Розробка технології та обладнання для профілювання гвинтоподібних та ребристих труб та створення високоефективних теплообмінників

Робота спрямована на створення високоефективних регенераторів теплоти газотурбінних установок (ГТУ) газотранспортної системи України. Для регенераторів теплоти ГТУ пропонується використовувати високоефективні поверхні теплообміну із труб гвинтоподібного профілю з високими теплоаеродинамічними характеристиками, що забезпечить зниження масогабаритних показників на 30-40% в порівнянні з теплообмінниками із гладких круглих труб та підвищення К.К.Д. ГТУ з 18—25% до 38-41%. Загальний ефект від використання розробки може становити до 25 - 30% економії газу, який використовується в ГТУ для перекачування. Також, шляхом заміни круглих латунних трубок на гвинтоподібні латунні трубки діаметром 16x1 мм, довжиною 2 та 4 м можлива = модернізація теплообмінників, які використовуються в системах опалення та гарячого водозабезпечення будинків різного призначення. В дослідних зразках теплообмінників, де встановлюють профільні трубки, коефіцієнт теплопередачі збільшується на 30 – 50%. Для виготовлення таких труб розроблені технологія та обладнання для їх пластичного формування на базі процесу роликового обкочування. Чисельним моделюванням та експериментальними дослідженнями встановлені необхідні параметри профільованих труб: глибина h= 1,0 -1,5 мм та крок гвинтових канавок t=8 …12 мм. Встановлено, що такі параметри забезпечують приграничну турбулізацію однофазного теплоносія та збільшення теплопередачі приблизно в 1,5 рази. Оскільки для досягнення високої ефективності теплообміну необхідно штучно турбулізувати пристінковий шар товщиною до 5% від радіусу труби. Виготовлений макет теплообмінника, що складається із латунних гвинтоподібних трубок з кроком гвинтових канавок t=8 мм та глибиною h= 1,0 мм. Гвинтоподібні трубки виготовлялись за допомогою процесу роликового обкочування із використанням сипучого матеріалу, що засипався в середину труб для підвищення їх жорсткості.