TY - JOUR

T1 - Исследование эффективности охлаждения вала печного вентилятора, оснащенного устройствами стержневого типа

AU - Zainullin, L. A.

AU - Kalganov, M. V.

AU - Kalganov, D. V.

AU - Spirin, N. A.

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Предложена конструкция устройства воздушного охлаждения вала печного вентилятора стержневого типа трех типоразмеров. В ходе исследований на экспериментальном стенде получены в критериальном виде зависимости конвективной теплоотдачи от поверхности этих устройств в окружающую среду при различной частоте вращения вала. Установлено, что в диапазоне изменения относительной длины стержней от 3,3 до 6,1 имеет место режим, близкий к автомодельному, где теплоотдача от их поверхности описывается универсальной зависимостью. В диапазоне изменения относительной длины стержней от 6,1 до 8,6 экспериментальные данные обобщены в виде степенной зависимости с коэффициентом пропорциональности, зависящим от величины отношения диаметра вала к внешнему диаметру устройства. Наименьший коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности оказался у СТ-346 с наибольшим внешним диаметром и, соответственно, наиболее длинными стержнями, что, по-видимому, связано с тем, что в процессе теплопередачи от вала в окружающую среду лимитирующим участком теплообмена является подвод тепла теплопроводностью вдоль оси стержней. Наибольший коэффициент теплоотдачи в сопоставимых условиях наблюдается у СТ-286 со средними стержнями, где более сбалансированы подвод тепла теплопроводностью вдоль стержней и отвод его от их внешних поверхностей конвекцией в окружающую среду. При сравнении полученных данных по СТ-286 и СТ-220 было установлено, что при одинаковой частоте вращения вала коэффициент теплоотдачи по поверхности у СТ-286 больше, чем у СТ-220 примерно на 15 - 20 %, что связано с уменьшением интенсивности обдувки воздухом укороченных стержней СТ-220 вследствие снижения их средней линейной скорости движения по окружности. Из анализа полученных результатов следует, что наиболее эффективным в сопоставимых условиях является устройство с максимальным диаметром 346 мм, где рассеиваемая тепловая мощность в установившемся режиме больше в 1,1 раза, чем у устройства диаметром 286 мм и в 2,0 раза больше, чем у устройства диаметром 220 мм. Полученные материалы могут быть полезны при разработке и проектировании нагревательных и термических печей с использованием принудительной циркуляции теплоносителя.

AB - Предложена конструкция устройства воздушного охлаждения вала печного вентилятора стержневого типа трех типоразмеров. В ходе исследований на экспериментальном стенде получены в критериальном виде зависимости конвективной теплоотдачи от поверхности этих устройств в окружающую среду при различной частоте вращения вала. Установлено, что в диапазоне изменения относительной длины стержней от 3,3 до 6,1 имеет место режим, близкий к автомодельному, где теплоотдача от их поверхности описывается универсальной зависимостью. В диапазоне изменения относительной длины стержней от 6,1 до 8,6 экспериментальные данные обобщены в виде степенной зависимости с коэффициентом пропорциональности, зависящим от величины отношения диаметра вала к внешнему диаметру устройства. Наименьший коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности оказался у СТ-346 с наибольшим внешним диаметром и, соответственно, наиболее длинными стержнями, что, по-видимому, связано с тем, что в процессе теплопередачи от вала в окружающую среду лимитирующим участком теплообмена является подвод тепла теплопроводностью вдоль оси стержней. Наибольший коэффициент теплоотдачи в сопоставимых условиях наблюдается у СТ-286 со средними стержнями, где более сбалансированы подвод тепла теплопроводностью вдоль стержней и отвод его от их внешних поверхностей конвекцией в окружающую среду. При сравнении полученных данных по СТ-286 и СТ-220 было установлено, что при одинаковой частоте вращения вала коэффициент теплоотдачи по поверхности у СТ-286 больше, чем у СТ-220 примерно на 15 - 20 %, что связано с уменьшением интенсивности обдувки воздухом укороченных стержней СТ-220 вследствие снижения их средней линейной скорости движения по окружности. Из анализа полученных результатов следует, что наиболее эффективным в сопоставимых условиях является устройство с максимальным диаметром 346 мм, где рассеиваемая тепловая мощность в установившемся режиме больше в 1,1 раза, чем у устройства диаметром 286 мм и в 2,0 раза больше, чем у устройства диаметром 220 мм. Полученные материалы могут быть полезны при разработке и проектировании нагревательных и термических печей с использованием принудительной циркуляции теплоносителя.

KW - Convective heat transfer

KW - Cooling fan shaft

KW - Furnace high-temperature fan

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85103059358&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=29869571

U2 - 10.17073/0368-0797-2017-8-651-655

DO - 10.17073/0368-0797-2017-8-651-655

M3 - Статья

AN - SCOPUS:85103059358

VL - 60

SP - 651

EP - 655

JO - Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenij. Chernaya Metallurgiya

JF - Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenij. Chernaya Metallurgiya

SN - 0368-0797

IS - 8

ER -