Обтекаемых пучков труб и профилированных
каналов сложной геометрии, в потоке воздуха
Объект исследования: теплообменная поверхность, сформированная из поперечно обтекаемых пучков труб.
Результаты, полученные лично автором: данные экспериментальных исследований теплоаэродинамических характеристик поперечно обтекаемых потоком воздуха пучков гладких труб с различной геометрией; сравнение показателей теплоэнергетической эффективности опытных трубчатой и пластинчатой конвективных поверхностей со сложной конфигурацией.
Одним из способов интенсификации теплообмена, применяемых при разработке эффективных теплообменных аппаратов, является внедрение различных новых трубчатых и высокотехнологичных профильных плас-тинчатых поверхностей со сложной формой и геометрией, которые обеспе-чивают наиболее благоприятные условия контакта потока теплоносителя с поверхностью, а также образование отрывного характера течения и организованных вихревых структур.
Особо значима интенсификация конвективного теплообмена в поперечно обтекаемых пучках цилиндрических гладких труб с коридорной схемой компоновки при использовании высокотемпературных или загрязнённых газовых и жидкостных потоков теплоносителей, когда по условиям эксплуатации невозможно развитие поверхности за счёт оребрения или применение различного вида пристенных наружных и внутритрубных интенсификаторов теплоотдачи. Наряду с распространёнными трубчатыми успешно применяются пластинчатые теплообменные аппараты. Их отличают высокие показателями теплоэнергетической эффективности и компактность поверхности с различной геометрией элементов рельефа, реализующих активный механизм интенсификации теплообмена в каналах в условиях внешнего обтекания.
На основании проведенных экспериментальных исследований по теплоотдаче и аэродинамическому сопротивлению выполнено сравнение теплоэнергетической эффективности поперечно обтекаемых потоком воздуха поверхностей в форме зависимости 
:
- базового коридорного пучка с рациональной схемой компоновки гладких латунных труб одинакового диаметра 
мм;
- коридорных симметричных пучков труб переменного сечения с разновеликими чередующимися вдоль оси цилиндрическими участками 
;
- профилированных каналов пластинчатых теплообменников с контакти-рующими двухсторонними сфероидальными выступами и впадинами с шахматной и коридорной схемами расположения.
Для сравнительного анализа теплоэнергетической эффективности поверхности опытных трубных пучков и профилированных каналов пластинчатых теплообменников были использованы данные по средней теплоотдаче и сопротивлению в виде зависимостей 
и 
. Обнаружился рост энергетической эффективности поверхности симметричных коридорных пучков труб с противоположной периодичностью чередования разновеликих цилиндрических участков в смежных поперечных рядах по сравнению с базовым пучком. При значении энергетического коэффици-ента 
отношение коэффициентов теплоотдачи для испытуемой и базовой трубчатой поверхностей составляет 
. Приведенное сравнение показывают, что по мере увеличения массового расхода (уменьшения энергетического коэффициента 
), эффективность теплоот-дачи поверхности профилированных каналов существенно опережает показатели трубчатой поверхности. Следует отметить сходство механизмов теплообмена и аэродинамики в пучках относительно длинных прямых труб 
и в каналах пластинчатых теплообменников с контактирующими сфероидальными выступами, работающими как короткие поперечно обтекаемые пучки труб переменного сечения. В таких условиях вихревой поток с дополнительным интенсифицирующим воздействием обтекает поверхность профилированного канала на всём своём пути в отличие от трубных пучков, где он обрывается после каждого поперечного ряда.
Результаты исследований и полученные критериальные зависимости теплоотдачи ( 
) и аэродинамического сопротивления ( 
) для трубчатых и пластинчатых поверхностей могут быть использованы при решении практических инженерных задач, а именно при разработке новых теплообменных аппаратов.
Материал поступил в редколлегию 20.05.2017
УДК 620.9
Д.В. Дробышевская
Научный руководитель: профессор кафедры «Промышленная теплоэнергетика», д.т.н., А.А. Анисин
Сравнительный анализ эффективности
поперечного обтекания трубчатой поверхности
с разной формой и геометрией
Объект исследования: гладкотрубный симметричный цилиндрический коридорный пучок.
Результаты, полученные лично автором: изучено влияние формы и расположения элементов гладкотрубной поверхности на эффективность теплоотдачи при поперечном обтекании теплоносителя.
Для реализации энергосбегающих мероприятий необходима разработка перспективного экономичного теплообменного оборудования и модернизация устаревших теплообменных аппаратов, эксплуатируемых на ТЭС, АЭС и промышленных предприятиях. Актуально исследование способов интен-сификации процессов теплоотдачи в каналах совершенствуемых трубчатых теплообменных аппаратов, основанных на создании в потоке благоприятных условий для интенсификаци процессов переноса импульса и энергии.
Существует возможность значительной интенсификации теплоотдачи традиционных трубчатых поверхностей при использовании поперечно обтекаемых комбинированных пучков гладких труб с разными, диаметрами и пучков гладких труб переменного сечения с различной конфигурацией (цилиндрической, конической, коническо-цилиндрической).
На основе полученных материалов исследований рассчитаны харак-теристики теплоэнергетической эффективности различных наиболее рацио-нальных вариантов опытной гладкотрубчатой поверхности в виде зависимостей 
, 
и 
.
На основании сопоставления рассчитанных комплексных характеристик показано, что энергоэффективность коридорных пучков цилиндрических труб переменного сечения выше, чем эффективность пучков цилиндрических труб одинакового диаметра.
Материал поступил в редколлегию 20.05.2017
УДК 620.9
С.В. Дробышевский
Научный руководитель: доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика»,
к.т.н., А.С. Стребков