Нестационарная теплоотдача насадки в регенеративном воздухоподогревателе

Цель: установление зависимости между длительностью процессов теплообмена и значением коэффициента теплоотдачи насадки регенеративного воздухоподогревателя. Задачи: модернизировать наиболее близкий аналог лабораторного стенда путем усовершенствования системы переключения потоков для исключения присосов, создания современной системы автоматической регистрации и управления тепловыми процессами в регенеративном воздухоподогревателе; разработать методику исследования на автоматизированном стенде с регенеративным воздухоподогревателем с учетом инерционности термопар, измеряющих температуру потоков теплоносителей; провести серию экспериментов с насадками в виде пакетов параллельных пластин из различных материалов, применяемых в регенеративных воздухоподогревателях; измерить мгновенные и средние за период работы регенеративного воздухоподогревателя коэффициенты теплоотдачи насадки при различных длительностях периодов и расходах теплоносителей; обобщить результаты измерений среднего коэффициента теплоотдачи пакета параллельных пластин уравнением подобия; построить математическую модель теплообмена пластинчатой насадки в регенеративном воздухоподогревателе, циклически омываемой потоками холодного и горячего теплоносителей, с учетом экспериментально измеренной зависимости температур теплоносителей во времени; дать оценку влияния длительности периодов на теплоотдачу в регенеративном воздухоподогревателе и показатели энергетического парогенератора. Создан автоматизированный стенд для исследования теплоотдачи насадки в условиях регенеративного воздухоподогревателя. Разработана методика измерения коэффициента теплоотдачи насадки в циклических процессах ее обтекания холодным и горячим теплоносителями по зарегистрированным автоматизированной измерительной системой стенда изменяющимся во времени параметрам, отличающаяся тем, что учитывается влияние инерционности термопар на показания термодатчиков, измеряющих быстро изменяющуюся температуру теплоносителей. Экспериментально подтверждены теоретические данные о характере изменения коэффициента теплоотдачи насадки в ограниченных по времени процессах. Получено новое уравнение подобия для средней за период теплоотдачи насадки с учетом длительности периода нагрева/охлаждения, а также режима течения потока на основе экспериментов с насадками из различных материалов, которое применимо в широком диапазоне определяющих чисел подобия. Предложено аналитическое решение сопряженной задачи циклического теплообмена пластины с холодным и горячим теплоносителями, отличающееся тем, что в нем использован уточненный закон изменения во времени температур теплоносителей перед пластиной, и положенное в основу математической модели регенеративного воздухоподогревателя. Предложенные уравнение подобия теплоотдачи и математическая модель регенеративного теплообменника применены в расчете теплового состояния теплоносителей и насадки промышленного регенеративного воздухоподогревателя.