Поверхность теплоотдачи

Поверхность теплообмена,

в которой коэффициент теплообмена а, являющийся функцией свойств текучей среды, параметров ее движения и свойств поверхности твердого тела, часто называют коэффициентом теплоотдачи; разность температур стенки и жидкости Ос—Ож называется температурным напором; Р — тепловой поток, Вт; F — поверхность теплообмена, м2.

U — периметр поперечного сечения (смоченный периметр, т. е. такой, который определяет поверхность теплообмена).

В, несущих конструкциях РЭА широкое распространение получили различные выдавки, отбортовки, ребра жесткости и т. п., которые позволяют значительно увеличить жесткость тонколистового материала, обеспечить крепление, увеличить поверхность теплообмена, получить направляющие для перемещения вставляемых узлов. Выдавки прямоугольной формы применяют как опорные площадки для крепления тяжелых узлов, а круглой формы — для крепления амортизаторов ( 2-16). Размеры ребер жесткости и выдавки зависят от толщины материала: глубина выдавки (рёбра жесткости) /i=3s; радиус закругления выдавки Ri — 5s; радиус заглубления выдавки /?2=10.?; минимальный радиус гибки r = s (для алюминиевых сплавов г = 1,5s); шаг ребер жесткости /=20s. Эти ориентировочные данные приведены для углеродистой стали 10 кп.

Определим изменение температуры объема, в котором выделяется энергия во время переходного процесса переключения прибора, при этом пренебрежем влиянием тепловой анизотропии, конвекции и излучения, а также влиянием термоэлектрических эффектов и предположим, что тепловой источник расположен в месте локализованного выделения тепла (в «горячей точке») и поверхность теплообмена имеет в общем

Полученные формулы (3.9) — (3.16) позволяют в зависимости от режимов загрузки, а также тех или иных эксплуатационных факторов определять минимальный температурный напор и температуры теплоносителей на выходе из теплообменного оборудования. Рассмотрим для примера особенности учета режимных факторов при определении б/ и температуры конденсации пара в конденсаторе турбины. Создающиеся при различных режимах работы энергоблока температурные напоры в конденсаторе паровой турбины определяют величину эксплуатационного вакуума в нем, соответствующего температуре конденсации отрабатавшего пара. Эта температура находится по формуле (3.15) через поверхность теплообмена конденсатора F, расход пара /)к, а также рассчитываемые величины fit и k.

Как показано выше, в маневренных паротурбинных энергоблоках, работающих с частыми пусками и остановами, необходимо сокращать число регенеративных подогревателей и общую их поверхность теплообмена. Такое сокращение числа регенеративных подогревателей при создании полупиковых и пиковых энергоблоков вызывается не только необходимостью уменьшения капиталовложений, но и стремлением улучшить маневренные качества, а также повысить надежность их работы. Развитая схема регенерации снижает маневренные качества главным образом по двум причинам:

2. При остановах энергоблоков развитая поверхность теплообмена является источником образования окислов металлов (продуктов стояночной коррозии), которые загрязняют питательную воду, откладываются на внутренних поверхностях парогенераторов, снижая их надежность работы и срок службы.

Нагрев кабельной линии происходит вследствие не только нагрева токопроводящих жил, но и нагрева изоляции от протекающего в ней тока утечки. Небольшой ток утечки может вызывать значительное выделение теплоты. При напряжениях 345 кВ и выше ток утечки в бумажной изоляции становится недопустимо большим. Поэтому для работы на повышенном напряжении требуется иная изоляция — меньшей толщины и с лучшей теплопроводностью, которая может выдерживать повышенные результирующие напряжения. Такими необходимыми изоляционными свойствами обладают новые синтетические материалы, например мил ар, полиэтилен или найлон, которые применяются в настоящее время. Исследуется также возможность использования некоторых газов. При применении в качестве изоляции газов потери в диэлектрике существенно снижаются и, как следствие, увеличивается критическая длина кабельных линий. Для напряжения 500 кВ она увеличивается до примерно 880 км по сравнению с 27 км для кабеля с бумажной изоляцией. Газы также лучше проводят теплоту, поскольку в них образуются потоки конвекции, а так как кабели с газовой изоляцией требуют еще и внешней оболочки большего диаметра, то у них образуется большая поверхность теплообмена, соприкасающаяся с окружающим их грунтом. Однако для труб большего диаметра требуется прокладывать и более дорогие траншеи.

ПерЁое направление. Для работы в абсорбционных холодильных ма-* шинах используют внешнюю энергию в форме тепла. Выбирают абсорбционную водоаммиачную холодильную машину АВХМ-4000/25. В качестве греющей среды можно использовать горячую воду с температурой 423—436 К и расходом G = 260 т/ч. Воду с такими параметрами можно получить при установке модулей из унифицированных секций на выхлопном тракте ГПА „Коберра-182". Техническая характеристика теплообменников из шести модулей: поверхность теплообмена — 825 м2; температура воды на входе — . 343 К; температура воды на выходе — 423 К; рас-

Поверхность теплообмена излучением, м Поверхность конвективного нагрева, м

Мощность потерь в трансформаторе относительно номинальной мала, но ее значение в трансформаторах большой мощности может быть велико, поэтому одной из важнейших задач при конструировании трансформаторов является обеспечение отвода в окружающую среду теплоты, нагревающей обмотки и магнитонровод. Задача зга тем сложнее, чем больше мощность трансформатора. При заданных индукции в магнитопроводе и плотности тока в обмотках мощность потерь возрастает пропорционально увеличению объема трансформатора, т. е. пропорционально кубу увеличения его линейных размеров, а поверхность теплоотдачи увеличивается лишь пропорционально квадрату увеличения линейных размеров. Следовательно, с увеличением мощности трансформатора приходится искусственно увеличивать поверхность охлаждения и усиливать теплоотдачу, с этой поверхности. Ухудшение условий теплоотдачи с ростом мощности наблюдается в большинстве электрических машин и аппаратов.

Мощность потерь в трансформаторе относительно номинальной мала, но ее значение в трансформаторах большой мощности может быть велико, поэтому одной из важнейших задач при конструировании трансформаторов является обеспечение отвода в окружающую среду теплоты, нагревающей обмотки и магнитопровод. Задача эта тем сложнее, чем больше мощность трансформатора. При заданных индукции в магнитопроводе и плотности тока в обмотках мощность потерь возрастает пропорционально увеличению объема трансформатора, т. е. пропорционально кубу увеличения его линейных размеров, а поверхность теплоотдачи увеличивается лишь пропорционально квадрату увеличения линейных размеров. Следовательно, с увеличением мощности трансформатора приходится искусственно увеличивать поверхность охлаждения и усиливать теплоотдачу с этой поверхности. Ухудшение условий теплоотдачи с ростом мощности наблюдается в большинстве электрических машин и аппаратов.

Мощность потерь в трансформаторе относительно номинальной мала, но ее значение в трансформаторах большой мощности может быть велико, поэтому одной из важнейших задач при конструировании трансформаторов является обеспечение отвода в окружающую среду теплоты, нагревающей обмотки и магнитопровод. Задача эта тем сложнее, чем больше мощность трансформатора. При заданных индукции в магнитопроводе и плотности тока в обмотках мощность потерь возрастает пропорционально увеличению объема трансформатора, т. е. пропорционально кубу увеличения его линейных размеров, а поверхность теплоотдачи увеличивается лишь пропорционально квадрату увеличения линейных размеров. Следовательно, с увеличением мощности трансформатора приходится искусственно увеличивать поверхность охлаждения и усиливать теплоотдачу с этой поверхности. Ухудшение условий теплоотдачи с ростом мощности наблюдается в большинстве электрических машин и аппаратов.

Интенсификация как радиации, так и конвекции может быть достигнута при некотором увеличении объема аппарата, если увеличить поверхность теплоотдачи за счет размещения на футляре ребер. Указанные ребра нужно изготавли-рис 1513. ФУТЛЯР: вать из материала с хоро-

где FK — поверхность теплоотдачи конвекцией, см2; qK — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/см2; р — коэффициент, зависящий от высоты теплоотдающей поверхности и определяемый экспериментально для проводников различных сечений и пространственного расположения.

Здесь «кон — коэффициент теплоотдачи конвекцией; ^ст, ^г — температура стенки и газа; FKOH — поверхность теплоотдачи.

Поверхность теплоотдачи:

Переходный процесс нагрева проводника, имеющего одинаковое сечение по всей длине. Если форма, размеры сечения, а также поверхность теплоотдачи одинаковы по ссей длине,а для расщепленных проводников и одинаковы по длине расстояния (зазоры) между его элементами, то уравнение (1.63) можно представить в виде

где FK — поверхность теплоотдачи конвекцией, см2; qK — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/см2; 3 — коэффициент, зависящий от высоты теплоотдающей поверхности и определяемый экспериментально для проводников различных сечений и их пространственного расположения.

где kK — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2 -К); &{ — температура нагретого тела, К; Э2 - температура охлаждающей среды, К; F - поверхность теплоотдачи, м2.

здесь С - масса проводника, кг; с - удельная теплоемкость, ДжДкг • К); F — поверхность теплоотдачи проводника, м2; т — превышение температуры проводника по отношению к окружающей среде, °С или К; fcT — коэффициент теплоотдачи, ВтДм2 • К).