НИР №2806 базовой части госзадания № 22014/448

Тема: Исследование процессов интенсификации тепломассобмена в кожухотрубных теплообменных аппаратах различной конфигурации

Номер государственной регистрации: 01201459142

Руководитель: Москаленко Николай Иванович

Наименование годового этапа: Исследование процессов интенсификации тепломассобмена в кожухотрубных теплообменных аппаратах с поверхностными интенсификаторами

Приоритетное направление: Энергетика и энергосбережение

Критическая технология: Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии

Полученные научные и (или) научно технические результаты: Показано основополагающее значение интенсификации процессов теплообмена для кратного повышения эффективности и энергосберегающих возможностей современного и перспективного теплообменного энергооборудования и теплосиловых установок в целом. Проведен анализ по современному состоянию в области интенсификации теплообмена, как в России, так и за рубежом. Получены зависимости теплогидравлической эффективности теплообменных аппаратов с поверхностными интенсификаторами. Разработаны практические рекомендации по проектированию.

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция: Для всех возможных режимов течения рабочих тел в каналах энергоустановок выявлено расположение на шкале эффективности наиболее перспективных интенсификаторов теплоотдачи. Представлены максимальные эффекты энергосбережения, достижимые с помощью рассмотренных интенсификаторов. Даны конкретные таблицы теплогидравлических и энергосберегающих свойств интенсификаторов, содействующие расширению функциональных представлений относительно физической природы процессов интенсификации тепломассообмена и целенаправленному внедрению интенсификаторов в энергетику, авиацию и другие области техники. Выбрана модель кожутрубного теплообменного аппарата, на основании которой будет проводиться исследования поверхностных интенсификаторов. В соответствии с мировым опытом интенсификации теплообмена выбраны размеры поверхностных интенсификаторов теплообмена для нанесения на трубки.

Ключевые слова и словосочетания, характеризующие результаты (продукцию): Интенсификация, моделирование, численные исследования, теплообмен, теплообменный аппарат

Наличие аналога для сопоставления результатов (продукции): В качестве аналогов сопоставления результатов могут быть теплообменные аппараты без интенсификации. Применение интенсификаторов приводит к увеличению теплового потока во всем диапазоне расходов теплоносителя. Наибольший прирост интенсивности теплообмена дает применение кольцевых интенсификаторов, но они также приводят к наибольшему росту гидравлического сопротивления. Остальные интенсификаторы приводят к примерно одинаковому росту теплового потока во всем диапазоне расходов. Основным преимуществом полукольцевых интенсификаторов является простота изготовления и меньшее количество элементов интенсификаторов для достижения такого же эффекта, как в спиральных и луночных выемках. Использование полукольцевых выемок позволяет получить увеличение теплоотдачи во всем диапазоне расходов по сравнению с гладкой трубой, также рекомендуется применение полукольцевых выемок вместо спиральных, вследствие более низкого гидравлического сопротивления на всех режимах течения, чем кольцевых.