Abstract
Purpose of research. To obtain a two-parameter model characterizing the aerodynamic and heat exchange processes occurring in a vortex heat exchanger, giving a better agreement between the calculated and experimental values of the heat transfer coefficient taking into account the curvature of the swirling gas flow in a vortex heat exchanger, in which a controlled gas pressure drop is used as a source of thermal energy. This technical solution will make it possible to abandon the installation of autonomous sources of thermal energy, which will reduce the cost of gas as a fuel in the heating system of the industrial premises of the gas distribution point (GDP), as well as provide more comfortable working conditions for the hydraulic fracturing pressure regulator. Methods. Comprehensive analysis of thermal and hydraulic characteristics in a vortex heat exchanger is based on well-known theoretical positions and equations of motion of a swirling gas flow and heat exchange laws. Results. It is obtained a dependence that characterizes the intensification of heat transfer based on the influence of the axial and rotational speed, as well as the path of motion of the swirling gas flow. This dependence is obtained on the basis of a comprehensive analysis of the aerodynamic and heat exchange characteristics of a vortex heat exchanger, in which a controlled gas pressure drop is used as a source of thermal energy. Conclusion. The obtained two-parameter model gives the best agreement of the calculated values of the heat transfer coefficient with the values obtained experimentally, which were used in the thermal engineering calculation of the design parameters of the vortex heat exchanger.
Highlights
Материалы и методыЗакрутка потока при различных граничных условиях приводит к увеличению коэффициента теплообмена, но одновременно увеличиваются энергетические затраты на продвижение теплоносителя по длине вихревого теплообменника1 [10]
В газорегуляторном пункте регуляторы давления работают на достаточно высоком, от 3,5 и более кратном, перепаде входного и выходного значений давления с невостребованным погашением избытка энергии
Декоративно-защитные плиты для фасадной отделки зданий // Известия высших учебных заведений
Summary
Закрутка потока при различных граничных условиях приводит к увеличению коэффициента теплообмена, но одновременно увеличиваются энергетические затраты на продвижение теплоносителя по длине вихревого теплообменника1 [10]. Движение природного газа в теплообменнике в виде вихревого потока характеризуется соизмеримыми значениями осевой и вращательной составляющих скорости, действием центробежных массовых сил, продольными и поперечными градиентами давления, критерием климатического подобия закрученных потоков [11]. При этом вектор скорости потока отклоняется от осевого направления, а основной характеристикой закрученного течения является угол закрутки потока между вектором его суммарной скорости и осью теплообменника. Вследствие уменьшения интенсивности закрутки по длине вихревого теплообменника статическое давление на стенке уменьшается, а в приосевой области возрастает. В пристенной области при этом имеет место течение с отрицательными продольными градиентами скорости и давления, а в приосевой – с положительными, что отличает закруего движения K1. Рассмотрим дифференциальные уравнения движения закрученного потока в теплообменнике в проекциях на оси Х и в приближении к пограничному слою [12]: r x
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
