанлввширэв¿карб0Ьяд^Ьке5йяэрин' мёчбу^и Ьэ-рэкэтинин мухтэлиТ! ретамларк ykyk догру олан та или к алынмышдыр.

: ' lia je Ьэрэкат едэн борунун Бэзи^эти!:дён,ма]енш! ахым' истигамз-тиндэк асылы олма^араг иотиликьермэнйн интенсивлошзн роакшшш сэ» • fora температурунук вэ мздеЬин тэззигиНин додуныэси кла víyaajijjet едклдЕдй кбстеридкаа;борунун нагули вазк;]дотинлэн григи хзjaïïi— нэ кечдикчэ бу дозунтулэрии акплитулАарыяыи' аэалдигн гсдд : %rêp, Р > ' вэ' te > i,,, ' глэргиппгэ ап.чрилан таг.гигаа.-.лр тичэсинаа боткаягвзруопвя янтсксвъли;} ;:пин za буна yjryu orrai-» г со-Зудулан' сэгЬин темгсерагуруиун öopjr диьары öojyiwa -геЗри-Сараоэр пазланйао» ¡¡-гаптагши сор.уда мзябурв Ьэрвкотпя не зардев кечирилсш рбМйиндэ яэ*йуэjjaf-3B4!MipBiwBîi,MXru' и.ггэ" anspKjïai; во'муаскр ro¡.~ гйгатларыя яэпишэряаь аоасланараг йствдкквср.-ои5:н иовчуд asan р*. кшмэрншш лар2Пшлсэ0ойя0рй'"в.,!аЬ •бза'лшмйир. ••■■■■•••••■ -" • " еёрб'эст' кбнъекййЗапшгистилкМйрмгткн ивтеиокализиио т&саршш ■оЗрэниляэсг иасэлбвк aaulHaïfкэтчал зрик• = пскнсигн es:-,

ливдэ ввлавыаби joxy иле Ьзлл едплмк-глпг.Сэрбеа'с копг.скск^сик» вс-тиликвермэзэ тэсяр стиаja' баллагнге сарЬсздк rajinr етчох' иогоэ.-л ило: Nu-i тг) ' rp-ifKki: асылилигларандаи öopyiiyn кр;:tiîk yjyi; лугу "ХКр-иг ^Hirc с sit г" KpSi тёри j à сын un мкншал пфатйно' yjryir'Ksaoî. гпз«этлэрл :сёчилэрок ¿¿тпчэлэрюг асылылыга вокяквда

ймлвнйэои'ёзлу 'рвшшш 'валу 'граввтаспои "режима 'хечимш сарЬэа-'дшге ыуЬЗЗзнлэшдирэ' Зилэй топлйклэрии; алынмаонна'ийкан"Ёёрыкзйир. " " ' ' Иотыик'седа"сихлыгиянн кухтэлир" гиЗиатлориндо борунун перк-' üет{ме" бо31"нча"апНрадыыв адчмэлэр 'иёгкчэсва'Ёё 'сатЬки' температУрлук Ьору1ун'Ч"ст 'Ь10сайивдэ: ' алт biooocinís" нисбэгэн хедли зуксак олдугУ гёЗд'йймшни вэ бу $эргин ноээро алыншмасшшп ».пгшеунлузу кеотсрил

МИЗДИр." ¡ : " ' • ..........■■■'■

Апзршган тадгигат Вэ арашдырлалар нэтййасшаа (Ч)"jaхуд ' ос'=ТL г<5 5 '■ ' мур'эккёб асылылигдарии Ьэлэлик' исткликвермэмш' satos гэклидЬ' йлё'-'Ифайэ'Ёдйлйебйнкн 1^3рх-адк1гш1у0у'тё3д~едклыии,'бейрав аа1гашагйЧэзЗетлёрд'э",иазен11н турбулеиг рёкишп'дхыиЛарйка .^eirdBf éjïtà&ir Kpaiepaä^

jöpäpjniJsQrü' ííó8árveSHjiüiiiá,sé!itáéEá¡i èSi'^ajaebrití' ЪнтвнЫпвлбаэн' éc-

ткликвермэ ревимяэри учуй критериал тэнликлар таклиф едклиишдвр.

HEAT EXCHANGE IN THE PROCESS OF FLUID SUPERCRITICAL PRESSURE FLOWING IN A TUBE.

ARABOVA I.T.

'Д В S T R А С T

iri wit, tii*- roi corrective heat-exchange is carried out and i'Xpnrirwital riatas aro received due to

he a' - r-m.-i'tei'v,; !!-hi-jrA.TJi m the pipe v;ith supply heat m diifirent. if its; orientation in the space with changing the di!"ctior, of f1 o'»iir:;; fluid in the conditions of supercritical pressure;;, соснриц? minli transmission regime of forced r.we.w>r,t ar.d v;de interval of changing regime paranetres process.

It is stated that in littie velocities of flowing H-heptan the character of depending t„»f(q) is complicated, conditioned bv arisitie ШГГ31, ?ors«n /ind irproved refines of heatexchange.

It is G'.scoveted that. in coincidence of direction of forced and free -soveisents cr in their reciprocal perpendicular¡t', cf transmission to improved resin? of heat-productton is realis-*--: by spasnodlc falling' wall terporature-.

Ineppositivs case of these novemenls easy transmission to shovsn type of heat-exchange is discovered.

On the base cf present aid early carried eut researches, erprio equation determining boundaries of risirrr improved « renins of test «.'change is developed in dc-pen-'in? upon regime paranetres and sises of pipes, justice for different regimes of forced rove ¡rent of hydrocarbons.

The temperature regime of rails of pipes,, pulsation regire of heatexchonje influence of free convection for intensivlty of heat-producing are studied, recam»ndations which 1st to determine the boundaries cf transmission fror. viscous to vlscousgravitation refine are developed, the equation for estimation of mtonsivity cf heatexchange and correspondingly the decreasing temperature of cooled surface of wall of pipe serves as a base for projecting of compact heatexchange devices.