Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика. —
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет. —
Санкт-Петербург, 2009. — 42 с.
Научный консультант – доктор техн. наук, профессор Сапожников С.З.
Целью работы является повышение энергетической
эффективности гладкотрубных и пластинчатых теплообменных аппаратов,
работающих в условиях отрывных явлений в поперечном потоке газа.
Она достигается как путём искусственной турбулизации потока за счёт
введения стержневых, внутриканальных и поверхностных
интенсификаторов, так и улучшением условий обтекания пучков труб и
профильных элементов рельефа пластин с различной конфигурацией. В
результате предложены уравнения подобия теплоотдачи и сопротивления
для различных компоновок опытных конвективных поверхностей
теплообмена.
Научная новизна.
В работе впервые исследованы:
теплоаэродинамические характеристики поперечно обтекаемых пучков гладких и шероховатых труб одинакового диаметра и комбинированных пучков труб с разными диаметрами с различной ориентацией относительно потока, соответствующей постепенному переходу от коридорной к шахматной геометрии, наличие оптимальной ориентации поверхности;
особенности теплообмена и аэродинамики поперечно обтекаемых пучков гладких труб переменного сечения с различной конфигурацией (цилиндрической, конической, коническо-цилиндрической);
характеристики местной теплоотдачи в пучках гладких цилиндрических труб постоянного и переменного сечения с помощью градиентных датчиков теплового потока, а также распределение коэффициента давления;
влияние различных схем размещения турбулизирующих цилиндрических стержней в межтрубных ячейках симметричного коридорного пучка на теплоотдачу и аэродинамическое сопротивление;
теплоаэродинамические характеристики профилированных каналов пластинчатых теплообменников при различном расположении контактирующих сфероидальных выступов и впадин в зависимости от угла обтекания потоком теплоносителя;
теплоотдача и аэродинамическое сопротивление “нестандартных” компоновок профильной пластинчатой поверхности теплообмена (с промежуточными профильными пластинами-турбулизаторами, с плоскопрофильными теплоотдающими элементами, с профильными вставками-турбулизаторами в плоском гладком канале и др.).
Практическая значимость.
Приведенные в работе результаты исследований и выведенные на их основе уравнения подобия для теплоотдачи и сопротивления трубчатой и пластинчатой поверхностей могут быть использованы при создании теплообменных аппаратов повышенной эффективности, позволят сэкономить металл и снизить энергозатраты.
Материалы и рекомендации работы используются при проектировании, производстве и модернизации трубчато-пластинчатых холодильников наддувочного воздуха и охладителей масла и воды для малооборотных судовых дизелей.
Научная новизна.
В работе впервые исследованы:
теплоаэродинамические характеристики поперечно обтекаемых пучков гладких и шероховатых труб одинакового диаметра и комбинированных пучков труб с разными диаметрами с различной ориентацией относительно потока, соответствующей постепенному переходу от коридорной к шахматной геометрии, наличие оптимальной ориентации поверхности;
особенности теплообмена и аэродинамики поперечно обтекаемых пучков гладких труб переменного сечения с различной конфигурацией (цилиндрической, конической, коническо-цилиндрической);
характеристики местной теплоотдачи в пучках гладких цилиндрических труб постоянного и переменного сечения с помощью градиентных датчиков теплового потока, а также распределение коэффициента давления;
влияние различных схем размещения турбулизирующих цилиндрических стержней в межтрубных ячейках симметричного коридорного пучка на теплоотдачу и аэродинамическое сопротивление;
теплоаэродинамические характеристики профилированных каналов пластинчатых теплообменников при различном расположении контактирующих сфероидальных выступов и впадин в зависимости от угла обтекания потоком теплоносителя;
теплоотдача и аэродинамическое сопротивление “нестандартных” компоновок профильной пластинчатой поверхности теплообмена (с промежуточными профильными пластинами-турбулизаторами, с плоскопрофильными теплоотдающими элементами, с профильными вставками-турбулизаторами в плоском гладком канале и др.).
Практическая значимость.
Приведенные в работе результаты исследований и выведенные на их основе уравнения подобия для теплоотдачи и сопротивления трубчатой и пластинчатой поверхностей могут быть использованы при создании теплообменных аппаратов повышенной эффективности, позволят сэкономить металл и снизить энергозатраты.
Материалы и рекомендации работы используются при проектировании, производстве и модернизации трубчато-пластинчатых холодильников наддувочного воздуха и охладителей масла и воды для малооборотных судовых дизелей.