Исследование процессов теплопереноса в комбинированных системах испарительно-конденсационного типа и оптимизация характеристик систем

Постановка и проведение данной работы обусловлены необходимостью создания новых, более эффективных средств теплопередачи испарительно-конденсационного типа (ИКТ) по сравнению с обычными устройствами и системами ИКТ, совершенствование которых достигло предела их потенциальных возможностей. Такими средствами теплопередачи, в частности, могут быть многоэлементные системы ИКТ с конструктивно идентичными или неидентичными составляющими; системы с общими паро- и конденсатопроводами и разветвленными участками теплоподвода и/или теплоотвода; биметаллические системы с разными сочетаниями материалов корпуса и капиллярной структуры. Такие системы по конструктивным признакам и по признаку сочетания в одном устройстве или их совокупности разных материалов являются комбинированными.

На основе проведенных исследований закономерностей процессов теплопереноса и комплексных теплофизических исследований теплопередающих характеристик комбинированных систем теплопередачи ИКТ, разработанных научно обоснованных методик их рационального проектирования и защищенных патентами новых специфических научно-технических решений относительно этих систем доказано, что комбинированные испарительно-конденсационные системы (ИКС) теплопередачи по комплексу присущих им теплофизических, технологических и эксплуатационных достоинств, преимуществ, особенностей отвечают требованиям и условиям, которые предъявляются к системам теплоотвода и системам обеспечения тепловых режимов для повышения эффективности, надежности и безопасности функционирования объектов энергетики и промышленности, обеспечения оптимальных тепловых режимов работы разных видов оборудования, устройств, приборов.

Разработаны научно обоснованные методы обеспечения эффективного и надежного функционирования комбинированных систем теплопередачи испарительно-конденсационного типа. На основе исследования структурных, гидродинамических и капиллярно-транспортных характеристик тонковолокнистых капиллярных структур для комбинированных ИКС получены зависимости размеров пор, проницаемости и капиллярного давления от исходных структурных параметров, закономерности капиллярной фильтрации. Получены закономерности для определения ограничений теплопередающей способности систем теплопередачи ИКТ от действия различных теплофизических факторов. Получены зависимости для определения характеристик процессов теплообмена и термического сопротивления, рекомендации по интенсификации теплообменных процессов. Обоснованы мероприятия по повышению теплопередающей способности систем ИКТ. Получены зависимости для определения оптимальных параметров металловолокнистых капиллярных структур и зависимости для определения оптимальных конструктивных параметров ИКС с точки зрения наибольшей эффективности процессов теплопередачи. На основе выявленных закономерностей, полученных зависимостей и соотношений разработаны методики тепловых расчетов. Установлены аналитические соотношения для сравнения теплопередающей способности систем теплопередачи ИКТ и традиционных теплопередающих систем.

Разработаны специфические технологические решения по обеспечению эффективности и надежности функционирования комбинированных систем теплопередачи ИКТ. Разработаны оригинальные схемно-конструктивные решения комбинированных ИКС для повышения эффективности, надежности и безопасности функционирования объектов энергетики и промышленности, обеспечения оптимальных тепловых режимов работы различных видов оборудования, устройств, приборов, которые защищены патентами Украины.