Разработка технологии и оборудования для профилирования винтовых и ребристых труб и создания высокоэффективных теплообменников

Макет теплообменника, трубки которого изготовлены с помощью процесса роликового обкачивания

1. Номер государственной регистрации темы - 0116 U 003800,
2. Научный руководитель - чл.-корр. НАН Украины, д.т.н., Бобырь Н.И.
3. Суть разработки, основные результаты.

Работа направлена на создание высокоэффективных регенераторов теплоты газотурбинных установок (ГТУ) газотранспортной системы Украины. Для регенераторов теплоты ГТУ предлагается использовать высокоэффективные поверхности теплообмена из труб винтового профиля с высокими теплоаэродинамическими характеристиками, что обеспечит снижение массогабаритных показателей на 30-40% по сравнению с теплообменниками из гладких круглых труб и повышения = К.П.Д. ГТУ с 18-25% до 38-41%. Общий эффект от использования разработки может составлять до 25 - 30% экономии газа, используемого в ГТУ для перекачки. Также, путем замены круглых латунных трубок на винтовые латунные трубки диаметром 16  1 мм, длиной 2 и 4 м возможна модернизация теплообменников, которые используются в системах отопления и горячего водоснабжения зданий различного назначения. В опытных образцах теплообменников, где устанавливают профильные трубки, коэффициент теплопередачи увеличивается на 30 - 50%.

Для изготовления таких труб разработаны технология и оборудование для их пластического формования на базе процесса обкатки роликами. Численным моделированием и экспериментальными исследованиями установлены необходимые параметры профилированных труб: глубина h = 1,0…1,5 мм и шаг винтовых канавок t = 8 ... 12 мм. Установлено, что такие параметры обеспечивают приграничную турбулизацию однофазного теплоносителя и увеличение теплопередачи примерно в 1,5 раза. Поскольку для достижения высокой эффективности теплообмена необходимо искусственно турбулизовать пристеночный слой толщиной до 5% от радиуса трубы. Изготовлен макет теплообменника, состоящий из латунных винтовых трубок с шагом винтовых канавок t = 8 мм и глубиной h = 1,0 мм. Винтовые трубки изготовлялись с помощью процесса обкатки роликами с использованием сыпучего материала, который засыпался внутрь труб для повышения их жесткости.

ВложениеРазмер
PDF icon 2017_2925.pdf163.7 КБ