Методы интенсификации процессов теплопередачи

Широкое использование теплообменных аппаратов в различных областях промышленности и в сельском хозяйстве требует усовершенствования их конструкции.

Одним из основных способов, которые позволяют снизить материалоемкость, является интенсификация теплопередачи, которая возможна за счет увеличения разности температур теплоносителей, или за счет повышения теплопередачи.

Коэффициент теплопередачи определяется:

где S – толщина стенки

π – теплопроводность материала стенки ВТ/(м ^{. о} С)

α₁,α₂ – коэффициент теплоотдачи со стороны греющей и нагреваемой жидкости всегда меньше значений α₁,α₂, S/π, поэтому для его увеличения необходимо уменьшить термическое сопротивление

Снизить термическое сопротивление при конвективном теплообмене можно за счет увеличения скорости движения теплоносителей, увеличения степени турбулентности потока, оребрения поверхности теплообмена со стороны теплоносителя, который имеет низкий коэффициент теплообмена.

Эффективными методами интенсификации теплообмена являются:

- искусственная турбулизация потока в пристенной зоне (например, за счет накатки канавок на трубах, периодичного рассечения и относительного смещения ребер теплообменника, штампования на ребрах поперечных выступов и канавок);

- закручивания потока в середине овальных труб.

Коэффициент теплообмена для газов значительно меньше, чем для жидкости. Поэтому в случае теплообмена между двумя теплоносителями «газ - жидкость» стремятся увеличить интенсивность теплообмена со стороны поверхности стенки, обращенной к газу. Эффективным решением данной задачи является оребрение поверхности стенки, обращенной к газовому потоку.

Примером оребрения теплообменных поверхностей могут служить радиаторы отопления, а также системы охлаждения автомобилей.