4 / 13
Влияние параметров теплообменных штырьковых структур на их эксплуатационные характеристики
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
111
Рис. 3.
Схема:
а
— рабочего участка стенда
(
1
— корпус;
2
— крышка;
3
— входной штуцер;
4
— выходной шту-
цер;
5
— образец;
6
— нагреватель;
7
— уплотнитель);
б
— варианты направления потока тепло-
носителя (
1
— вдоль направления первого прохода;
2
— перпендикулярно направлению первого
прохода;
3
— шахматный порядок)
Эффективность охлаждения оценивали по разности температур нагревателя и
воды на входе в систему. Чем меньше разность температуры нагревателя и темпе-
ратуры охлаждающей воды, тем эффективность штырьковой структуры выше.
Температуру нагревателя измеряли с помощью термопары хромель–копель
7
(см.
рис. 2), температуру воды — ртутным термометром
6
с ценой деления 0,5
C. Гид-
равлические потери оценивали по расходу воды на выходе из системы, который
определялся по времени заполнения мерной емкости
5
.
В ряде случаев изменение порядка расположения элементов структуры от-
носительно направления движения теплоносителя способствует повышению
эффективности охлаждения [6]. Так, расположение штырьков в шахматном по-
рядке обеспечивает более сложную траекторию движения потока, вынуждая его
огибать каждый отдельный штырек, находящийся на его пути [7]. Таким обра-
зом, возможна дополнительная турбулизация потока жидкости, и, как след-
ствие, повышение коэффициента теплоотдачи. В связи с этим возникает необ-
ходимость исследовать возможности изменения порядка штырьков в структуре,
полученной методом ДР, и его влияние на основные показатели эффективности
структуры.
Изменение порядка расположения штырьков достигали за счет различной
ориентации образца относительно входного отверстия в корпусе установки.
Рассматривали три варианта ориентации структуры относительно направления
потока теплоносителя: направление потока совпадало с направлением первого
прохода ДР, было ему перпендикулярно или совпадало с большей диагональю
параллелограмма, образованного направлениями первого и второго проходов
(рис. 3,
б
). Последний вариант является аналогом шахматного порядка и при-
зван увеличивать число штырьков, которые огибаются потоком.
Определение оптимальной плотности расположения штырьков в струк-
туре.
Под плотностью расположения штырьков в структуре (размерность см
–2
)