ВПЛИВ КОЕФІЦІЄНТА ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДКОГО ТЕПЛОНОСІЯ НА СЕРЕДНЮ ТОВЩИНУ ПРИГРАНИЧНОГО ЛАМІНАРНОГО ШАРУ В РЕКУПЕРАТИВНИХ ТЕПЛООБМІННИКАХ

Abstract

В процесах теплообміну визначальними є гідромеханічні характеристики потоків теплоносіїв, а саме їхні режими руху. В рекуперативних теплообмінниках загальний тепловий опір системи на 95% концентрується в пристінній області потоків теплоносіїв – в ламінарному при поверхневому шарі (ЛПШ). В існуючих рівняннях для розрахунку середніх товщин ЛПШ не враховуються поверхневі характеристики рідкофазних теплоносіїв (коефіцієнта поверхневого натягу та гідрофільності поверхні змочування). Зроблено силовий аналіз елементарного об’єму рідини в ЛПШ і встановлено пріоритетну дію сил поверхневого натягу та сил тиску. Виведена формула для розрахунку середньої товщини ЛПШ з врахуванням цих сил та коефіцієнта турбулізації КТ та співвідношення Дарсі–Вейсбаха. Одержана формула містить коефіцієнти поверхневого натягу, динамічної в’язкості та густину рідкого теплоносія, гідрофільність поверхні змочування внутрішньої рекуперативної стінки, довжину та діаметр труб, числа Рейнольдса та Дарсі, коефіцієнт турбулізації потоку.
 Запропоновано зменшувати середню товщину ЛПШ шляхом додавання до потоків теплоносіїв оптимальних концентрацій поверхнево–активних речовин (ПАР). Показано, що за додавання оптимальних концентрацій аніонактивних, неіоногенних та катіонактивних ПАР середня товщина ЛПШ зменшується в межах до 30%.