3525
.pdfНАУЧНЫЙ ВЕСТНИК
ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
Журнал включен в следующие базы данных:
Ulrich's Periodicals Directory
(Bowker), США
Google Scholar |
E-Library |
(Google), США |
(ООО «РУНЭБ), Россия |
Переводная версия журнала включена в следующие базы данных:
Web of Science, |
EBSCO, |
|
Emerging Sources Citation Index (ESCI) |
Academic Search Complete |
|
(Thompson Reuters), США |
||
(EBSCO), США |
Ulrich's Periodicals Directory |
DOAJ |
(Bowker), США |
(Lund University), Швеция |
SOCOLAR
(China Educational Publications Import
and Export Corporation – CEPIEC),
Китай Open J-Gate
(Informatics Ltd), Индия
Google Scholar |
E-Library |
(Google), США |
(ООО «РУНЭБ), Россия |
ISSN 2072-0041
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК
ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
№ 3 (43)
Сентябрь, 2016
СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ
ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ
ИТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА
ИГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
ТЕОРИЯ И ИСТОРИЯ АРХИТЕКТУРЫ, РЕСТАВРАЦИЯ
ИРЕКОНСТРУКЦИЯ ИСТОРИКО-АРХИТЕКТУРНОГО НАСЛЕДИЯ
АРХИТЕКТУРА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ.
ТВОРЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ АРХИТЕКТУРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО, ПЛАНИРОВКА СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (В СТРОИТЕЛЬСТВЕ)
Воронеж
ISSN 2072-0041
NAUCHNYJ VESTNIK
VORONEZHSKOGO GOSUDARSTVENNOGO ARXITEKTURNO-STROITEL'NOGO UNIVERSITETA
STROITEL'STVO
I ARXITEKTURA
№ 3 (43)
September, 2016
BUILDING STRUCTURES, BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS
BASES AND FOUNDATIONS, UNDERGROUND STRUCTURES
HEAT AND GAS SUPPLY, VENTILATION, AIR CONDITIONING, GAS SUPPLY AND ILLUMINATION
WATER SUPPLY, SEWERAGE, BUILDING CONSTRUCTION OF WATER RESOURCES PROTECTION
BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS
TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONSTRUCTION
DESIGNING AND CONSTRUCTION OF ROADS, SUBWAYS, AIRFIELDS, BRIDGES AND TRANSPORT TUNNELS
BUILDING MECHANICS
ENVIRONMENTAL SAFETY OF CONSTRUCTION AND MUNICIPAL SERVICES
THEORY AND HISTORY OF ARCHITECTURE, RESTORATION AND RECONSTRUCTION OF HISTORICAL
AND ARCHITECTURAL HERITAGE
ARCHITECTURE OF BUILDINGS AND STRUCTURES. CREATIVE CONCEPTIONS OF ARCHITECTURAL ACTIVITY
CITY PLANNING, PLANNING OF VILLAGE SETTLEMENTS
FIRE AND INDUSTRIAL SAFETY (CIVIL ENGINEERING)
Voronezh
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК Воронежского государственного архитектурно-строительного университета Строительство и архитектура
Научный журнал
Издается с 2003 года |
Выходит 4 раза в год |
|
|
|
|
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет». Территория распространения — Российская Федерация.
Журнал включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК при Министерстве образования и науки РФ. Статьи рецензируются, подвергаются обработке по программе «Антиплагиат» и регистрируются в Российском индексе научного цитирования. Перепечатка без разрешения редакции запрещена, ссылки на журнал при цитировании обязательны.
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
Председатель: Колодяжный С. А., ректор,
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Главный редактор: Мелькумов В. Н., д-р техн. наук, проф.,
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Гагарин В. Г., чл.-корр. РААСН, Московский государственный строительный университет Барсуков Е. М., канд. архит., проф., Воронежский государствен-
ный архитектурно-строительный университет Болдырев А. М., чл.-корр. РААСН, Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Бондарев Б. А., д-р техн. наук, проф., Липецкий государственный технический университет Енин А. Е., канд. архит., проф., Воронежский государственный
архитектурно-строительный университет Карпенко Н. И., акад. РААСН, Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН
Кобелев Н. С., д-р техн. наук, проф., Юго-Западный государственный университет, г. Курск Колчунов В. И., акад. РААСН, Юго-Западный государственный университет, г. Курск
Леденев В. И., д-р техн. наук, проф., Тамбовский государственный технический университет Ляхович Л. С., акад. РААСН, Томский государственный архитек- турно-строительный университет
Маилян Л. Р., д-р техн. наук, проф., Ростовский государственный строительный университет Мищенко В. Я., д-р техн. наук, проф., Воронежский государствен-
ный архитектурно-строительный университет (зам. гл. ред.)
Панибратов Ю. П., акад. РААСН, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Подольский Вл. П., д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Славинская Г. В., д-р хим. наук, проф., Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Сулейманов А. М., д-р техн. наук, проф., Казанский государственный архитектурно-строительный университет
Федоров В. С., акад. РААСН, Московский государственный университет путей сообщения Федосов С. В., акад. РААСН, Ивановский государственный политехнический университет
Чернышов Е. М., акад. РААСН, Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Шапиро Д. М., д-р техн. наук, проф., Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Figovsky Oleg L., Prof., Dr. of Sn., Member of EAS, Israel
Nguyen Van Thinh, Prof., Dr. of Sn., Hanoi University of Architecture, Vietnam
Корсун В. И., д-р техн. наук, проф., Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Украина
Asanowicz Alexander, Prof., Dr. of Sn., Technical University of Bialystok, Poland
Редактор: Лантюхова Н. Н. Отв. секретарь: Михневич И.В.
Подписной индекс в каталоге агентства «Роспечать» — 66008.
Подписано в печать 10.09.2016. Усл. печ. л. 10,2. Формат 60×84/8. Тираж 500 экз. Заказ № 287 Свидетельство о регистрации ПИ№ ФС77-33846.
АДРЕС РЕДАКЦИИ:394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ком. 2230; тел.: (473)2-774-006; e-mail: vestnik_vgasu@mail.ru
ОТПЕЧАТАНО: издательство учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
© Воронежский ГАСУ, 2016
NAUCHNYJ VESTNIK Voronezhskogo gosudarstvennogo arxitekturno-stroitel'nogo universiteta Stroitel'stvo i arxitektura
Periodical scientific edition
Published since 2009 |
Comes out 4 times per annum |
|
|
|
|
Founder and publisher: Federal State Education Budget Institution of Higher Education «Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering». The territory of distribution — Russian Federation.
The journal is included in the list of the leading reviewed scientific journals and editions of the Higher Certifying Commission of the Ministry of Education and Science of Russian Federation. The articles are reviewed and processed with the program ANTIPLAGIARISM. Articles are abstracted in Russian Science Index. This publication cannot be reprinted without the prior permission of the publisher, references at citing are obligatory.
|
EDITORIAL COUNCIL |
The Head: |
Kolodyazhny S. A., rector, |
|
Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering |
|
EDITORIAL BOARD |
Editor-in-Chief: |
Melkumov V. N., D. Sc. in Engineering, Prof., |
|
Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering |
Gagarin V. G., Corresponding Member of RAABS, Moscow State Uni- |
Panibratov Yu. P., Academician of RAABS, Saint Petersburg State |
versity of Civil Engineering, Russia |
University of Architecture and Civil Engineering, Russia |
Barsukov Ye.М., PhD in Architecture, Prof., Voronezh State University |
Podolsky Vl.P., D. Sc. in Engineering, Prof., Voronezh State University |
of Architecture and Civil Engineering, Russia |
of Architecture and Civil Engineering, Russia |
Boldyrev A.M., Corresponding Member of RAABS, Voronezh State |
Slavinskaya G. V., D. Sc. in Chemistry, Prof, Voronezh State Universi- |
University of Architecture and Civil Engineering, Russia |
ty of Architecture and Civil Engineering |
Bondarev B. А., D. Sc. in Engineering, Prof., Lipetsk State Technical |
Suleymanov А.М., D. Sc. in Engineering, Prof., Kazan State University |
University, Russia |
of Architecture and Engineering, Russia |
Enin A. Ye., PhD in Architecture, Prof., Voronezh State University of |
Fyedorov V. S., Academician of RAABS, Moscow State University of |
Architecture and Civil Engineering, Russia |
Railway Engineering, Russia |
Karpenko N. I., Academician of RAABS, Research Institute of Build- |
Fedosov S. V., Academician of RAABS, Ivanovo State Polytechnic |
ing Physics (NIISF RAABS), Russia |
University, Russia |
Kobelev N. S., D. Sc. in Engineering, Prof., Southwest State University, |
Chernyshov Ye. M., Academician of RAABS, Voronezh State Univer- |
Kursk, Russia |
sity of Architecture and Civil Engineering, Russia |
Kolchunov V. I., Academician of RAABS, Southwest State University, |
Shapiro D. M., D. Sc. in Engineering, Prof., Voronezh State University |
Kursk, Russia |
of Architecture and Civil Engineering, Russia |
Ledenyev V. I., D. Sc. in Engineering, Prof., Tambov State Technical |
Figovsky Oleg L., Prof., Dr. of Sn., Member of EAS, Israel |
University, Russia |
Nguyen Van Thinh, Prof., Dr. of Sn., Hanoi University of Architecture, |
Lyahovich L. S., Academician of RAABS, Tomsk State University of |
Vietnam |
Architecture and Building, Russia |
Korsun V. I., D. Sc. in Engineering, Prof., The Donbas National Acade- |
Mailyan L. R., D. Sc. in Engineering, Prof., Rostov State Building Uni- |
my of Civil Engineering and Architecture, Ukraine |
versity, Russia |
Asanowicz Alexander, Prof., Dr. of Sn., Technical University of Bi- |
Mischenko V. Ya., D. Sc. in Engineering, Prof., Voronezh State Universi- |
alystok, Poland |
ty of Architecture and Civil Engineering (Dep. ofthe Editor-in-Chief) |
|
Editor: Lantyukhova N. N. Executive secretary: Mixnevich I.V.
Index in the catalogue of the agency «Rospechat» — 66008.
Signed to print 10.09.2016. Conventional printed sheets 10.2. Format 60×84/8. Circulation 500 copies. Order 287 Registration certificate ПИ № ФС77-33846.
THE ADDRESS of EDITORIAL OFFICE:84 20-letiya Oktyabrya str., Voronezh, 394006, Russian Federation Tel. / fax: (473)2-774-006; e-mail: vestnik_vgasu@mail.ru
Published in Printing Office of Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering 84 20-letiya Oktyabrya str., Voronezh, 394006, Russian Federation
© Voronezh State University of Architecture
and Civil Engineering, 2016
Выпуск № 3 (43), 2016 |
ISSN 2072-0041 |
СОДЕРЖАНИЕ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ,ВЕНТИЛЯЦИЯ, |
|
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА,ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ........................................................................ |
9 |
Кущев Л. А., Никулин Н. Ю., Феоктистов А. Ю., Яковлев Е. А. |
|
Интенсификация тепловых процессов в кожухотрубном теплообменном аппарате................................................ |
9 |
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ............................................................................................................... |
17 |
Клюева Н. В., Дмитриева К. О. |
|
Анализ устойчивости стержневых конструкций из древесины |
|
при силовом нагружении и переменной влажности................................................................................................ |
17 |
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА.................................................................................................... |
25 |
Гринфельд Г. И., Коркина Е. В., Пастушков П. П., Павленко Н. В., Ерофеева И. В. |
|
Система ограждающих конструкций, |
|
обеспечивающая повышенное энергосбережение в зданиях.................................................................................. |
25 |
Чеснокова Е. А., Понявина Н. А., Емельянов Д. И. |
|
Внедрение механизма контроллинга в управление недвижимостью и возникающие риски................................. |
36 |
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ,МЕТРОПОЛИТЕНОВ, |
|
АЭРОДРОМОВ,МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ............................................................................................ |
43 |
Зубков А. Ф., Андрианов К. А., Куприянов Р. В. |
|
Влияние условий производства работ на длину полосы укладки асфальтобетонных смесей |
|
при устройстве многополосных дорожных покрытий............................................................................................ |
43 |
Куприянов Р. В., Андрианов К. А., Зубков А. Ф. |
|
Определение продолжительности строительства |
|
щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий двумя асфальтоукладчиками.............................................. |
56 |
Москвич В. К., Нененко М. В. |
|
Анализ актуальности и проблем оценки состояния мостовых сооружений........................................................... |
68 |
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА................................................. |
76 |
Колодяжный С. А., Манохин М. В., Уксусов С. Н. |
|
Определение оптимальной модели транспортирования ТБО |
|
для последующего депонирования на полигонах методом Фогеля........................................................................ |
76 |
ПРАВИЛАНАПИСАНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ СТАТЕЙ .................................................................................................... |
85 |
СВЕДЕНИЯ ДЛЯ ДОКТОРАНТОВ, АСПИРАНТОВ И СОИСКАТЕЛЕЙ............................................................................. |
88 |
7
Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура
CONTENTS
HEAT AND GAS SUPPLY,VENTILATION, |
|
AIR CONDITIONING,GAS SUPPLY AND ILLUMINATION ............................................................................................... |
9 |
Kushchev L. A., Nikulin N. Yu., Feoktistov A. Yu., Yakovlev E. A. |
|
Intensification of Thermal Processes in the Shell-and-Tube Heat Exchanger ................................................................. |
9 |
BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS ..................................................................................................................... |
17 |
Klyueva N. V., Dmitrieva K. O. |
|
Analysis of Stability of Rod Structures of Wood in Force Variable Loading and Humidity.......................................... |
17 |
TECHNOLOGY AND ORGANIZATION OF CONSTRUCTION ........................................................................................... |
25 |
Grinfel'd G. I., Korkina E. V., Pastushkov P. P., Pavlenko N. V., Erofeeva I. V. |
|
System Protecting Designs, Provides Increased Energy Savings in Buildings.............................................................. |
25 |
Chesnokova E. A., Ponyavina N. A., Emel'yanov D. I. |
|
Implementation of a Mechanism of Controlling |
|
into Property Management and Emerging Risks.......................................................................................................... |
36 |
DESIGNING AND CONSTRUCTION OF ROADS,SUBWAYS, |
|
AIRFIELDS,BRIDGES AND TRANSPORT TUNNELS ...................................................................................................... |
43 |
Zubkov A. F., Andrianov K. A., Kupriyanov R. V. |
|
Influence of Conditions of Work for a Long Strip Asphalt Paving Mixtures |
|
at the Device Multiband Road Coatings...................................................................................................................... |
43 |
Kupriyanov R. V., Andrianov K. A., Zubkov A. F. |
|
Determination of the Duration |
|
of Construction Stone Mastic Asphalt Concrete Pavement with Two Asphalt Pavers................................................... |
56 |
Moskvich V. K., Nenenko M. V. |
|
Analysis of Relevance Research and Problems |
|
of Assessment State of Bridge Structures ................................................................................................................... |
68 |
ENVIRONMENTAL SAFETY OF CONSTRUCTION AND MUNICIPAL SERVICES............................................................... |
76 |
Kolodyazhnyi S. A., Manokhin M. V., Uksusov S. N. |
|
Determining the Optimal Transportation Model of Solid Household Wastes |
|
for Subsequent Damping Using the Vogel Method...................................................................................................... |
76 |
RULES OF PREPARATION OF ARTICLES ..................................................................................................................... |
85 |
INFORMATION FOR D.SC. AND PH.D.CANDIDATES.................................................................................................... |
88 |
8
Выпуск № 3 (43), 2016 |
ISSN 2072-0041 |
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕ
УДК 536.24
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В КОЖУХОТРУБНОМ ТЕПЛООБМЕННОМ АППАРАТЕ
Л. А. Кущев, Н. Ю. Никулин, А. Ю. Феоктистов, Е. А. Яковлев
Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова Россия, г. Белгород, тел.: +7-910-363-6209, e-mail: Nick_973gt@mail.ru
Л. А. Кущев, д-р техн. наук, проф. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции Н. Ю. Никулин, аспирант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
А. Ю. Феоктистов, канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и вентиляции Е. А. Яковлев, канд. техн. наук, доц. кафедры автомобильных и железных дорог
Постановка задачи. Рассматривается задача интенсификации тепловых процессов в кожухотрубном теплообменном аппарате путем увеличения турбулизации нагреваемой жидкости. Результаты. Приведены результаты теоретических исследований по интенсификации теплообмена в кожухотрубном теплообменном аппарате путем увеличения поверхности теплообмена и турбулизации потока жидкости. Выполнен вычислительный эксперимент турбулизации потока жидкости на плоской пластине с ребрами цилиндрической формы с применением программного комплекса Ansys CFX. Эксперимент позволил определить оптимальные расстояния между ребрами цилиндрической формы поверхности теплообмена.
Выводы. В результате исследований предложен способ интенсификации теплообменных процессов в кожухотрубном теплообменном аппарате, заключающийся в подборе оптимального расстояния междуребрами цилиндрической формы.
Ключевые слова: кожухотрубный теплообменный аппарат, теплоотдача, гидродинамика, поток жидкости, обтекание, турбулизация, плоская пластина, ребро цилиндрической формы, графическое распределение.
Введение. В настоящее время теплообменные аппараты широко используются в энергетике, различных отраслях промышленности и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Поэтому проблема усовершенствования такого оборудования с целью интенсификации его работы является весьма актуальной [2, 11, 18].
Основной характеристикой теплообменного аппарата является коэффициент теплопередачи k, Вт/(м К), который показывает, какое количество тепловой энергии передается через теплообменную поверхность от греющего контура к нагреваемому. Данная характеристика зависит от коэффициента теплоотдачи α, Вт/(м² К): чем выше α, тем больше значение К [3, 6, 7]. Следовательно, для повышения коэффициента теплоотдачи α необходимо интенсифицировать теплообменные процессы при обтекании жидкостью теплообменной поверхности аппарата.
Существует два методаинтенсификации тепловыхпроцессов— активный ипассивный. К активным методам относится применение дополнительной внешней энергии. Интен-
сификация достигается перемешиванием жидкостей механическими средствами, такими как
© Кущев Л. А., Никулин Н. Ю., Феоктистов А. Ю., Яковлев Е. А., 2016
9
Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура
вибрация или вращение теплопередающей поверхности. Вследствие этого увеличивается скорость обтекания поверхности и тем самым уменьшается толщина пограничного слоя. Также теплообмен интенсифицируется звуковыми волнами частотой от 1 Гц до частот ультразвука. Влияет на теплообмен и электрическое поле, под действием которого в потоке теплоносителя возникают силы, ускоряющие конвективное движение [1, 2, 5, 16].
Следует отметить, что активные методы требуют применения дополнительных устройств и затрат энергии, в итоге такие технические решения делают теплообменный аппарат энергозависимым.
Пассивный метод заключается в максимальном уменьшении толщины пограничного слоя за счет применения оребренных или других развитых поверхностей теплообмена, различных турбулизирующих планок, завихрителей или шероховатых поверхностей теплообмена, спирально закрученных теплообменных трубок [1, 3, 6, 19].
Существуют также и комплексные методы интенсификации теплообмена, которые заключаются в применении нескольких методов в одном теплообменном аппарате (не менее двух). Примером данного метода является применение шероховатых труб со вставками, закручивающими поток, вибрирующих оребрённых труб и т. д. [4, 18].
1. Интенсификация теплообмена кожухотрубного теплообменного аппарата.
Перспективным методом интенсификации теплообмена является искусственная турбулизация потока (относящаяся к пассивным методам). Так, по данным А. А. Жукаускаса, при поперечном обтекании трубы за счет турбулизации ее среднюю теплоотдачу можно увеличить до 55 %. Интенсификацией трубных пучков при поперечном обтекании является ошиповка поверхности труб. При этом могут использоваться цилиндрические, конические, параболические и каплеобразные шипы. Используется также и в различной степени шероховатость труб. Как показал С. С. Кутателладзе [9, 10], интенсификация теплообмена в этом случае заключается в разрушении элементами шероховатости вязкого подслоя при турбулентном движении, а также повышении неустойчивости пограничного слоя. Тогда переход из ламинарного режима движения в турбулентный наступает на шероховатой поверхности при меньшем числе Re, чем на гладкой.
Важным конструктивным решением для повышения интенсификации тепловых процессов является подбор оптимальной геометрии теплообменной поверхности, так как от нее зависит работа теплообменного аппарата в целом. Для повышения коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата наиболее приемлемо применение различных оребренных поверхностей.
Как известно, линейный коэффициент теплопередачи k, Вт/(м К), через круглую трубку теплообменного аппарата [12, 13] рассчитывается по формуле
k |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
, |
(1) |
|
|
1 |
d |
|
|
|
|
||||
1 |
|
2 |
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
1d1 |
2 |
|
|
2d2 |
|
|||||
|
|
d1 |
|
|
|
||||||
где d1, d2 — внутренний и наружный диаметр теплообменной трубки, м; α1 — коэффициент теплоотдачи от жидкости, Вт/(м² К), протекающей в теплообменной трубке ко внутренней поверхности трубки; α2 — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности теплообменной трубки к жидкости, Вт/(м² К), омывающей теплообменную трубку; λ — коэффициент теплопроводности материала трубки.
При применении пассивного метода интенсификации теплообмена необходимо увеличить коэффициенты с и α2. При искусственной турбулизации, как было указано выше, пограничный слой уменьшится и коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 увеличатся.
Нами предлагается использование метода интенсификации тепловых процессов в теплообменном аппарате, заключающегося в установке на плоских поверхностях теплообмена ребер цилиндрической формы для повышения турбулизации потока жидкости. Это в конеч-
10