Las demás máquinas y aparatos

Las demás máquinas y aparatos

Un tubo con aletas elípticas es un elemento intercambiador de calor que consiste en un tubo base, un tubo elíptico y una aleta exterior.Tubos ovalados redondos con aletas, tubos planos elípticos en espiral, tubos ovales con aletas en forma de H, etc. Los tubos con aletas elípticas están siendo valorados debido a su rendimiento superior en comparación con los tubos con aletas redondas,que se han utilizado ampliamente en campos industriales como el etileno y la refinación de petróleoLos tubos con aletas elípticas se utilizan como elementos de intercambio de calor de alta eficiencia en equipos de intercambio de calor.lo que hace que el equipo de intercambio de calor tienden a ser compactosEn este sentido, la Comisión propone una serie de medidas que se aplicarán a los sistemas de transporte de mercancías, que serán ligeros, eficientes y en miniatura.

Breve introducción

Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y la industria, los equipos de intercambiadores de calor tienden a ser compactos, ligeros, eficientes y miniaturizados.pero el intercambiador de calor general no puede cumplir los requisitos anterioresPor lo tanto, el intercambiador de calor de aleta de tubo es favorecido por los académicos como un intercambiador de calor de alta eficiencia.El intercambiador de calor de aleta de tubo se ha utilizado ampliamente en la refrigeración, aire acondicionado y otros campos industriales, el elemento central es el conjunto de tubos dentro del intercambiador de calor,con el fin de mejorar el rendimiento de transferencia de calor en la superficie del tubo base aleta es una forma muy eficaz de fortalecer la transferencia de calor, y en comparación con el tubo plano, el tubo con aletas tiene las ventajas de una estructura compacta, una selección de material flexible y razonable (la selección de material del tubo base y de la aletas puede ser diferente),y alta eficiencia de transferencia de calor.

Tipos de tubos con aletas

Según las diferentes posiciones de instalación de las aletas, existen dos tipos de tubos de aletas: el tubo de aletas interior y el tubo de aletas exterior, entre los cuales el tubo de aletas exterior se utiliza más comúnmente.De acuerdo con la disposición diferente de las aletas, existen dos tipos de tubos con aletas: tubos con aletas longitudinales y tubos con aletas transversales.Tubos con aletas ovaladasLos intercambiadores de calor de tubo redondo ocupan un papel dominante en el mercado, pero un gran número de ensayos demuestran que, en comparación con el tubo redondo, los intercambiadores deel área de retorno y el área hacia el viento del tubo elíptico son mucho más pequeños, lo que reduce efectivamente la resistencia al flujo y el consumo de energía en el lado del aire, y cuando el número de haces de tubos es el mismo,el tubo elíptico y el tubo plano son más compactos que el tubo redondo, y el volumen del intercambiador de calor es menor, lo que reduce el coste.la investigación y el desarrollo de intercambiadores de calor elípticos de aleta de tubo ha atraído cada vez más la atención de los académicos.

Estado de la investigación de los tubos de aletas elípticas

Se estudiaron experimentalmente las propiedades exotérmicas y de resistencia de diez tipos de haces de tubos elípticos rectangulares con aletas.Para analizar los datos experimentales se utilizaron el análisis de regresión lineal y la prueba de significación de nivel F., y se obtuvo la fórmula de correlación entre la liberación de calor en el lado del aire y el rendimiento de resistencia del haz de tubos de aleta rectangular elíptica.Se determinó la distancia óptima transversal y longitudinal de las tuberías correspondiente al volumen mínimo y al área mínima hacia el viento de los haces de tubos elípticos rectangulares con aletas.Los datos experimentales se analizaron para obtener la interacción entre el número de filas de tuberías, la distancia entre las tuberías horizontales y longitudinales y el coeficiente de fricción.Estudió el efecto de la separación de las aletas de los tubos elípticos con diferentes relaciones de los ejes largo y corto de la elipse (a/b) en la liberación de calor, y estudió la liberación de calor de un tubo elíptico de aleta rectangular con cuatro agujeros de spoiler en el gas que atraviesa.Una fórmula simple que puede ser utilizada como base para los cálculos de ingeniería se derivaTu Shan y otros.se utilizó el método de temperatura de pared constante en estado estacionario para estudiar las características de transferencia de calor y resistencia de tres enfriadores de aire de tubo con aletas elípticas y un enfriador de aire de tubo circular con aletasMediante el estudio y el análisis de los experimentos, se obtuvo la fórmula de correlación de Nu y Re en diferentes condiciones de trabajo de los dos tubos con aletas.Los resultados también muestran que cuando la velocidad de flujo del lado del viento es igual, el coeficiente de transferencia de calor del tubo de aletas elípticas es aproximadamente 3 ~ 7 veces mayor que el del tubo de aletas redondas y cuando el coeficiente de transferencia de calor es igual,la caída de presión del tubo de aletas elípticas es menor que la del tubo de aletas redondas, y el intercambiador de calor de tubo elíptico con aletas necesita menos consumo de energía y superficie de intercambio de calor.Chen Yaping probó las características de transferencia de calor y resistencia al flujo del intercambiador de calor de tubo de acero elíptico laminado con aletas de aluminioLos datos de ensayo muestran que con el aumento de la velocidad del viento hacia adelante en el lado del tubo de aletas, la caída de presión aumenta gradualmente.y la caída de presión de la pieza de ensayo del tubo de 4 filas es significativamente mayor que la del tubo de 3 filas, por lo que el aumento del número de filas de tubos debilita la transferencia de calor del tubo con aletas.Los resultados de los ensayos muestran que el tubo de acero laminado de lámina elíptica con aletas de aluminio fabricado por un proceso único tiene una buena transferencia de calorLa resistencia y la resistencia estructural son suficientes, por lo que tiene una amplia perspectiva de aplicación.Estudió experimentalmente la transferencia de calor y el rendimiento de la resistencia de los radiadores de tubo con aletas con espaciamiento desigual de aletas en la disposición de los tenedores del haz de tubosEl radiador de tubo de acero con aleta elíptica de acero utilizado en el experimento tiene dos filas de tubos en el intercambiador de calor.y la disposición del espacio entre las aletas de la segunda fila es mayor que la de la primera fila para reducir la resistencia del aire fuera de la segunda fila y aumentar el intercambio de calor.

Características de los tubos de aletas elípticas

(1) En comparación con el tubo redondo con aletas, el tubo elíptico con aletas es más fácil de lograr una disposición compacta, de modo que el volumen total de todo el intercambiador de calor se reduce,reduciendo así el espacio del piso.

(2) Debido a las características de forma del tubo de aletas elípticas, la resistencia del lado del aire es pequeña y el coeficiente de transferencia de calor entre los fluidos aumenta,y la resistencia térmica en el tubo es pequeña, lo que aumenta la transferencia de calor del fluido en el tubo.

(3) El área de intercambio de calor del tubo elíptico con aletas es mayor que la del tubo redondo con la misma superficie transversal.porque la periferia de transferencia de calor del tubo elíptico es relativamente larga bajo el mismo área de la sección transversal.

(4) El más comúnmente utilizado en los tubos con aletas ovales son las aletas de acero rectangulares, que tienen una alta resistencia, y el tubo base no debe congelarse y agrietarse en invierno, y tiene una larga vida útil.

(5) Debido a que el tubo de aletas elípticas se puede organizar más compactamente, la influencia del tubo de la fila delantera en la fila trasera es relativamente grande.y la resistencia al flujo de salida del tubo puede reducirse aumentando el espacio entre aletas del tubo trasero, pero el número de filas de tubos no debe ser demasiado grande.

Método de cálculo de la eficiencia de las aletas de los tubos con aletas elípticas

El tubo de aletas elípticas se compone de un tubo base, un tubo elíptico y una aleta exterior. Los más comunes son los tubos de aletas elípticos rectangulares, los tubos de aletas ovales ovales, los tubos de aletas redondas ovales,con una longitud de diámetro superior a 20 mm,Los tubos con aletas elípticas están siendo valorados debido a su rendimiento superior en comparación con los tubos con aletas redondas.que se han utilizado ampliamente en campos industriales como el etileno y la refinación de petróleo.

Cuando se calcula la eficiencia de las aletas del intercambiador de calor tubo-aleta elíptico, a menudo se convierte el tubo de aletas elípticas equivalente al tubo de aletas redondas,y calcular y analizarlo de acuerdo con el tubo de aleta redondaHay dos maneras de seleccionar el tubo redondo equivalente, una es hacer que el área de la sección transversal del tubo redondo equivalente sea igual al área de la sección transversal del tubo elíptico,y el otro es hacer la circunferencia del tubo redondo equivalente igual a la circunferencia del tubo elíptico.

Eiro Oyaka sustituyó las aletas elípticas por aletas rectangulares con tubos elípticos con la misma superficie y excentricidad del tubo base,y se realizó el cálculo teórico de la eficiencia de las aletasHuang Suyi et al. obtuvieron la eficiencia de las aletas en diferentes radios de curvatura fuera del tubo según la fórmula para calcular la eficiencia de la aleta redonda exterior del tubo redondo.y luego analizó y calculó la aleta rectangular del tubo elíptico por el método de promediar el áreaZhang Chunyu et al. utilizaron el método de análisis numérico de diferencias finitas.y aplicó la tecnología de procesamiento de actualización de temperatura para calcular la eficiencia de la aleta de la aleta rectangular del tubo elíptico bajo diferentes agujeros de turbulenciaEn comparación con el método de simplificación de aletas rectangulares con elípticas equivalentes,los resultados muestran que la eficiencia de las aletas es mayor al utilizar la elipse equivalente para simplificar las aletas rectangularesMin Jingchun et al. comprobaron que el método del ventilador puede utilizarse para calcular la eficiencia de las aletas de los tubos elípticos.Se calculó la eficiencia de las aletas del intercambiador de calor de aletas rectas de tubo elíptico con un rango de relación de eje largo corto de 1 ~ 5 en diferentes condiciones de trabajo, y los resultados calculados se compararon con el método de circunferencia igual y el método de superficie igual comúnmente utilizado en ingeniería,y se obtiene la variación regular de la diferencia entre el método del ventilador y el método de circunferencia igual y el método de superficie igualAl mismo tiempo, se obtiene que cuando se dispone el tubo elíptico con aletas de tenedor, la desviación del método de circunferencia igual es mucho menor que la del método de área igual.Cuando los tubos de aletas elípticas están dispuestos en una fila, las desviaciones del método de circunferencia igual y el método de área igual son aproximadamente iguales.

Perspectivas

Los tubos con aletas elípticas se utilizan como elementos de intercambio de calor de alta eficiencia en equipos de intercambio de calor.lo que hace que el equipo de intercambio de calor tienden a ser compactosEn este sentido, la Comisión propone una serie de medidas que se aplicarán a los sistemas de transporte de mercancías, que serán ligeros, eficientes y en miniatura.

(1) Los tubos de aletas elípticas tienen muchas ventajas, pero son menos estudiados que los de la universidad.

(2) La eficiencia de las aletas juega un papel clave en el cálculo de la transferencia de calor.pero básicamente todos ellos se basan en el método equivalente, que presenta algunas desviaciones, y estas desviaciones deben corregirse al orientar el proyecto real.Es necesario estudiarlo más sistemáticamente en el futuro..

(3) Las investigaciones sobre las características internas y externas de los tubos de aletas elípticas y la ley del intercambio de calor han sido muy completas.y académicos en casa y en el extranjero han hecho un montón de análisis teóricosNo obstante, hay relativamente pocos estudios sobre los tubos de aletas planas, especialmente en el interior y en el exterior.campos de temperatura y velocidad de los tubos de aletas planasAunque la resistencia del lado del aire del tubo plano con aletas es relativamente pequeña y el coeficiente de intercambio de calor es alto, su resistencia interna al fluido es relativamente grande.y la carga de refrigerante es relativamente pequeñaPor lo tanto, la forma de resolver el problema de la gran resistencia del flujo interno de las tuberías planas requiere una investigación cada vez más profunda..