AGRIS - 

2021

Bagaev, A.A. | Bobrovskij, S.O.

Системы косвенного электрического нагрева сопротивлением относятся к нагревателям с наличием внутренних источников теплоты и широко применяются в сельском хозяйстве для нагрева газообразных и жидких сред. Подобные системы характеризуются недостаточной интенсивностью теплообменных процессов. Это подразумевает большую площадь поверхности теплопередачи и значительные геометрические размеры. Ранее была предпринята попытка решения проблемы повышения эффективности процессов теплопередачи и минимализации геометрических размеров теплообменника. Для этого произведено моделирование теплообменных характеристик и определены геометрические размеры трех теплообменных систем: "труба с внутренними источниками теплоты в диэлектрической трубе", "труба с внутренним источником теплоты – пленка нагреваемой жидкости" и "цилиндрический змеевик – нагреваемая жидкость". Анализ указанных теплообменных систем показал, что наиболее перспективным является теплообменник змеевикового типа. Данная система обладает лучшими теплообменными характеристиками и наиболее компактными размерами. Для подтверждения корректности примененной методики расчета теплообменных и геометрических параметров теплообменника в работе реализовано моделирование распределения температуры нагреваемой жидкости в канале змеевикового теплообменника. Проверочные расчеты, проведенные при сформулированных допущениях на примере змеевикового теплообменника, показывают, что методика определения теплообменных и геометрических параметров теплообменников является корректной. В результате моделирования установлено, что погрешность определения требуемой длины канала змеевикового теплообменника, числа витков и высоты змеевика для достижения температуры жидкости на выходе 75 град. C не превышает 4%. Аналогичный вывод можно сделать и в отношении теплообменников типов "труба с внутренними источниками теплоты – нагреваемая жидкость" и "труба с внутренним источником теплоты – пленка нагреваемой жидкости". | Indirect electrical resistance heating systems are heaters with internal heat sources and are widely used in agriculture for heating gaseous and liquid media. Such systems are characterized by insufficient intensity of heat exchange processes. This implies a large heat transfer surface area and significant geometric size. Earlier, an attempt was made to solve the problem of increasing the efficiency of heat transfer processes and minimizing the geometric size of the heat exchanger. For this purpose, the heat exchange characteristics were simulated and the geometric dimensions of three heat exchange systems were determined: "pipe with internal heat sources in a dielectric pipe", "pipe with an internal heat source - a film of heated liquid" and "cylindrical coil – heated liquid". The analysis of these heat exchange systems has shown that the most promising is a coil-type heat exchanger. This system has the best heat transfer characteristics and the most compact size. To confirm the correctness of the applied method of calculating the heat exchange and geometric parameters of the heat exchanger, the simulation of the temperature distribution of the heated liquid in the channel of the coil heat exchanger is implemented in this work. The verification calculations carried out under the formulated assumptions, using the example of a coil heat exchanger, show that the method for determining the heat exchange and geometric parameters of heat exchangers is correct. As a result of the simulation, it has been found that the error in determining the required channel length of the coil heat exchanger, the number of turns and the height of the coil to reach the liquid temperature at the outlet of 75 deg. C does not exceed 4%. A similar conclusion can be made regarding the heat exchangers of the types "pipe with internal heat sources - heated liquid" and "pipe with an internal heat source - a film of heated liquid".

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation