Гидродинамика и теплообмен в подогревателях воздуха теплотой кристаллизации водіы для тепловых насосов и вентиляции

Выполнены исследования параметров диспергации воды ударом о твердую сухую и смоченную поверхность. Отмечено лучшее распыление воды при повышенной шероховатости поверхности. Это может быть связано с затруднением выхода воздуха из – под плоской (перед ударом) капли в момент удара. Исследована доля диспергированной жидкости при ударе о деревянную рейку каплевидной расширяющейся струи ( до 40% от расхода воды в струе). Определены радиусы разлетания капель в зависимости от высоты падения та расхода воды из сопла.

Результаты исследования диспергации использованы при орошении насадок из проволоки с целью получения сосулек. Рост сосулек интенсифицируется при оптимальном расходе воды (плотности орошения). Теплота кристаллизации расходуется на подогрев морозного атмосферного воздуха до температур плюс 2– минус 3 С. Такая температура после кристаллизационного аппарата позволяет увеличить коеффициент трансформации воздушных тепловых насосов и распространить их применение на области с холодным и континентальным климатом. В системах вентиляции можна экономить до 50% традиционной энергии на подогрев свежого воздуха в офисах, производственных помещениях и животноводческих фермах (особенно в птичниках), где необходима большая кратность вентиляции. Получены зависимости для расчета массы льда и количества теплоты при отнесении до площади проволочных насадок и их длины.

Выполнено исследование теплообмена при продольном и поперечном обтекании сосулек. Результаты исследований описываются известными формулами для случая обтекания труб. Експериментально и методом компютерного моделирования получены значения гидравлических сопротивлений при различных вариантах обдува сосулек воздухом. Гидравлические сопротивления сосулек не значительные в сравнениии с сопротивлениями подводящих и отводящих воздуховодов. Повышенное сопротивление наблюдается в местах крепления сосулек к насадкам. С использованием результатов исследования сопротивления разработана заявка на изобретение . Разработаны принципы работы подогревательной установки при периодическом функционировании отдельных кристаллизаторов воды.

Предложено и обосновано расчетами возможность использования ледяного оребрения для интенсификации намораживания льда на естественных и искусственных водоемах и для изготовления ледяных каналов. Выполнены экспериментальные исследования гидравлического сопротивления и интенсивности теплообмена в оребренной вдоль ледяной трубе. При использовании такого канала летом температура воздуха уменьшается на 5-7 С на 1 м длины трубы. Зимой воздух подогревается забирая теплоту при кристаллизации воды в объеме в котором расположены ледяные трубы. Проверена жесткость конструкции и предложен способ интенсификации замораживания льда на переправах через реки. Подготовлена заявка на изобретение. Предложено сотрудничество в данной области Научно-исследовательскому институту лесосплава (г.Казань, РФ)