Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93

условиях целесообразно использовать материалы, характеризующиеся большей теплопроводностью.

Если существует возможность выбора, то величину термоэдс (или напряжения) целесообразно ограничивать минимальными значениями, так как это позволит уменьшить толщину электроизоляционного материала, а следовательно, и термическое сопротивление поверхности теплообмена.

В судовых условиях следует также иметь в виду необходимость сохранения на требуемом уровне термического сопротивления поверхности теплообмена в процессе длительной эксплуатации. Причиной значительного ухудшения процесса теплопередачи может оказаться отложение продуктов коррозии и загрязнения на теплопередающих поверхностях. Для их устранения в схемах термоэлектрических установок, как и в схемах многих судовых систем, необходимо использование ионообменных и механических фильтров, отстойников и т. д., а также правильный выбор конструкционных материалов, предназначенных для работы в контакте с выбранными теплообменивающимися средами.

В отдельных случаях необходимо также обеспечивать очистку поверхностей теплообмена промывкой, продувкой или механическим способом.

В судовых условиях отвод теплоты от спаев термоэлементов чаще всего осуществляется забортной водой. Однако эта вода содержит большое количество растворенных солей, ила и др. Нерастворимые продукты, содержащиеся в морской воде, могут быть удалены в механических фильтрах. Что касается растворенных продуктов, то для предотвращения их отложения на поверхностях теплообмена максимальную температуру морской воды в трактах следует ограничивать значениями, меньшими, чем те, при которых (в зависимости от состава) начинается солеотложение.

Выше было отмечено, что вопросы интенсификации теплообмена играют исключительно большую роль при конструировании термоэлектрических устройств.

Чаще всего интенсифицировать теплообмен удается за счет применения оптимальных конструкций поверхностей теплообмена. Конкретные рекомендации по этому вопросу даются в специальной технической литературе. Здесь мы ограничимся некоторыми данными, которые позволят, основываясь на экспериментальных результатах, отыскать наиболее целесообразные технические решения на начальной стадии проектирования термоэлектрических устройств.

Сравнительная оценка различных конструкций теплообменных поверхностей термоэлектрических устройств, как и в случае обычных теплообменных аппаратов, может быть выполнена на основе сопоставления:

- теплопередающих свойств;

- величин гидравлических сопротивлений движению сред;



- габаритно-весовых характеристик;

- простоты и технологичности конструкций;

- эксплуатационной надежности.

Теплопередающая способность различных поверхностей теплообмена оценивается по графикам зависимости

Nu = /(Re),

где Nu -• критерий Нуссельта;

Re - критерий Рейнольдса или Ко = f (Re), где Ко определяется из критериального уравнения

Nu = aReiPrS(-gj)

в виде

I РГст )

где а - безразмерный коэффициент.

Очевидно, чем больше Nu или Ко при прочих равных условиях, тем лучше будут теплопередающие свойства поверхности теплообмена. На графиках рис. 83, 84 и 85 приведены зависимости NUjK = / (Re) и Ко = f (Re), позволяющие оценить значение коэффициентов теплоотдачи для термоэлектрогенераторов, в которых греющей и охлаждающей средами являются жидкости или газы.

Однако для всесторонней оценки знание только теплопереда-ющих характеристик той или иной конструкции поверхности теплообмена оказывается далеко недостаточным. Немаловажным фактором при сравнительной оценке качества конструкций является также величина гидравлического сопротивления. Эта величина при прочих равных условиях должна быть минимальной, так как в противном случае произойдет возрастание непроизводительных потерь энергии на прокачку теплоносителя и охладителя [124].

Если в качестве критерия для сравнения гидравлических сопротивлений принять суммарный коэффициент гидравлического сопротивления, отнесенный к 1 м длины:

можно построить зависимости g = / (Re) для различных поверхностей теплообмена. Такие зависимости для некоторых конструкций поверхностей теплообмена и сред, показанные на рис. 86-88




Рис. 83. Теплоотдача для различных типов поверхностей теплообмена при

использовании жидких теплоносителей

/ поперечное обтекание пучка круглых трубок 10 X 1 мм с шахматным расположением (f,/rf=1.3; Fj/rf -1.12) под углом меньше 90" в кожухотрубном теплообменнике с сегментными перегородками; 2 -поток жидкости в трубках 10 X 1 мм со спираль-ио-проволочиыми турбулизаторами; 3 - поперечное обтекание пучка круглых трубок 5x0,5 жж, сребренных пластинами; 4- поток жидкости в плоских трубках с решетками; 5 - поперечное обтекание пучка круглых трубок 10X1 мм с шахматным расположением (F,/rf=I.3, /=1.12) под углом меньше 90°

в кожухотрубном теплообменнике с кольцевыми перегородками; б - поток жидкости в плоских трубках с решетками; 7-поток жидкости между гофрированными пластинами; «-поперечное обтекание пучка круглых трубок 1x1 мм с шахматным расположением (Ft/d-1,3; /?/d=l,I3); s -поперечное обтекание пучка круглых трубок 10x1 мм с коридорным расположением {Fг/d~Fil= \,5): /О-поперечное обтекание пучка круглых трубок 10X1 мм с шахматным расположением (Fi/rf=I,3, Fa/rf=I,13) под углом 60°; -поток жидкости между гладкими пластинами; /2 -поток жидкости в спиральных змеевиках; поток жидкости в трубках 10x1 мм



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [45] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93



0.0011