НЕФТЕПЕРЕРАБОТКА

Гладкие ребра образуются методом прессования фольги из дюралюминия в штампах с гладкими образующими прямолинейной конфигурации, непрерывными по длине. Это наиболее простой и экономичный вид оребрения, так как не используются искусственные турбулизаторы течения, которые усложняют штампы. В основном такие оребрения применяются, чтобы увеличить поврехность телпообмена в области турбулентных режимов течения рабочих сред. Максимальный теплообмена происходит в переходной области благодаря изменению конфигурации поперечного сечения канала. Перепад давления при этом увеличивается мало и пропорционально интенсификации теплообмена.

Рассеченные ребра являются одним из самых простых способов турбулизации потока, когда сплощные по длине гладкие ребра делятся на четное число коротких фрагментов, причем четные по длине фрагменты штампуются со смещением в 0,5 шага оребрения относительно нечетных. Таким образом стабилизированное пo длине течение делится на несколько прерывистых с неизменным разрушением увеличивающегося пограничного слоя благодаря дросселирующему эффекту. Степень повышения теплообмена варьируется в более широком интервале (от 2 до 4 раз) при относительно незначительном росте перепаде давления (от 3 до 4 раз) за счет применения для турбулизации течения вихревых систем с небольшим масштабом и интенсивностью вихрей.

Перфорированные ребра также один из простых видов турбулизации потока. В данном случае на сплошных по длине ребрах в заданной последовательности выполняются отверстия. Последние формируются за счет выполнения еще одной операции – перфорирования фольги из дюралюминия непосредственно перед выполнением штамповки гофрированной поверхности. Принцип действия состоит в том, что в зоне отверстия нет трения о стенку, за счйт чего создается не постоянное гидродинамическое возмущение потока. Степень повышения степени теплообмена (от 1,5 до 3,5) лежит в интервале между гладкими и рассеченными ребрами при пропорциональном увеличении потерь на трение (от 1,5 до 3,0).

Волнистые ребра аналогично гладким, сплошные по всей длине, но имеют криволинейные ребра волнистой геометрии. Турбулизация потока достигается за счет формирования зон отрыва среды в местах, где он разворачивается. Способ кажется простым, однако характеризуется более высокой технологической сложностью, так как изготовление штампов трудоемкое и дорогое. Повышение теплообмена (от 2,5 до 5,0 раз) в целом значительно выше при сопоставимых числах Рейнольдса, чем у прямолинейных ребер. Это обусловлено переходом к вихревым системам крупного масштаба для турбулизации. За счет аддитивных процессов турбулентного смешивания гидравлическое сопротивление растёт со значительно большим нелинейным градиентом и варьируются в диапазоне от 4 до 8 раз.

Жалюзийные ребра родственны рассеченнымову виду ребер, только после деления на короткие фрагменты самим ребрам задается криволинейная форма. За счёт этого наряду с зонами отрыва в точках разворота потока формируется возмущение потока посредствомо дросселирования. В целом повышение теплообмена (от 2 до 5 раз) и рост гидравлического сопротивления (от 3,5 до 8 раз) находятся в интервале сопоставимом с волнистым оребрением. Однако в ряде диапазонов режимных показателей жалюзийный вид ребер имеют преимущества в соотношении интенсификации теплообмена большей технологической простоте.

Турбулизирующие ребра аналогично перфорированным получаются посредством создания на них локальных (точечных) турбулизаторов. Последние выполняются на ребрах в виде насечек разной сложности. Выступая на гладкой поверхности ребра, они создают за собой зоны отрыва среды, а также сужают и ускорют поток в сечении, тем самым турбулизируя поток посредством дросселирующего эффекта. Достигаемая степень повышения теплообмена (от 1,5 до 3,0) немного ниже, чем у рёбер волнистой и жалюзийной конструкции, но при этом значительно ниже и гидравлическое сопротивление (от 3 до 6 раз) . Последнее обусловлено переходом к вихревым системам меньшего масштаба, носящим местный характер.