Лабораторные исследования каталитического теплообменника Текст научной статьи по специальности «Физика»

Первые результаты обучения студентов нового типа подтвердили их высокую мотивацию к получению не «знаний-копий», а «знаний-образов» и «знаний-трансформаций». Кроме того, новый циклический метод обучения заинтересованных студентов, представляющих для лектора наиболее благодарную аудитории, накладывает на преподавателей дополнительную ответственность, так как заставляет по-другому преподнести тот же самый учебный материал (не с «ученических» позиций, - как для группы из вчерашних школьников, а с позиций «партнерских», приближенных к уровню факультета повышения квалификации специалистов).

Литература

1. Манасян С.К., Арутюнян С.А. Транспортная система в АПК. - Красноярск, 2004. - 19 с.

2. Учеба без отрыва от баранки // Город. новости. - 2010. - Сент.

3. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование. - Красноярск, 2004. - 205 с.

---------♦-----------

УДК 621.867.7:62-82 Е.А. Сорокин, М.П. Хомутов

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

Приведены результаты стендовых испытаний каталитического теплообменника на тепловых трубах. Получены графические зависимости времени разогрева гидросистемы от количества тепловых труб и вместимости гидросистемы. Показано, что при помощи такого теплообменника можно быстро и эффективно повысить температуру рабочей жидкости в гидросистеме машины.

Ключевые слова: каталитический теплообменник, тепловая труба, разогрев жидкости, стендовые испытания.

E.A. Sorokin, M.P. Khomutov LABORATORY RESEARCH OF THE CATALYTIC HEAT EXCHANGER

The bench test results of the catalytic heat exchanger on the heat pipes are given. Graphic dependences of time for the hydrosystem warming up on the heat pipe number and hydrosystem capacity are received. It is shown that by means of such heat exchanger it is possible to rise power fluid temperature in a car hydrosystem quickly and effectively.

Key words: catalytic heat exchanger, heat pipe, fluid warming up, bench tests.

Целью исследований явилось проведение серии стендовых испытаний для проверки теоретических положений о возможности регулирования температуры рабочей жидкости при помощи вышеуказанного теплообменника.

Для достижения поставленной цели были определены задачи экспериментальных исследований: выявление зависимости интенсивности разогрева рабочей жидкости от параметров каталитического теплообменника на тепловых трубах, массы жидкости в гидросистеме и температуры поверхности каталитического нагревателя.

Для проведения стендовых испытаний каталитического теплообменника на тепловых трубах спроектирован и изготовлен специальный стенд [1]. В процессе проведения стендовых испытаний контролировались следующие параметры:

температура рабочей жидкости в гидробаке; температура окружающего воздуха; температура поверхности тепловых труб; температура на поверхности каталитического нагревателя; продолжительность работы каталитического нагревателя.

Значения контролируемых параметров при проведении эксперимента заносились в регистрационный

журнал. Исследования проводились при объеме рабочей жидкости в гидробаке 30, 50 и 100 л. Количество тепловых труб варьировалось от одной до пяти.

По полученным в ходе эксперимента данным построены зависимости температуры рабочей жидкости от времени разогрева для объемов жидкости в баке 30, 50 и 100 л при различном количестве тепловых труб (рис. 1-3).

▲--------▲--------▲ 5 труб

|----------Щ-----------------1 3 трубы

♦----------♦----------♦ 1 труба

Рис. 1. Зависимость времени разогрева рабочей жидкости от количества тепловых труб, VГc = 30 л

▲ —▲— ▲ 5 труб

■ —■— —■ 3 трубы

♦— ♦ ♦ 1 труба

Рис. 2. Зависимость времени разогрева рабочей жидкости от количества тепловых труб, Vгc = 50 л

т , с

♦—♦—♦

труб

трубы

труба

Рис. 3. Зависимость времени разогрева рабочей жидкости от количества тепловых труб, Vгc = 100 л

Как показали исследования, интенсивность разогрева существенно зависит от количества рабочей жидкости в гидросистеме. Так, разогрев гидросистемы вместимостью 30 л на 20 °С от первоначальной температуры при использовании теплообменника с пятью тепловыми трубами осуществляется за 11 мин, а гидросистема вместимостью 100 л разогревается на такую же температуру за 31,5 мин. При использовании теплообменника с тремя тепловыми трубами время разогрева гидросистемы вместимостью 30 л составляет 18 и 50 мин при вместимости гидросистемы 100 л. Таким образом, при увеличении вместимости гидросистемы в 3,3 раза время разогрева увеличилось приблизительно в 2,9 раза. Это соотношение сохраняется при любом количестве тепловых труб в теплообменнике (рис. 4).

5

Рис. 4. Зависимость времени разогрева рабочей жидкости от количества тепловых труб в теплообменнике и вместимости гидросистемы: 1 - вместимость гидросистемы 30 л; 2 - вместимость гидросистемы 50 л; 3 - вместимость гидросистемы 100 л

Количество тепловых труб в теплообменнике также оказывает влияние на интенсивность разогрева рабочей жидкости. Исследования проводились при различном количестве тепловых труб: пять, три и одна, что соответствует площади теплообменника 0,2 м2, 0,12 м2 и 0,04 м2. Из рисунков видно, что разогрев рабочей жидкости на 20 °С выше первоначальной температуры происходит при использовании пяти тепловых труб за 11 мин, при использовании трех тепловых труб - за 18 мин и при использовании одной тепловой трубы - за 38 мин соответственно.

Таким образом, при увеличении площади теплообменника в три раза, время разогрева уменьшается приблизительно в 2,1 раза. Это соотношение сохраняется при различном количестве рабочей жидкости.

Литература

1. Хомутов М.П. Стенд для испытания каталитического теплообменника на тепловых трубах // Вестн.

КрасГАУ. - 2007. - № 3. - С. 153-155.