Эффективность теплообмена при нагреве раствора аммония хлорида в каналах со спиральными турбулизаторами

Таким образом, определено, что производительность алгоритма на МК STM32F429ZI в 49 раз ниже, чем на компьютере с процессором Intel i5-3570. Удельная же производительность МК при этом оказалась лишь в 2,6 раза ниже производительности настольного ПК. С другой стороны, систему, базирующуюся на микроконтроллере, характеризует сверхнизкое потребление электроэнергии - при выполнении вычислений оно составило всего 0,18 Вт, что является значительным преимуществом при реализации автономных решений, реализующих распознавание объектов.

Список литературы

1. Viola. P. Robust Real-Time Object Detection: tech. report / P. Viola, M. Jones. (city: Cambridge) Cambridge, 2001. 320 p.

2. Великий Я.О. Анализ принципа распознавания объектов на изображении методом Виолы-Джонса / Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии, 2015. № 68. С. 162-166.

3. Chang-yeon Jo. Face Detection using LBP features. / CS 229 Machine Learning Final Projects, Stanford, 2008. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://cs229.stanford.edu/proj2008/Jo-FaceDetectionUsingLBP features.pdf/ (дата обращения: 06.06.2018).

4. Juliano E.C. Cruz. A comparison of Haar-like, LBP and HOG approaches to concrete and asphalt runway detection in high resolution imagery. / Juliano E.C. Cruz, Elcio H. Shiguemori, Lamartine N.F. Guimaraes. J. Comp. Int. Sci., 2015. 6 (3):121-136.

5. LUPA300 CMOS Image Sensor. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NOIL1SM0300A-D. PDF/ (дата обращения: 06.06.2018).

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ НАГРЕВЕ РАСТВОРА АММОНИЯ ХЛОРИДА В КАНАЛАХ СО СПИРАЛЬНЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ Нурыллаева А.А.1, Кудиярова К.К.2

1Нурыллаева Айнагул Абдиуалиевна - ассистент, кафедра химической технологии, Каракалпакский государственный университет им. Бердаха, г. Нукус; 2Кудиярова Кутлыгул Караматдиновна - ассистент, кафедра фундаментальных предметов, Ташкентский химико-технологический институт, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: изучены процессы исследования по интенсивности теплообмена при нагреве маточного раствора аммония хлорида в трубе со спиральной накаткой. Анализ показывает, что с ростом величины Re перенос тепла повышается на всех исследованных трубах, т.е. как на гладкой, так и в трубе со спиральными выступами.

Ключевые слова: теплообменные аппараты, интенсификаций, трубе со спиральными, накатка, кожухотрубчатое, теплообменные аппараты, процесс.

Теплообменные устройства являются одними из важнейших аппаратов химических и нефтегазоперерабатывающих предприятий, а также энергетических установок. С ростом энергетических мощностей и объема производства все более увеличивается масса и габариты теплообменных аппаратов.

Для снижения габаритов и массы аппаратов необходимо интенсифицировать теплообмен при одинаковой мощности и мощности на прокачку теплоносителя [1].

К числу компактных и эффективных теплообменников, созданных за последнее время, относятся разные конструкции теплообменных аппаратов с оребренными поверхностями. Применение оребрения со стороны теплоносителя, отличающегося низкими значениями коэффициентов теплоотдачи (газы, сильно вязкие жидкости), позволяет значительно повысить тепловые нагрузки аппаратов [2].

В настоящее время вопросы интенсификации теплообмена в круглых каналах (трубах) достигли предельно возможных значений.

Известны работы, в которых интенсификация теплообмена предлагается путем турбулизации потока теплоносителя внутри и на наружной поверхности труб [3].

Экспериментальные исследования по нагрева маточного раствора аммония хлорида с 35 до 75° С проведены в аппарате кожухотрубные теплообменники. В качестве теплоносителя

используется газообразный аммиак с температурой 88° С . Исследование проведены как гладкой трубе и на витых трубах с различным шагом турбулизаторов. Наружный диаметр труб

^ =7,5 и 12,2 мм, к0 = °.5 и £0 = 8 ^ 2° в диапазоне чисел Рейнольдса Яе = 1°°°° - 27°°°.

Интенсивности теплообмена при течении жидкостей в трубах со спиральными, дискретно расположенными плавными выступами внутри определяется по формуле [4].

Ыи Ыи

= 11 + А

к

(

1 — -

2 к

X

й.

1

— В

к

(

1 —-

2 к

X

й.

1 /

Яе—

"(ко/Я

[1]

Где к

глубина канавки; £0 - шаг расположения канавок;

Ыи„

- интенсивность

теплообмены для гладкой трубы определяется по формуле Нуссельта - Краусольда:

Ыи = °.°23 • Яе°'8 • Рг°43 [2]

Значение численных коэффициентов формулы [1] получены из уравнения:

2

р = а0 + а^0 + а^2 [3] Где Я определяется по формуле:

Я * =7( •)2 +(3.14 • й )2 [4]

На таблице приведены результаты экспериментального исследования по интенсивности теплообмена при нагреве маточного раствора аммония хлорида в трубе со спиральной накаткой. Анализ таблице показывает, что с ростом величины Яе перенос тепла повышается на всех исследованных трубах, т.е. как на гладкой, так и в трубе со спиральными выступами. Данные по теплоотдаче на гладкой трубе хорошо согласуются с расчетными данными по формуле [2]. Если, при Яе = 1°4 значение Ыи = 76.7 , при Яе = 18°°° величина Ыи = 122.7 , при Яе = 27°°° величина Ыи = 169.8. Данная закономерность зафиксирована для всех накатанных исследованных труб. Результаты по гладкой трубе хорошо согласуются с данными многих авторов с достаточно высокой точностью, что подтверждает корректность проведенных опытов.

Таблица 1. Влияние числа Ке на интенсивность переноса тепла при нагреве маточного раствора в витых трубах в теплообменнике с трубами со спиральныти плавно очерченными выступами

= °.5

В Яе Ыи гл Ыи %

225,6 2,9

8 314,5 2,55 0,063

395,6 2,3

7,5 15 164,7 230,7 2,13 1,88 0,033 0,067

291,12 1,71

20 10000 18000 76,7 122,7 137,11 192,37 242,7 1,78 1,57 1,43 0,025

27000 169,8 255,37 3,32

8 361,03 2,93 0,063

455,8 2,68

12,2 15 188,85 265,39 2,44 2,16 0,033 0,041

335,85 1,98

156,11 2,02

20 219,62 1,79 0,025

278,04 1,64

Данные по теплоотдаче в трубе с hQj SQ = 0.025 показывают, что интенсивность теплоотдачи

возросла почти в 2 раза по сравнению с гладкой трубой. При h0/s0 = 0.033 рост интенсивности

теплообмена составил 2,35 раза. Такой резкий рост объясняется тем, что трубы со спиральной накаткой имеют не только поступательную, но и вращательную составляющую потока жидкости. Вторая составляющая турбулизирует пристенный вязкий подслой, в котором сосредоточено основное термическое сопротивление. Сравнение результатов на гладкой трубе и трубах с различными

параметрами шага спирально накатка показал, что с ростом ^ /интенсивность переноса тепла

увеличивается. Так, при Л0Ао = 0.025 величина Nu = 155, при h0/s0 = 0.033- Nu = 190 и

соответственно при hZ^o = 0.063- Nu = 255 . Видно, с ростом ^ /S0 интенсивность процесса

возросла в 1,67 раза, а по сравнению с гладкой трубой почти в 2 - 3 раза. Известно что разработка компактных аппаратов требует интенсификации теплообмен не только в трубном, но и в межтрубном пространстве при помощи эффективных турбулизаторов, а также улучшить умывание труб в межтрубном пространстве.

Следует отметить, что придание трубам формы в виде спиральной накатки технологически не сложно и самое важное не изменяет наружной диаметр трубы. Поэтому, появляется возможность получить после сборки подобных труб тесный пучок. Одним из основных достойность аппарата из спирально - накатанных труб является интенсификация теплообмена как снаружи, так и внутри, что обеспечивается специальной и эффективной конструкцией теплообменных труб. Кроме того, внутри и снаружи можно прокачивать теплоносители при высоких скоростях. К недостаткам подобных труб относится то, что из толстостенных труб невозможно изготовить подобные трубы.

Анализ полученных данных показывает, что интенсификация в 2 и более раз позволяет создать более компактный теплообменный аппарат при одинаковой тепловой мощности.

Список литературы

1. Дрейцер Г.А. О некоторых проблемах создания высокоэфефективных трубчатых теплообменных аппаратов // Новости теплоснабжения, 2004. № 5. С. 18-34.

2. Юсупбеков Н.Р., Нурмухамедов Х.С., Зокиров С.Г. Кимёвий технология асосий жараён ва курилмалари. Т.: Шар;, 2003. 644 б.

3. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1970. 331 с.

4. Линец А.У., Кузнецов С.М., Дирина Л.Д. Теплообмен и гидродинамика в каналах сложной формы. М.: Машиностроение, 1996. 200 с.

АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГОПОТОЧНЫХ ПРОГРАММ, НАПИСАННЫХ НА ЯЗЫКАХ JAVA И GO Гасанов З.З.

Гасанов Заурбек Зубаирович - аспирант, кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем, Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала

Аннотация: в статье рассматриваются подходы к разработке многопоточных программ на языках программирования Java и Go. Дается общая информация о многопоточности, приведены отличительные особенности реализации многопоточности на двух языках, проводится сравнение и анализ производительности программ с большим количеством потоков.

Ключевые слова: многозадачность, многопоточность, поток, горутина, производительность.

Развитие многоядерных и многопроцессорных вычислительных систем привело к тому, что для разработки эффективных программ необходимо пересмотреть традиционные подходы к разработке программного обеспечения. Современная программа в рамках операционной системы представляет собой не просто процесс с единственным потоком, а совокупность потоков, которая позволяет в максимальной степени задействовать имеющиеся вычислительные ресурсы.