Vertikalaus cilindrinio kanalo šilumos atidavimo aukštyn tekančiam makroputų srautui skaitinis ir eksperimentinis tyrimas

Abstract

Vertikalaus cilindrinio kanalo šilumos atidavimo putų srautui procesas yra ypač sudėtingas. Kanalo vidine sienele nutekantis putų tirpalo drenažas, putų dujingumo skirtingumas skersai ir išilgai kanalo, putų burbuliukų jungimasis, irimas, matmenų kitimas ir kiti vienalaikiai vykstantys procesai lemia šilumos atidavimo intensyvumą. Minėtos priežastys komplikuoja analitinių tyrimo metodų taikymą, todėl šiuo metu šilumos mainai tarp įvairių paviršių ir putų srauto tiriami eksperimentiškai kartu taikant skaitinius tyrimo metodus. Šiame straipsnyje atlikti skaitiniai ir eksperimentiniai tyrimai bei palyginti jų rezultatai. Vertikalaus kanalo šilumos atidavimo aukštyn tekančiam makroputų srautui proceso matematinis modelis sudarytas panaudojant ANSYS CFX programinį pake­tą. Eksperimentinio ruožo (kaitinamo vamzdžio) ilgis – 0,8 m, skersmuo – 0,15 m. Vi­dutinis juo tekančių makroputų burbuliukų skersmuo – 0,5–1,5 mm, putų srauto grei­tis – 0,1–0,3 m/s (pereinamasis-turbulencinis tekėjimo režimas), tūrinis debitinis du­jingumas – 0,996–0,999. Skaitinio modeliavimo ir eksperimentinio tyrimo re­zul­tatų palyginimas rodo sukurto skaitinio modelio tinkamumą (nesutapimas – iki 10 %) skaičiuoti vertikalaus kanalo šilumos atidavimą makroputų srautui.