A Generalized Mathematical Model of the Fouling Formation on the Heat Transfer Surface in Non-Dimensional View and Its Application for Plate Heat Exchangers Design (original) (raw)
Related papers
Developed Surfaces as a Factor for Optimizing the Design of Heat Exchangers
Collection of scholarly papers of Dniprovsk State Technical University (Technical Sciences)
Optimization of the geometric parameters of heat exchangers can be carried out according to many parameters. One of the most important are geometric dimensions. The development of an optimized heat exchanger design using experimental planning methods is an urgent task. This allows you to minimize the cost of materials for the manufacture of devices and transfer heat most efficiently. Intensification of heat exchange is always given great attention for any branch of industry and technology. High requirements are put forward to the structures of heat exchange equipment, which are related to the reduction of their mass, occupied volume, etc. A promising direction is the use of heat exchange surfaces with a large area, that is, developed, which is achieved by finning the primary surface. The optimal design of the surface development is determined by the values of the heat transfer coefficients from the hot coolant to the dividing wall of the heat exchanger tube and from the wall to the ...
Mathematical model of heat exchange in the turnover of the surface grinding machine
Vìsnik Žitomirsʹkogo deržavnogo tehnologìčnogo unìversitetu, 2017
Національний технічний університет «Харківський політехнічних інститут» Математична модель теплообміну у резервуарі МОР шліфувального верстату Пропонується математична модель процесів теплообміну у резервуарі МОР круглошліфувального верстата. Приводяться послідовність і залежності для розрахунку середньої температури МОР у резервуарі і на виході із зони різання та результати тестових розрахунковоаналітичних досліджень. Ключові слова: система подачі МОР; стаціонарний режим; нестаціонарний режим; температурний градієнт; коефіцієнт теплопередачі; коефіцієнт теплопровідності. Постановка проблеми. Важливою умовою високої продуктивності обробки шліфуванням є підтримка стабільного теплового режиму у зоні різання, яка здійснюється ефективним відводом теплоти, що виділяється. Вказану функцію виконує МОР-мастильно-охолоджуюча рідина, яка знижує величину потужності і сили різання, пришвидшує теплообмін, забезпечує зменшення температури у зоні різання. Дослідниками [5, с. 17; 9, с. 7-8; 15, 29-34] встановлено, що температурні деформації верстатів порушують їх геометричну точність і викликають похибки розмірів і форми оброблюваних деталей, однак роль МОР в цьому процесі не виявлено. В роботі [12, с. 177-178 ] вирішена задача теплового балансу в зоні різання при круглому шліфуванні з урахуванням режимів різання, проте роль МОР в процесі відведення тепла із зони обробки також детально не досліджувалася. В роботі [13, с. 74] було визначено вплив режимів шліфування на витрату МОР через зону контакту, введене поняття корисної витрати МОР, яка багато в чому визначає параметри режиму різання. Однак, механізм впливу корисної витрати МОР на зміну її теплофізичних параметрів не визначено. Встановлено [5, с. 17; 9, с. 8], що подача МОР в зону різання призводить до зміщення елементів технологічної системи круглошлифовального верстата, проте функціональний зв'язок між температурою МОР і величиною цих зміщень не встановлено. С.С. Шахновський [14, с. 14-15] зробив спробу прогнозування дії теплових потоків не тільки безпосередньо в зоні різання, а й в цілому в технологічній системі шліфувального верстата, в тому числі у системі подачі МОР. З аналізу всіх складових теплового потоку зроблено висновок, що найбільша його нестабільність характерна для теплоти, що поступає у верстат із системи подачі МОР. Зі сказаного очевидно, що актуальною проблемою є зменшення впливу теплових потоків верстату на точність шліфування, яка може бути забезпечена, в тому числі, покращенням охолоджувальної здатності резервуару МОР. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Дослідженню теплового режиму процесу шліфування і його впливу на точність обробки присвячені численні наукові роботи [1…3, 7, 9…10, 12…15 та ін.]. За деякими даними МОР в круглошліфувальних верстатах за п'ять годин роботи нагрівається на 2-3 C˚. Однак практика говорить зовсім про інше. На підприємстві ВАТ «ХАРВЕРСТ» мали місце факти, коли МОР за 3 години роботи починала кипіти. Подібні явища спостерігалися особливо при силовому шліфуванні і при обробці на вальцешліфувальних верстатах. В той же час, температурні деформації шліфувального верстата призводять до відхилення від перпендикулярності осі шпинделя до площини столу. При зміні температури на 5 C˚ зміна кутового положення осі шпинделя може скласти 0,1 мм на довжині 1000 мм. В результаті цього відхилення від паралельності торців шліфованої заготовки становить 0,012 мм на довжині 300 мм [15, с. 122]. За даними С.С. Шахновського [14, с. 15], якщо остаточна температура, що повернулася сумісно із МОР у зону різання перевищує температуру навколишнього середовища на 20 C˚, то відхилення від паралельності кінців призматичної деталі може досягати 20 мкм. Якщо перевищення відсутнє, то відхилення від паралельності не перевищує 5 мкм. Причиною вказаного явища є зміна кутового положення шліфувальних кругів під дією надлишкових температур у резервуарах систем застосування МОР [2, с. 31-32]. Якщо надлишкова температура перевищує 30 C˚, то зміна кутового положення круга може досягати 0,3 мм, причому однією з головних причин відхилення положення шліфувального шпинделя від баз верстату є недостатня тепловіддавальна здатність резервуарів системи подачі МОР.
Diagrams of Deformation of Pressure Couplings of Heat Transfer Systems
Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2018
The proposed methodology for determining the stress-strain state (SSS) for the connection pipe-thin pipe grid (P-TPG) allows with minimal cost obtaining a reliable picture of the possible properties of a subassembly of the pressure coupling. Methodology makes it possible to evaluate the operational capabilities of the P-PTG assembly, to set patterns for optimizing the process conditions, to provide maximum attainable quality of connection P-G for strength and integrity.
Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University
Problem. Electro-spark alloying (ESA) is a promising process of surface modification, which allows obtaining a high-quality coating, is environmentally safe and energy efficient. Wide application in production is hindered by the need to develop the technology, as well as the lack of a mathematical model for predicting the properties of coatings depending on materials and processing modes. It is known that the high adhesive bond of the coatings obtained by the ESA method with the base is explained both by the intensive mixing of the electrode materials in the liquid phase and by the diffusion of the anode material into the cathode in the solid phase. The goal is to develop the mathematical model that allows describing the process of heat propagation in the coating during electro-spark alloying of the metal surface. Methology. The direction of technological thermal physics of N.M. Rykalin is widely known, it is based on the theory of thermal conductivity of the method of heat sources....
Approximate Analytical Method for the Computation of Asymmetric Heating of the Infinite Plate
NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, 2017
АННОТАЦИЯ С помощью метода интегральных коэффициентов получено аналитическое выражение, позволяющее приближенно рассчитать температуру внутри бесконечной пластины в процессе ее несимметричного нагрева. Полученное выражение является обобщающим для случая симметричного нагрева бесконечной пластины. Применение интегрального подхода позволило получить выражение, описывающее процесс прогрева в зависимости всего лишь от одной переменной-модифицированного числа гомохронности. Это соответствует свертке полученных результатов без потери информации. Ключевые слова: метод интегральных коэффициентов, модифицированное число гомохронности, несимметричный нагрев пластины.
Ìntegrovanì tehnologìï ta energozberežennâ, 2020
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Ключові слова: системи опалення, незалежна схема, пластинчастий теплообмінник, інерційні характеристики, тепловіддача, порівняння Вступ Системи централізованого теплопостачання Східної Європи мають значний потенціал для енергоефективної оптимізації. Модернізація взаємопов'язаних елементів цих систем повинна включати застосування найкращих доступних енергозберігаючих технологій та обладнання для усіх компонентів такої системи. В Україні системи централізованого теплопостачання забезпечують потреби біля 55 % населення країни, при цьому споживання енергії житловим фондом майже вдвічі перевищує європейські показники [1], що робить проблему модернізації елементів системи теплопостачання дуже актуальною. Згідно періодизації розвитку централізованих систем теплопостачання, яка наведена у [2], зараз застосовуються системи третього покоління, які характеризуються, у тому числі, застосуванням попередньо зібраних індивідуальних теплових пунктів (ІТП) на вводах споживачів. Для систем опалення будівель у централізованих системах теплопостачання все більше застосовуються ІТП з незалежною системою підключення системи опалення будівлі до теплових мереж через теплообмінний апарат. ІТП для систем опалення по незалежній схемі складаються з теплообмінного та помпового обладнання, системи автоматичного регулювання, гідравлічної арматури. Високоефективні пластинчасті теплообмінники є базовим елементом ІТП в системах теплопостачання третього покоління. Разом із системою автоматичного регулювання пластинчастий теплообмінник є основним засобом, який забезпечує економію теплової енергії. Аналіз стану проблеми Регулювання теплообмінних апаратів являє собою доволі складний процес, який залежить, у тому числі, від тепловіддачі потоків робочих середовищ, їх теплофізичних властивостей, забруднення поверхні теплопередачі, геометричних характеристик теплообмінного апарату [3]. Як відомо [4], теплообмінний апарат як об'єкт регулювання разом з автоматичним регулювачем складає єдину замкнену динамічну систему, яка призначена для підтримки заданого закону зміни параметру, що регулюється, на сталих та перехідних режимах роботи. Зміна регульованого параметру у збуреному режимі, а також час, за який відхилення наближається до нуля, в значній мірі буде залежати від характеристик
Litiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY), 2018
The functions of the temperature distribution density of the detail on the basis of the results of numerical simulation of the heating process are calculated. Characteristics of the temperature distribution function of the detail for analysis of the level of formation of thermal stresses are proposed. It was shown that the difference between the maximum and minimum temperatures of the detail varies nonlinearly with the time of heating the detail in the furnace. The method for formalizing numerical simulation data for selecting the best thermal modes for heating details is proposed.