METODA OBLICZEŃ WYMIENNIKÓW CIEPŁA Z PIONOWĄ WĘŻOWNICĄ

METODA OBLICZEŃ WYMIENNIKÓW CIEPŁA Z PIONOWĄ WĘŻOWNICĄ

Spis treści:

Wykaz ważniejszych oznaczeń……………………………………………………………………………..5
1. Wprowadzenie………………………………………………………………………………………………..9
2. Geometria wężownicy i zadanie optymalizacyjne………………………………………………15
3. Przegląd literatury………………………………………………………………………………………….17
4. Jakościowy opis zjawisk cieplno-przepływowych wewnątrz wężownicy i w jej otoczeniu….21
4.1. Przepływ wtórny……………………………………………………………………………………21
4.2. Mechanizmy wymiany ciepła…………………………………………………………………..23
5. Przegląd i wybór zależności na liczby kryterialne i współczynniki tarcia……………..25
5.1. Krytyczna liczba Reynoldsa…………………………………………………………………….25
5.2. Równania opisujące przejmowanie ciepła wewnątrz wężownicy………………….28
5.3. Równania opisujące stratę ciśnienia………………………………………………………….32
5.4. Wybór zależności na liczbę Nusselta i współczynnik tarcia………………………….36
5.5. Równania opisujące przejmowanie ciepła na zewnątrz wężownicy……………….38
6. Badania doświadczalne konwekcji ciepła na zewnątrz wężownicy……………………….41
6.1. Podstawy teoretyczne metody badawczej………………………………………………….41
6.2. Parametry geometryczne i fizyczne badanych wężownic (alfakalorymetrów)… 43
6.3. Przyrządy pomiarowe i ich dokładność……………………………………………………..45
6.4. Opis stanowiska badawczego…………………………………………………………………..46
6.5. Przygotowanie wężownic do badań………………………………………………………….49
6.6. Kalibracja układu pomiarowego……………………………………………………………….50
6.7. Przebieg badań doświadczalnych……………………………………………………………..51
6.8. Wyniki pomiarów…………………………………………………………………………………..51
6.9. Wyznaczenie współczynnika przejmowania ciepła metodą stanu
uporządkowanego…………………………………………………………………………………54
6.10. Porównanie wyników badań doświadczalnych z danymi literaturowymi…….55
6.11. Obliczenia niepewności wyników i podsumowanie badań doświadczalnych 57
7. Równania zastosowane w modelach obliczeniowych………………………………………….61
7.1. Parametry geometryczne wężownicy i zbiornika oraz zakresy zmienności
podstawowych wielkości……………………………………………………………………….61
7.2. Równania bilansu ciepła………………………………………………………………………….63
7.2.1. Model I – wężownica zanurzona w ośrodku o nieograniczonej pojemności cieplnej………………………………………………………………………..63
7.2.2. Model II – wężownica zanurzona w zbiorniku wypełnionym cieczą……67
8. Algorytmy obliczeniowe i programy komputerowe…………………………………………….81
8.1. Algorytmy obliczeń cieplno-przepływowych……………………………………………..81
8.1.1. Wstęp………………………………………………………………………………………….81
8.1.2. Algorytm dla modelu 1…………………………………………………………………..81
8.1.3. Algorytm dla modelu II…………………………………………………………………82
8.2. Uwagi do bloków sprawdzających……………………………………………………………86
9. Weryfikacja poprawności działania programów komputerowych………………………..93
9.1. Dane do obliczeń……………………………………………………………………………………93
9.2. Metoda i zakres obliczeń sprawdzających………………………………………………….95
9.3. Wyniki obliczeń sprawdzających i ich analiza……………………………………………96
9.3.1. Model 1……………………………………………………………………………………….96
9.3.2. Modelll…………………………………………………………………………………….104
9.4. Podsumowanie…………………………………………………………………………………….114
10. Zakończenie………………………………………………………………………………………………115
Literatura………………………………………………………………………………………………………..117
Abstract………………………………………………………………………………………………………….123