автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Интенсификация процесса теплоотдачи в пластинчатом рекуперативном теплоутилизаторе систем вентиляции и кондиционирования воздуха

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

я

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ТЕПЛООТДАЧИ В ПЛАСТИНЧАТОМ РЕКУПЕРАТИВНОМ ТЕПЛ0УТИЛИЗАТ0РЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Специальность 05.23.03 -теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение й освещение

АВТОРЕФЕРАТ ■ биссершции на соискание ученой степени канбиЗаиа технических наук

Санкт,- Петербург

1997

Работа выполнена на кафедре отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха Института инженерно-экологических систем Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

Научный руководитель. -Научный консультант -Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Б.Н.Юрманов

кандидат технических наук, доцент С.М.Анисимов

доктор технических наук, профессор Г.М.Позин

кандидат технических наук, доцент Ю.Н.Хомутецкий

Ведущая организация - АОЗТ "Ленпромстройпроект"

Защиту состоится

}997 года в

./7

$0

•часов на заседании диссертационного совета К 063.31.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук в Санкт-Петербургском .государственном архитектурно-строительном университет по адресу: 198005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул.. д.4, зал заседаний.

С диссертацией можно бзнак-миться 6 Фундаментальной библиотеке СП6ГА0У

Автореферат разослан "

1997 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Г. П. Комин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В большинстве промышленно развитых стран парк оборудования для систем кондиционирования воздуха (КВ) и вентиляции (В) является одним из крупнейших потребителей энергии. По экспертным оценкам его доля составляет 10-20% от общего расхода электроэнергии. Поэтому дальнейший прогресс в области КВ и В невозможен без решения задач по энергосбережению. . - _ .

Весьма перспективным энергосберегающим направлением в системах КВ и В стала утилизация тепловой энергии вентиляционных выбросов. К наиболее распространенному виду теплоутилизационного оборудования относятся пластинчатые воздухо-воздушные рекуперативные теплообменники, эффективно работающие при небольших разностях температур взаимодействующих сред, отличающиеся простотой изготовления, эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью. .

Проти'воточная схема • движения обменивавшихся потоков ■ в пластинчатых теплообменниках обладает существенным преимуществом. (с точки зрения эффективности Нагрева холодного воздуха) перед наиболее распространенной' перекрестнп-точной, но не получила широкого применения из-за низкой компактности таких аппаратов. Наиболее известным способом повышения теплопроизводи-тельности в перекрестно-точных металлических тепле/утилизаторах является использование скрытой теплоты конденсации. Однако, . отекание пленки,сконденсирйвавшейся влаги при малой ширине каналов вызывает их "захлебывание". Этот эффект не наблюдается в энтальпийных теплообменниках, насадка которых выполнена из гигроскопических материалов. Выпадающий'конденсат,' впитывается капиллярно-пористыми стенками каналов для прохода теплого воздуха и испаряется в каналах для прохода холодного воздуха, но при этом вся теплота конденсации расходуется на испарение влаги.

Поэтому одним из наиболее перспективных направлений интенсификации процесса теплообмена является применение проти.воточ-ных установок, утилизирующих теплоту'" фазового перехода. Недостаточная изученность процессов тепломассообмена в насадке, реализующей данный способ улавливания теплоты, обуславливает актуальность. их детального теоретического исследования.'

Цель диссертации состоит в разработке и исследовании про-тивоточного рекуперативного воздухонагревателя-утилизатора- с пористой пластинчатой насадкой, и обоснование рациональных режимов работы в системах КВ.

Для достижения поставленной цели необходимо было- решить следующие основные задачи:

- обосновать целесообразность применения противоточных пластинчатых воздухо-воздушных теплоутилизаторов в системах КВ и В., и разработать новую конструкцию пористой насадки воздухонагревателя-утилизатора; "

- предложить физико-математическую модель тепло- и массо-обмена в насадка противоточного воздухонагревателя-утилизатора с конденсацией влаги на капиллярно-пористых стенках каналов при нагреве холодного воздуха в режиме ''сухого" теплообмена;

- экспериментально подтвердить характер тепломассообменных процессов протекающих в каналах насадки;

- выявить зависимости термодинамических и энергетических показателей эффективности работы исследуемого теплообменника от режимных факторов;

- установить оптимальные режимы работы разработанного воздухонагревателя-утилизатора и обосновать; области рационального его применения. 1

Научной новизной обладают:

- новая конструкция насадки противоточного'воздухонагревателя-утилизатора;

- разработанная физико-математическая модель тепло- и мас-сообмена в противотоЧном воздухонагрев'ателе-утилизаторе с пористой насадкой;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массообмена в противоточном воздухонагревателе-утилизаторе; ■ .

- теоретически установленная возможность нарушения услови( выполнения соотношения Льюиса;

- регрессионные зависимости термодинамических и энергетических характеристик работы противоточного теплообменника с по ристой насадкой от режимно-климатических факторов;

- оппшальньге режимы работы исследуемого пластинчатог противоточного воздухонагревателя-утилизатора и области рацио

нального ого применения.

Практическая ценность работы заключается в том, что предложенный метод расчета основных параметров тепло- и массообмена в насадке противоточного рекуперативного воздухо-воздушного теплоутилизатора позволяет определить эффективные режимы работы воздухонагревателя-утилизатора, исключающие образование инея на поверхности теплообмена. ...

Результаты исследований легли в основу проектирования и изготовления опытно-промышленного образца воздухонагревателя-утилизатора в Пензенском монтажном управлении Волгосантех-монтаж. . ..

Апробация работы. Основные положения теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на заседаниях секции отопления, вентиляции"и кондиционирования воздуха 52-ой, 53-ей, 54-ой научных конференциях СПбГАСУ (1995 -1997 гг.), . на 28-ой научно-технической конференции Пензенского ГАСИ (1995- г.), на международном семинаре-выставке "Энергосбережение при строительстве, ремонте и эксплуатации зданий" (3999 г.), на 53-ей научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов.университета (1996 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 печатных работы. Получено положительное решение о выдаче патента Российской Федерации.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,.. основных выводов, списка использованной литературы'из'112 наименований и приложений.

Диссертация изложена на 137 страницах (из них - 115 стр. основного текста), включает 22 рисунка, 3 таблицы и б приложений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса утилизации теплоты вытяжного, воздуха.., -Приводится - обзор существующих "конструктивных решений рекуперативных воздухо-воэдушных теплоу-тилиз'аторои, анализируются присущие им достоинства и недостатки- ' ------ - •

' ~ "Значительный вклад'в области совершенствования тепломассо-

обменных аппаратов (ТМА) сделан отечественными учеными В. Н. Богословским, М, И. Гримитлиным, Л. М. Зусмановичем, Е. Е. Карписом, 0. Я. Кокориным, В. С. Майсоценко, М. Я. Позом, Б. Н. Юрмановым и др.

' Анализ проведенных исследований показал, что при значительном многообразии схемных и конструктивных решений аппарата! утилизации теплоты удаляемого вентиляционного воздуха, совер шенствование данного оборудования и повышение его эффективност происходит за счет улучшения тепло- и аэродинамических характе ристик, использования прогрессивных материалов, оптимизаци системных решений. '

Пластинчатые теплообменники относятся к наиболее эффектив ном у и распространенному типу теплоулавливащего оборудования Конструктивные схемы воздухо-возДушных теплоутилизаторов, кг правило, основаны на применении перекрестно-точного и противс точного теплопередащего элементов. Эффективность нагрева хс лодного воздуха при противотоке (Е1) достигает до 90%.

Специфика твпловлажностных режимов обработки воздуха в р< куперативных аппаратах заключается в выпадении конденсата 1 поверхности насадки. В условиях низких отрицательных температ; основным недостатком использования ТМА является возможность о разования инея на поверхности теплообмена,' что уменьшает коэ фициент теплопередачи и .увеличивает аэродинамическое сопроп ление. Традиционные методы по предотвращению замерзания, так как периодическое отключенче подачи приточного воздуха и пре •варительный подогрев наружного воздуха, значительно снижают п казатели эффективности работы теплоулавливаицего оборудована Повышению их теплопроизводительности способствует утилиза! скрытой теплоты конденсации, широко применяемая в металличес* перекрёстно-точных пластинчатых апар^тах. Однако, выпа^ конденсата при малой ширине каналов приводит к их "аахгчбьи нип", из-за выоса капель влаги в поток воздуха. _ Вследст! этого, ширина каналов насадки таких теплообменников составл] 6 ... Я мм, что значительно увеличивает чх размеры.

: Встречающиеся разработки энтальт.йных теплоутилизатор; теплообменный пакет которых выполнен из гигроскопических пл Тин, лишены данного недостатка за счет впитывания выпадагац конденсата материалом пластин, но при этом выделяющаяся тепл конденсации полностью затрачивается .на испарение влаги в. п

точном воздухе. Кроме того, для данных конструкций вводятся ограничения по величине относительной влажности удаляемого воздуха, которая должна быть не более 60%, а при нахождении в удаляемом воздухе вредных примесей применение этих аппаратов исключается.

. Учитывая достоинства металлических и энтальпийчых теплообменников и анализируя присущие им недостатки был разработан новый противоточный рекуперативный воздухонагреватель-утилизатор/ Благодаря оригинальному решению теплообменной насадки, утилизация теплоты отработанного воздуха происходит в режиме тепломассообмена с конденсацией влаги на капиллярно-пористых стенках каналов, а нагрев наружного воздуха - в режиме "сухого" теплообмена. Используемые в качестве компанующего материала теплооб-менного пакета пористые полихлорвиниловые пластины способны ' не только впитывать образующийся конденсат, но и обеспечивать его сток внутри диффузионного пространства. В свою очередь, применение пластмассы в значительной степени снизит начальную'себестоимость предлагаемой конструкции по сравнению с аналогичной изготовленной из металла. Схема секции кондиционера с разработанным противоточным воздухонагревателем-утилизатором приведена, на рис. 1.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию процессов тепло- и массообмёна при конденсации влаги на пористых пластинах в противоточном воздухонагревателе-утилизаторе рекуперативного типа.' '

Наиболее строго процессы тепломассопереноса в пластинчатых воздухонагревателях рекуперативного'типа описываются с помощью дифференциальных уравнений; отражающих физический смысл градиентных законов переноса теплоты и массы. На практике используют три основные физико-математические модели, в основе которых лежат: уравнения Рейнольдса; уравнения пограничного слоя; уравнения одномерного переноса.

Математические модели на. основе уравнений Рейнольдса и пограничного слоя' позволяют получить подробную информацию о температурных и влажностных полях в любой области сложной системы, однако, в большинстве случаев.такая инфосмация является

Рис. 1. а) Схема секции кондиционера с противоточным пластинчатым .теплообменником; б) конструктивная схема разработанной насадки.

избыточной и связана со сложностью реализации и большим, време-'нем счета на ЭВМ.

Во многих инженерных задачах, включая и рассматриваемую, .представляет интерес не распределение термодинамических параметров по поперечным сечениям обменивающихся. потоков, а ш средние интегральные значения. Поэтому-при физико-математическом описании тепломассообмена в пластинчатом воздухонагревателе утилизаторе отдается Предпочтение одномерной модели переноса (г - модели). В этом случае течение воздуха в каналах насадю рассматривается как поток жидкости с постоянными по его сечени) температурой и потенциалом массопереноса, равными средним мас: совым значениям.

В соответствии с допущениями а - модели тепломассоперено в исследуемом воздухонагревателе-утилизаторе описывается'диффе ренциальными уравнениями теплового и материального балансов составляемых для взаимодействующих потоков воздуха и пленк сконденсировабшейся влаги: ' „

(ЗЦ

- = Р01 (1„12 - ^);

бх

-— - - Рог - Ц) - -1 —— инг1 - 1г):

«ах с„ >г бх

р г (1)

с№г Рог

" - и21 — (^21 " <У; dx Ьег

?2 / 1 Г 1 ddг ч

" -в- \ ^ + - + (4« " } / = 0

('х 1?! к dx ср2 1 * dx '

где к - X, /Ь - безразмерная координата по направлению дви- • жения I потока воздуха, dx1 - бх, йх2 » - dx. Для получения однозначного решения система (1) дополняется зависимостью между влагосодержанием насыщенного пара над поверхностью пленки жидкости и ее температурой

<Э„2, - Г (Ц81>. (2)

и граничными условиями, устанавливающими значения термодинамических параметров обменивающихся Потоков на входах в соответствующие каналы теплообменного-пакета ваздухонагревателя-утили-затора " .

''¡к ,

- 1 ' х = 1 .

Чя - О

Решение сформулированной нелинейной краевой задачи осуществлялось интегрированиём дифференциальных уравнений с помощью численных методов. При приведении краевой задачи к начальной использовался метод стрельбы, заключающийся в итерационном подборе термодинамических параметров удаляемого потока внутреннего воздуха на выходе из теплообменника и Агк- . ■

Для численного анализа применен дискретный аналог, построенный одношаговым методом Рунге-Кутта четвертого порядка точности, отличающийся высокой точностью и устойчивостью при решении задач подобного типа;

На основании многовариантных расчетов на ЭВМ, проведенных

в широком чиапазоне изменения значений режимных параметров, температур и влажности обменивающихся потоков на входе в аппарат, установлено наличие двух зон активного, теплообмена (рис: 2)..

б представленном режиме первая зона характеризуется сухим теплообменом при постоянном перепаде, температур стенки и обменивающихся потоков. Во второй зоне теплообмен в канале для прохода внутреннего воздуха сопровождается конденсацией влаги на стенках канала, что приводит к изменению характера продольных профилей температурных перепадов на степенной, что хорошо заметно на рис.2 а. Такие деформации профилей обусловлены изменением граничных условий протекания совместного тепло- и массооб-мена на поверхности пластин, что в ряде случаев приводит к нарушению условий выполнения равенства единице соотношения Льюиса (Le)'.

Численные эксперименты локазали, что в общем случае соотношение Le зависит от режимных параметров установки и изменяется в интервале значений 0.9 - 1.1, что необходимо учитывать при физико-математическом моделирований тепломассообмена в теплоу-тилизаторе.

Обобщение результатов экспериментов в безразмерном виде (рис, 3) позволило установить возможность организации эффективного тепломассообмена в утилизаторе и оценить диапазон изменения оптимальных режимных параметров.

Третья глава посвящена экспериментальному изучению процессов происходящих в насадке разработанного противоточного воздухонагревателя-утилизатора.

В ходе экспериментального исследования решались следующие задачи: , ♦ -

- выявить возможности и технические характеристики данной коне трукции; . '

- подтвердить физические представления о характере тепломйссо обменных процессов в каналах нг-задкИ; ..

- определить коэффициенты теплоотдачи и аэродинамического, con ротивления;

- установить возможность эффективного улавливания скрытой тег . лоты фазового перехода;

10.00

8.00

б, г/кг

2.00

0.00

4

1 зона с!2

2 эова \

1 М II 1 1 1 1 (11 Г> 1 т ггпт

X

30.00

20.00-

10.00

0.00

-10.00

-20.00

, График распределения температур

Рису 2. Графики распределения термодинамических параметров по глубине насадки: а) изменение влагосодержамий; б) изменение температурных напоров . при РО!-.-5;10;ТОг'(,- 5, ЮТ Ро^ц) » 4,70; Щ1/Щг - 1,0.

- т -

1.00 п

0.50 -

0.00 'Чипппфтччцпипп'чптптпп 0.00 1 ,00 2.00 3.00 4,00 •

, . ш/т

Рис. 3. График зависимости ^ Г (Ро!, Т2Щ) для 10°С, Ц,, -+20°С. 3 г/кг, й2и=8.0 г/кг;

--- - при "сухом" теплообмене,

- - при конденсации водяных паров на всей

поверхности теплообмена.

- изучить влияние режимных факторов на энергетические и терм динамические характеристики работы воадухонагреватепя-утилиз тора при различных начальных значениях параметров обменивающи ся потоков воздуха.

Экспериментальное исследование проводилось на лаборатс^ базе кафедры ОВиК ИИЭС СПбГАСУ. ' Основными элементами экспе( ментального стенда являлись г противоточный теплообменник с ( ристой насадкой; система приготовления, регулирования расхо, и подачи внутреннего воздуха; система.Подачи и регулирова расходов наружного воздуха; система электроснабжения. Во вр опытов измерялись следующие величины: психрометрические па метры обоих потоков воздуха; их расходы; аэродинамическое с ротивление насадки.

Наличие двух зон' активного тепломассообмена обусловило ределение средних коэффициентов теплообмена и массообмсна

- Ю -

каждой зоны в отдельности,

' Сложность и трудоемкость комплексного изучения процессов тепломассообмена в разработанном воздухбнагревателе-у'тилизато-ре, многофакторность и широкий диапазон изменения параметров . оптимизации вызвали необходимость применения математических методов планирования и обработки эксперимента. Условием реализации данных методов является выбор критериев эффективности, в качестве которых приняты:

- показатель термодинамического совершенства работы теплообменника - температурный коэффициент эффективности нагрева потока наружного воздуха ¡^ - Ц.1К - Ц,,)/^* - Ци):

- количественный показатель -■теплопроизводителуность воздухонагревателя-утилизатора - (3, в Б1ср(Цк - 11в),}<Вт;

'- энергетический показатель работы аппарата - Ег '» +Н2), где , Р12 - затраты энергии на преодоление сопротивления при проходе воздуха по каналам теплообменного пакета для потоков наружного воздуха и отработанного внутреннего воздуха, соответственно; Анализ результатов теоретических-расчетов позволил установить факторы, однозначно определяющие работу исследуемого объекта, которые,в процессе' экспериментирования могут изменяться в соответствии с некоторым планом и оценить диапазоны их варьирования: начальная температура наружного воздуха Ци(-30 ... +10), °С; начальная температура, внутреннего воздуха 1г,, (+14 ... +22); "С; начальная относительная влажность внутреннего воздуха 'Ргн (15 .. 75), %: скорость воздуха в канале наружного воздуха №{(1 ... 5), м/с; соотношение водяных эквивалентов потока внутреннего воздуха и потока наружного- воздуха 333 ... 3, ООО).

В качестве математического описания, связывающего параметр эффективности работы утилизатора с переменными факторами принята полная квадратичная модель поверхности от^мка. Для оценки работы воздухонагревателя-утилизатора был принят ортогональный* план второго порядка. Благодаря ортогональности, матрицы планирования все коэффициенты уравнения регрессии находились независимо друг от'друга. Адекватность моделей поверхности отклика эксперименту проверялась по критерию Фишера. ..... Чотппртпя глппп посвящена "разработке путей и потопов повы-

шения эффективности улавливания низкопотенциальной теплоты уда •ляемого вентиляционного воздуха за,счет рациональной органиаа ции тепломассообмена в насадке воздухонагревателя-утилизатора.

Для получения наглядной картины о термодинамических про цессах происходящих в насадке теплообменника анализ режимов ра боты проводился- по каждому критерию оптимизации в отдельности! Составленные уравнения регрессии позволили оценить влияние режимных и климатических факторов на значения показателей эффективности. Так как исследуемая область изменения независимых па: раметров достаточно ограничена, • поиск экстремальных точек осуществлялся методом последовательного перебора вариантов с пере-"гменным шагом движения.

Детальный анализ, проведенный на основе исследования геометрии поверхности отклика и оценки значимости коэффициенте! Уравнений регрессии, выявил противоречивое влияние режимны; факторов на выбранные показатели оптимизации. Так например, минимальное значение фактора скорости щ„ определяет координате экстремума для функции отклика (Е|,), в то же время оптиму» Функции уг (0) соответствует максимальному значению скорости.

Помимо трех основных показателей эффективности работы воз-■ духонагревателя-утйлизатора (Еь, 0. Ер), дополнительно рассмат-г ривался критерий Ь(иивй)/1'. учитывающий вероятность образована инея на поверхности насадки. Анализ показателя £(иией)/'ь обна-; ружил преимущественное влияние фактора ¥г/?! на выбор безопасных режимов работы теплообменника.

Таким образом, результаты проведенных расчетов показали, что экстремальные зг^чения рассматриваемых функций отклика Еь, 0, ЕГ находятся в различных районах исследуемой области изменения режимных параметров, что естественным образом приводит ^ формулированию компромиссной задачи оптимизации. Одним из удобных способов учета совокупности противоречивых целевых функци{ является построение интегрального показателя на основе обобщенной функции желательности Харрингтона (0). Из существующих видов представления данного критерия была выбрана следующая форма, отражающая математическое выражение обобщенного показател? желательности 0 как среднее геометрическое частных функций желательности (1:

n

D = П d,ki • (5)

i-i

\qe ' к i - веса 'локальная показателей, сумма которых отнормиро-вана на единицу; dj - дифференциальные критерии, приведенные к инвариантно- • му диапазону и имеющие одинаковую размерность.

Весовые коэффициенты k¡ определялись на основании математической обработки экспертного опроса, в основе которой лежит метод стохастической квг^лиметрии, разработанный в СПбГАСУ С. А. Бо-лотиным и С. М. Анисимовым. Выбор этой методики обусловлен возможностями использования экспертами различной (в том числе и противоречивой) информации и контролирования ее результатами ' экспертизы. . ' • V

В дальнейшем, интегральный показатель D рассматривался как обобщенный параметр оптимизации, позволяющий установить рациональные режимы работы воздухонагревателя-утилизатора для различных состояний воздуха. ' -

Анализ рельефов обобщенной функции желательности D показы- . бает,. что наиболее существенными факторами, влияющими на процесс тепломассообмена в воздухонагревателе-утилизаторе, являются режимный параметр W2/W¡ и климатические факторы t(„ и «fe». Следует отметить, что в исследуемом диапазоне изменения начальных климатических параметров оптимальные значения соотношения водяных эквивалентов -попадают в достаточно узкий интервал W2/Wtоит = 1,666 2.333.- Поэтому,• представляется целесообразным фиксирование значения соотношения водяных эквивалентов на постоянном уровне (W2/WjonT ='2,СЭ0), а регулирование осуществлять изменением расхода. Соблюдение.воздушного баланса в обслуживаемых помещениях обеспечивается байпасированием или рециркуляцией.

На основе проведенных экспериментальных и оптимизационных исследований противоточнога вoздyxoнaгpeвáтeля-.yтилиэaтopa с пористой насадкой установлены рациональные области его применения (рис. 4). Определение гранйц указанных зон осуществлялось"

по лингвистическим оценка шкалы желательности D.

Методика и результаты проведенных оптимизационных исследований легли в основу проектирования-и изготовления опытно-промышленного образца противоточного рекуперативного теплоутилиза-

Рис. 4.. Области рационального-применения разработанного теплообменника

эра в Пензенском монтажном управлении Волгосантехмонтаж.

В приложениях диссертации приведены оценки погрешностей ксперимента, результаты - теоретических расчетов, эксперимен-зльных и оптимизационных исследований, документы внедрения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана новая .конструкция противоточного рекуперативного воздухонагревателя-утилизатора, позволяющего эффективно спользовать теплоту фазового перехода (положительное решение о ыдаче патента Российской Федерации по заявке на изобретение N 4-011099/06 от 30.03.94 г. )

2. Предложена физико-математическая модель тепломайсообме-а в воздухонагревателе-утилизаторе на основе модели одномерно-о переноса,' учитывающая теплоту фазового перехода. На базе магматической модели разработан и реализован на ЭВМ метод расче-а основных параметров тепломассообменных процессов и коэффици-нтов теплоотдачи в исследуемом воздухонагревателе-утилизаторе.

3. Теоретически установлен и экспериментально подтвержден арактер тепломассообменных процессов в каналах насадки.

4; Выявлено, что-деформации профилей напоров температур и ¡л^госодержаний,. обусловленные- изменением граничных условий Гротекания совместного тепло- и массообмена, в ряде случаев фиводят к нарушению условий выполнения соотношения Льюиса Хе). ■

5. По данным экспериментальных и теоретических исследова-шй получены уравнения регрессии, описывающие зависимости тер-«одинамических и энергетических показателей эффективности работы теплообменника от режимных факторов в исследуемом диапазоне, вменения параметров обменивающихся потоков воздуха. Определена' эффективность улавливания скрытой теплоты фазового перехода.

6. Установлены.оптимальные режимы работы исследуемого воз-

духонагревателя-утилизатора и обоснованы области раЦиональногс его применения. Результат« исследований легли в основу проектирования и изготовления опытно-промышленного образца в. Пензенском монтажном управлении Волгосантехмонтаж.

СПИСОК'ПУШКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Юрманов Б. Н., Алешечкина Т. В. Воздухо-воздушный нагре ватель рекуперативного типа / Инф. листок N 400-95 СПбЦНТИ. СПб., 1995.

2. Анисимов С. М., Алешечкина Т. В. Теоретические. исследова ния процессов тепломассообмена в воздухонагревателе-утилизатор рекуперативного типа // Материалы 28 научн. - технической конфе ренции: тезисы доклада. Ч. 2. - Госкомитет, Пенза ГАСИ, 1995-. С. 153.

.3. Алешечкина Т. В. Тепломассообмен в воздухонагревате ле-утилизаторе противоточного типа // Материалы 53 научн. коь ференции профессоров, преподавателей, научн. работников и аст рантов университета: тезисы доклада. - Госкомитет, СПбГАС! 1996.-е. 108. '

4. Анисимов С. М., Алешечкина Т. В., Васильев В. Ф. Физ1 ко-математическое моделирование тепломассообмена в воэдухона ревателе-утилизаторе рекуперативного типа // Энергосбережение инженерных системах: Межвуз. темат. сб. тр. - Воронеж: Ворон - с.31 - 37. . > . .

л-- Принятые обозначения

с - удельная массовая теплоемкость, кДж/(кг-К); й - удельр влагйсодержание воздуха, кг/кг (г/кг); Ь - температура, °С; и скорость воздуха, м/с; - теплота фазового перехода, кДжЛ Ж - относительная координата; а - коэффициент теплоотда1 Вт/(м2-К); р —коэффициент массообмена, кг/(с м2); ф - отно< тельная влажность воздуха, %; к - коэффициент увлажнения I верхности, х = 0 - при "сухом" теплообмене, х » 1 - при конд< сации; Е<, - коэффициент эффективности нагрева воздуха; С - м; совы11 расход воздуха, кг/с; I - длина канала, м; 0 - теплоп изводительность, кВт; И - водяной эквивалент, Вт/К; Ьь - кри

рий Льюиса, 1.е = й/(р-ср); Го - модифицированный теплообменный критерий Фурье для потока воздуха, Ро » (в-Р)/(С-Ср). Индексы: н - начальный (отностится к параметрам воздушных потоков на входе в теплодбнник); к - конечный (отностится к параметрам воздушных потоков на выходе из теплообменника); » - отнесенный к влажной поверхности; опт - оптимальный; р - по точке росы;

1 - относится к каналу для прохода наружного потока воздуха;

2 - относится к каналу для прохода внутреннего потока воздуха.