автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка и исследование емкостных радиационно-конвективных теплообменников из текстильных материалов для систем горячего водоснабжения сезонных потребителей

На правах рукописи

Назарова Мария Владимировна

Разработка и исследование емкостных радиационно-конвективных теплообменников из текстильных материалов для систем горячего водоснабжения сезонных потребителей

Специальность 05.14.04 Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 МАЯ 20/2

Москва-2012 г.

005043597

005043597

На правах рукописи

Назарова Мария Владимировна

Разработка и исследование емкостных радиационно-конвективных теплообменников из текстильных материалов для систем горячего водоснабжения сезонных потребителей

Специальность 05.14.04 Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2012 г.

Работа выполнена на кафедре промышленной теплоэнергетики федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина».

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Жмакин Леонид Иванович

Официальные оппоненты: Гудим Леонид Иванович

доктор технических наук, профессор федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина» и.о. зав. кафедрой процессов, аппаратов химической технологии и безопасности жизнедеятельности.

Поляков Юрий Афанасьевич доктор технических наук, профессор профессор кафедры физики академии государственной противопожарной службы министерства по чрезвычайным ситуациям России

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса»

Защита состоится «¿£.» мая 2012 года в /3 на заседании диссертащ онного совета Д 212.139.03 при Московском государственном текстильно университете имени А.Н. Косыгина» по адресу: ул. Малая Калужская, д. Москва, 119071.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального гос] дарственного бюджетного образовательного учреждения высшего профе< сионального образования «Московский государственный текстильный ую верситет имени А.Н. Косыгина»

Автореферат разослан «о1б » апреля 2012 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.139.С д.т.н., профессор 'Фирсов Андрей Валентинов!*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Для теплоснабжения сезонных потребителей в летний и переходный периоды года перспективны солнечные водонагревательные установки с емкостными радиационно-конвективными теплообменниками. В них вырабатывается и аккумулируется низкопотенциальная теплота, что позволяет экономить энергоресурсы, снизить зависимость региона от привозного топлива и сократить выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Практическая реализация этого направления предусматривает решение двух проблем. Первая связана с разработкой эффективной и недорогой тепло-обменной аппаратуры в виде эластичных емкостей из водостойких технических тканей. Вторая касается выбора дублирующего источника энергии, оптимальным вариантом которого является теплонасосная установка. В этом случае возможен комбинированный режим теплохладоснабжения потребителя, когда он обеспечивается не только горячей, но и холодной водой для использования в системе кондиционирования воздуха.

В диссертационной работе проведены исследования процессов радиаци-онно-конвективного теплообмена в емкостных водонагревателях из текстильных материалов, а также рассчитаны режимы работы теплового насоса, доводящего температуру воды до нужного потребителю температурного уровня. Этим и определяется её актуальность.

Тематика работы соответствует планам научно-исследовательских работ кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н.Косыгина» и определена заданиями Министерства образования и науки РФ, а также грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 0808-00358.

Цель и задачи работы. Целью диссертации является разработка емкостных теплообменных аппаратов из текстильных материалов, предназначенных для подогрева воды солнечным излучением, и исследование протекающих в них процессов радиационно-конвективного теплообмена. Для достижения этой цели решены следующие научные и технические задачи:

1) исследованы технологические возможности эффективного применения современных водостойких тканей с полимерными покрытиями в качестве эластичных оболочек и разработаны опытные образцы емкостных радиационно -конвективных теплообменников, отличающиеся улучшенными технико-экономическими и эксплуатационными показателями;

2) созданы лабораторные стенды, на которых проведены экспериментальные исследования:

- коэффициента теплопроводности и степени черноты ткани с ПВХ покрытием, используемой для изготовления водонаполненных оболочек емкостных теплообменников;

- теплопроизводительности и КПД опытных образцов теплообменников из водостойких тканей в натурных условиях;

- эффективности емкостных теплообменников в условиях интенсификации теплообмена на их поглощающей поверхности;

3) разработаны математические модели, описывающие перенос теплоты в емкостных радиационно-конвективных теплообменниках и позволяющие проводить инженерные расчеты и анализ их теплотехнических параметров, а также режимов совместной работы с компрессионными тепловыми насосами; ^

4) сопоставлена энергетическая эффективность емкостной установки горячего водоснабжения и проточной, выполненной на базе традиционного солнечного коллектора и аккумулятора теплоты.

Научная новизна.

1) Разработаны математические модели, описывающие нестационарный прогрев жидкости в емкостных теплообменниках из водостойких тканей, а также режимы их работы с дублирующим источником энергии - тепловым насосом в системах теплохладоснабжения сезонных потребителей. С их помощью проведены расчеты динамики прогрева воды, теплопроизводительности и КПД теплообменников в зависимости от интенсивности лучистого теплового потока, коэффициента трансформации теплоты и эксергетического КПД теплового насоса.

2) Разработан новый метод интенсификации теплообмена в водонаполненных текстильных оболочках, предусматривающий струйное натекание теплоносителя на обогреваемую поверхность. Показано, что этот метод обеспечивает рост средних коэффициентов теплоотдачи воды в 4... 10 раз.

3) Созданы новые образцы емкостных теплообменников с водонаполненными оболочками из тканей с полимерными покрытиями, разработана схема использования этих теплообменников в теплонасосной системе для совместной выработки теплоты и холода.

4) Проведены экспериментальные исследования теплотехнических характеристик емкостных теплообменников различных конструкций, на основании которых получены новые данные по их энергетической эффективности.

Практическая ценность и значимость работы.

1) Разработаны новые образцы емкостных теплообменников для нагрева воды радиационными тепловыми потоками на основе водостойких технических тканей с полимерными покрытиями.

2) Созданы лабораторные стенды для экспериментального исследования теплотехнических характеристик текстильных теплообменных аппаратов емкостного типа и интенсификации теплоотдачи в них.

3) Определены параметры, практически важные в процессе эксплуатации емкостных аппаратов: — оптимальная толщина слоя жидкости, теплопроизводитель-ность, КПД, коэффициенты тепловых потерь и эффективности текстильных водонаполненных оболочек, поглощающих солнечное излучение.

4) Результаты работы могут быть использованы при проектировании современного теплообменного оборудования, работающего в области умеренных температур и плотностей лучистых потоков. Лабораторные стенды могут служить студентам кафедры «Промышленная теплоэнергетика» МГТУ им.

А.Н.Косыгина в качестве учебной базы при изучении курсов «Тепломассооб-менное оборудование предприятий» и «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», а также при выполнении ими курсовых, дипломных и научно-исследовательских работ.

Достоверность основных научных положений и выводов работы обусловлена применением современных методов исследования тепловых процессов, включающих их математическое и физическое моделирование, воспроизводимостью результатов экспериментов, а также удовлетворительным соответствием расчетных и экспериментальных данных.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных научно - технических конференциях: - «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2008, Текстиль-2009, Текстиль-2011), г. Москва; «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности», г. Москва, 2010; «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2009, Прогресс-2012), г. Иваново; XII международной конференции «Возобновляемая энергетика XXI столетия», АР Крым, п. Николаевка, 2011; международной научно - практической конференции «Инновационные энергоресурсосберегающие технологии в АПК», г. Москва, 2012; 8 международной научно - технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве», г. Москва, 2012.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ в отечественных научных журналах и сборниках. В их число входят 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка из 70 наименований. Работа изложена на 124 страницах, содержит 14 таблиц и 67 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, приведены основные этапы их решения. Дана краткая характеристика научной новизны и практической значимости полученных результатов.

Первая глава содержит краткий обзор емкостных теплообменных аппаратов для систем горячего водоснабжения промышленных и бытовых потребителей. Такие теплообменники перспективны и для нагрева воды солнечным излучением при условии существенного сокращения их стоимости. Этого можно добиться, если изготавливать водонагреватели из водостойких технических тканей. На основании обзора ассортимента современных текстильных материалов для опытных образцов емкостных теплообменников была выбрана ткань «ишБо1 630» фирмы «НапууЬа». Она имеет основу из полиэстера и двухстороннее ПВХ покрытие черного цвета.

Структурные исследования на цифровом микроскопе ANMO - АМ451 показали, что эта ткань представляет собой композиционный полимерный материал, армированный в центральной части текстильными волокнами и имеющий монолитную структуру с вкраплениями небольшого количества закрытых пор.

Для ткани «Unisol 630» экспериментально исследованы теплофизические характеристики - теплопроводность и коэффициент поглощения излучения (степень черноты). Коэффициент поглощения находили, измеряя температуру поверхности двумя независимыми способами: — термопарой и инфракрасным пирометром ТРТ 64Р фирмы «Agema infrared systems», который имел устройство, задающее степень черноты объекта. Изменяя настройку этого устройства, добивались равенства показаний термопар и пирометра. При температурах 25...40°С значения степени черноты составили 0,89...0,92.

Коэффициент теплопроводности измерен при 30...50°С стационарным методом плоского слоя с симметричным расположением образцов ткани относительно нагревателя. Он описывается следующим уравнением

Я = 0,259-1,166-Ю"3 (1)

а погрешность измерений составляет 7...9%. Измерения нестационарным методом регулярного режима охлаждения на Л - калориметре ЛКТ-1 дали при комнатной температуре значение теплопроводности X = 0,248 Вт/м гр с погрешностью 11... 13%. Таким образом, результаты, полученные различными методами, согласуются между собой.

В этой главе описаны также конструкции и технология изготовления опытных образцов емкостных теплообменников, представлявших собой герметичные оболочки, сваренные из ткани «Unisol - 630» внахлест горячим воздухом. После заполнения водой оболочки представляли собой плоские емкости практически прямоугольной формы с размерами 1320x640x80 мм и габаритной площадью 0,84 м2. Собственная масса оболочек составляла ~ 1,5 кг; все они вмещали по 70 литров воды, имели штуцеры для подачи и слива жидкости, удаления воздуха, а также специальный зонд с термопарными хромель-копелевыми датчиками, измерявшими распределение температур воды внутри теплообменника. Водонаполненные оболочки могли размещаться открыто на опорном основании, либо в жестком прямоугольном корпусе, днище и боковые стенки которого были теплоизолированы листами вспененного полистирола толщиной 20 и 10 мм, соответственно. Сверху корпус был закрыт листом сотового поликарбоната толщиной 4 мм, плотно прилегавшим к тканевой емкости с водой (см. рис. 1).

Особенность таких теплообменников состоит в том, что они всегда устанавливаются горизонтально и прогреваются солнечным излучением сверху, т.к. иначе возможна существенная деформация их формы. Но в этом случае в жидкости наблюдается состояние гидростатического равновесия, в ней не развивается свободная конвекция, а перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью, что значительно ухудшает динамику прогрева. Был предложен способ интенсификации нестационарного нагрева воды за счет ее активного перемешивания и струйного натекания на обогреваемую поверхность. С этой целью

в теплообменнике были смонтированы погружной микронасосный агрегат и система циркуляции воды (см. рис. 2). Агрегат состоял из лопастного насоса центробежного типа и приводного электродвигателя постоянного тока, источником питания которого служил фотоэлектрический преобразователь с напряжением холостого хода около 12 В.

© ©

1350

©

10

©

©

©

1,7- штуцеры для подачи и отвода воды; 2 - корпус; 3 - теплоизоляция;

4 - прозрачное покрытие; 5 - тканевая емкость с водой; 6 - термопарный зонд;

8 - клапан для удаления воздуха.

Рис. 1. Схема опытного образца теплообменника

Все параметры микронасного агрегата были определены экспериментально: - исследованы зависимости его напора, мощности и КПД от объемного расхода жидкости. Гидравлическая характеристика распределительной сети была получена расчетным путем.

2Ю v,л/час

Рис. 2. Интенсификация теплообмена: циркуляционная система и ее характеристики.

Для испытаний емкостных теплообменников в натурных условиях был разработан и изготовлен мобильный экспериментальный стенд, схема которого показана на рис. 3. Его можно легко выдвигать наружу в оконный проем лаборатории и убирать при завершении испытаний.

Температурные измерения проводились с использованием хромель-копелевых термопарных датчиков, а измерения интенсивности солнечного излучения в рабочей зоне стенда - с помощью пиранометра М-80. Автоматизированная система записи и обработки измеряемых величин была выполнена на основе промышленных контроллеров (восьмиканального ТРМ-138 и двухка-нального ТРМ-201) фирмы «Овен», с которых они затем выводились на компьютер. Связь с компьютером осуществлялась через интерфейс ЫБ — 485. Система сбора опытных данных была оснащена программой, позволяющей с заданной периодичностью регистрировать и архивировать измеренные величины. Мак-

симальная абсолютная погрешность измерения температур термопарами в комплекте с вторичными приборами составляла 0,2°С.

9. Насос термостата; 10. Вентиль; 11,12, 13, 14. Термопары; 15. Контроллер ТРМ-138;

16. Компьютер; 17. Расходомер; 18. Фотобатарея; 19. Миллиамперметр Щ4300;

20 Вольтметр Щ4300; 21. Термопара наружного воздуха; 22. Шланг подачи воды;

23. Раздающие устройства; 24. Микронасос

Рис. 3. Схема стенда для испытаний емкостных теплообменников

Во второй главе описаны методики и результаты экспериментальных исследований характеристик емкостных теплообменников. В качестве примера, на рис. 4 показаны зависимости от времени интенсивности солнечной радиации (№8), температур воды в разных точках по высоте ее слоя (№№1, 2, 3, 4), температур на стенках емкости (№№6, 7) и наружной температуры (№5) для теплообменника в корпусе. Из рисунка видно, что эксперименты по солнечному нагреву воды обычно заканчивались в 1330..Л400. Затем теплообменник перемещали в лабораторию, где проводили исследования темпов охлаждения содержащейся в нем жидкости.

Теплопроизводительность и КПД вычисляли с шагом по времени 20 минут; на каждом шаге определяли средние значения интенсивности солнечной радиации и температур жидкости во всех её слоях. При расчете температуры верхнего слоя воды вводилась поправка на температурный перепад в обогреваемой стенке емкости; на тыльной поверхности им пренебрегали. Количества теплоты, накопленные различными слоями воды, суммировали и находили теплопроизводительность водонагревателя за фиксированный интервал времени. Отношение теплопроизводительности к энергии солнечного излучения, поступившей на поглощающую поверхность аппарата, представляло его КПД:

Мгновенные характеристики емкостных теплообменников обрабатывали с помощью уравнения Уиллера-Хоттеля-Блисса

Е:

■ A-Bt',

(2)

где F и r¡a - эффективность текстильной поглощающей поверхности и ее оптический КПД, Ui - полный коэффициент потерь тепла, í* = ifcPí¡ - ¿o)/- приведенная температура, tcp¡¿ - среднемассовая температура жидкости, t0 — наружная температура. Комплексы A = F'tj0 и В = F'U i являются основными параметрами теплотехнического совершенства теплообменника. t,°C

ОЭОО 10-00 11 11 08.2011 08:45:31

1700 18:00 1900

20 00 21:С П. 05 20' 2046:5;

Рис. 4. Результаты испытаний текстильной емкости в корпусе без циркуляции воды.

На рис. 5 показана зависимость КПД корпусного теплообменника от приведенной температуры. Подобные зависимости были получены и для бескорпусных аппаратов, в которых емкости с водой располагались на открытом воздухе.

Л

0.4 0.35

0.3 0.25 0.2

"г

О

О о

о

о

° О О О о о<> О

................о °

...............

о<> о ..........

О О О

оО

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

о

0.014 ^ tcp-tp

Рис. 5. КПД емкостного теплообменника в корпусе без циркуляции воды

Обработка опытных данных методом наименьших квадратов дала для КПД регрессионные уравнения, приведенные в таблице 1.

Таблица 1.

Конструктивный вариант емкостного теплообменника

Характеристики Корпусной, без Бескорпусной,без Бескорпусной,с

регрессии циркуляции циркуляции циркуляциеи

Регрессионное уравнение 77 = 0,35-5,14-í* 77 = 0,48-11,8-/* 77 = 0,72-16,4 -t*

Число опытных точек 36 30 50

Среднеквадратичное 1,72 1,94 4,21

отклонение, %

Количество накоплен- 2,5...2,8 2,6...2,8 2,7...3,0

ной теплоты, МДж

кпд,% 29...30 29...31 32...35

Для непосредственного измерения полных коэффициентов потерь использовался метод регулярного режима охлаждения. Текстильная емкость, заполненная водой, сначала нагревалась за счет энергии Солнца, а затем перемещалась в лабораторное помещение, где остывала в течение длительного времени (см. рис. 4). Уравнение дифференциального теплового баланса остывающей емкости с учетом ряда упрощающих предположений имеет вид

MKcpdt = -ULf{t-t0)dT = -ULr9dr (3)

где Мж, ср, - масса и теплоемкость воды,/* — активная площадь поглощающей поверхности, tuto — средние температуры жидкости и окружающей среды, т -время. Интегрирование (3) приводит к выражению

1п5 = 1пЭ„ -{uLrjM1Kcp)г = \пЭн-тт (4)

Определив с помощью полулогарифмической термограммы темп охлаждения т, из (4) можно найти коэффициент потерь тепла. Результаты соответствующих измерений сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

Расположение текстильной емкости с водой В корпусе Без корпуса

Даты испытаний (весна -лето 2011 г.) 11/05 19/05 31/05 07/06 28/06 29/06 30/06

Коэффициент потерь тепла 1]и Вт/м2гр 9,88 9,79 18,25 20,41 17,68 17,39 20,32

Среднее значение и^ Вт/м2гр 9,84 18,81

Максимальное и среднеквадратичное отклонения точек 0,5% и 0,46% 8,5% и 3,40%

Средняя избыточная температура воды и,°С 11,62 8,95 4,78 6,85 10,92 7,44 8,69

В реальных условиях эксплуатации коэффициент тепловых потерь может быть несколько выше из-за наличия ветра. Следует ожидать, что для бескорпусного теплообменника этот эффект будет проявляться сильнее.

Независимые измерения коэффициента тепловых потерь позволили оценить эффективности текстильных поглощающих поверхностей емкостных теплообменников. Известно, что эффективность поверхностей, обогреваемых сол-

нечным излучением, можно интерпретировать как отношение двух коэффициентов теплопередачи: «нагреваемая жидкость — наружный воздух» и «поглощающая стенка - наружный воздух». Она находилась по формуле Т7' = В/и £ , в которой значения комплекса В и коэффициента потерь £4 принимались по опытным данным, приведенным в таблицах 1 и 2. Получены следующие результаты: Р -0,87 (бескорпусная емкость с циркуляцией воды); ^-0,63 (то же, но без циркуляции) и ^-0,52 (емкость в корпусе без циркуляции). На основании этих результатов косвенно определены коэффициенты теплоотдачи жидкости; они приведены на рис. 6.

Вт/м2гр <Хж, Вт/м2гр

\емкостъ без корпуса

емкость в корпусе

1с1,°С ч 30 35 40 45 1сЬ°С

Рис. б. Коэффициенты теплоотдачи воды в емкостных теплообменниках.

Несмотря на приближенный характер этих оценок, они подтверждают, что насосная циркуляция жидкости в емкостных теплообменниках способствует интенсификации теплоотдачи и увеличению выработки теплоты.

В третьей главе рассмотрены результаты математического моделирования емкостных радиационно-конвективных теплообменников из водостойкой ткани. Прежде всего, были рассчитаны их полные коэффициенты потерь, отнесенные к габаритной площади теплообменника/:

и,.=и,ерх+и0„+иб0Х/6ок/г). (5)

где иеерх, иоп и и бок - локальные коэффициенты потерь с облучаемой, тыльной и боковой стенок аппарата, а/бок - площадь боковой поверхности. Эти локальные коэффициенты представляют собой эффективные термические проводимости в трех главных направлениях утечек тепла. Для их определения были составлены и проанализированы тепловые схемы корпусного и бескорпусного вариантов теплообменника. В расчетах учитывалась как радиационная, так и конвективная теплоотдача стенок к окружающему воздуху (свободная или вынужденная). На рис. 7 и 8 расчетные коэффициенты потерь в условиях свободной конвекции сопоставлены с данными экспериментов.

Моделью нестационарного прогрева жидкости служило уравнение дифференциального энергетического баланса следующего вида

Мхс^&1<1т = Г{Е(т)щ-иьЭ) (6)

где и = Г - ¿о - избыточная температура воды, Е(т) - плотность лучистого потока, щ - оптический КПД. Вклад теплоемкости тканевой оболочки не учитывается, кроме того, предполагается постоянство температуры воды по высоте ее слоя в теплообменнике. Последнее допущение можно считать справедливым лишь в

емкостях с насосной интенсификацией теплообмена; следовательно, использование модели (6) оправдано только для них. Для Е(т) принята зависимость

Е(т)= Е0+Е^т{жсо), (7)

в которой Ео и Е] — коэффициенты, полученные при обработке климатических данных, со = (т-т, )/(г2 - г,) - безразмерное время. т2 -г/ - расчетная продолжительность дня (далее принято т> = 930 и т2 = 1630). Уравнение (6) решалось аналитически; после определения избыточных температур воды находились количества теплоты, воспринятые жидкостью в различные моменты времени и средние значения КПД теплообменника

ч{г) = тхср[9{т)-90}-, л(т) = ч(т)1 \

Е0 + Е1 вт л

(¡т;

(8)

полученные результаты приведены на рис. 9.

и,.. В1Л.Зп>

Ц., В-^м'гр

8 10 12 14 16 18 20 33 и^МоЛ?

Рис. 7. Потери для бескорпусной емкости <3.д»

Ш 12 М 16 18 20 32 О-М0,°С

Рис. 8. Потери емкости в корпусе

расчетное количество теплоты

---поступившее от Сопмца;

----воспринятое жидкостью

Рис. 9. Теплопроизводителъность и КПД бескорпусной емкости с циркуляцией воды.

На основании модельных расчетов, проведенных для разных толщин нагреваемого слоя жидкости, была решена задача её оптимизации. Оптимальная толщина находилась с помощью эксергетического КПД процесса преобразования солнечной энергии в теплоту, который имеет явно выраженный максимум при И ~ 0,09...0,11 м. Таким образом, эксергия накопленной теплоты и эксерге-тический КПД емкостного теплообменника можно рассматривать в качестве целевых функций в задачах их оптимизации.

Математическое моделирование использовалось и для сравнения эффективности емкостных и проточных солнечных водонагревателей, состоящих из коллектора и аккумулятора теплоты. Рассмотрены два типа коллекторов: первый с трубчатой текстильной поверхностью разработан в МГТУ им. А.Н.Косыгина, а второй выпускался серийно на ОАО «Ковровский механиче-

ский завод» и имел стальную панель. Количество жидкости и площади поглощающих поверхностей для сопоставляемых вариантов были одинаковы. Расчетные характеристики водонагревателей показаны на рис. 10. о-м«,'с_ _ __<г,д«_

—I—I—I—1—I—I—1—I—I— ,.,„> —1—I—I—I—I—I—I—I—1—

Рис. 10. Сопоставление емкостного водонагревателя с проточными.

Можно видеть, что увеличенный объем жидкости в коллекторе снижает эффективность ее нагрева из-за роста тепловой инерции. Так, если принять теп-лопроизводительность водонагревателя с коллектором КМЗ за 100%, то при прочих равных условиях она составит 85,4% (с коллектором МГТУ) и 80% (для емкостного тканевого теплообменника). Однако при умеренных температурах (приблизительно до полудня) различия в теплотехнических характеристиках незначительны.

Модель теплопереноса в емкостях без циркуляции жидкости должна учитывать распределение температур по высоте слоя воды. Она была разработана на основе дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности в предположении, что свободная конвекция в слое не развивается:

д&/дт = а(д2&/8х2) (9)

Здесь а - температуропроводность воды их - вертикальная координата. Это уравнение решалось методом конечных разностей при граничных условиях 2 рода на обогреваемой и 3 рода на тыльной поверхности теплообменника. Начальное распределение температур принято равномерным. Расчеты показали, что при отсутствии принудительной циркуляции воды предпочтительнее теплообменник в корпусе, хотя в первой половине дня бескорпусной вариант ему ничем не уступает.

В четвертой главе описана схема комплексной системы теплохладо-снабжения сезонных потребителей на базе емкостных теплообменников и компрессионного теплового насоса. Для расчета характеристик теплового насоса, работающего совместно с солнечными водонагревателями, были разработаны математические модели его элементов: - испарителя, конденсатора и компрессора, а также регрессионные уравнения для теплофизических свойств рабочего тела (фреона 11-12) в состоянии насыщения и в области перегретого пара.

Емкостная система теплохладоснабжения была рассчитана для летнего периода эксплуатации объекта по его суточной нагрузке горячего водоснабжения равной 1,04 1 05 кДж (она соответствует подогреву 1 м3 воды в конденсаторе теплонасосной установки от 30 до 55°С); начальная и конечная температуры воды в испарителе приняты 20 и 6°С; продолжительность работы теплового насоса 2,5 часа. Расчеты испарителя и конденсатора базировались на уравнениях интегральных тепловых балансов и теплопередачи. Предполагалось, что темпе-

ратура воды в них постоянна по теплообменной поверхности, но изменяется во времени. Температуру фреона, кипящего в испарителе, считали постоянной и по поверхности, и по времени; в конденсаторе дополнительно учитывались зоны снятия перегрева пара и переохлаждения жидкости. При моделировании компрессора определялись его удельная работа и энтальпия пара в конце сжатия.

Значения температур испарения и конденсации паров Я-12 приняты равными +2°С и +70°С, что соответствует давлениям насыщенных паров хладоа-гента 3,33 и 18,94 бар и степени сжатия в компрессоре 5,69. В качестве номинального был выбран режим работы теплонасосной установки, соответствующий средним температурным напорам в испарителе и конденсаторе. Для него были рассчитаны все основные характеристики теплового насоса; результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3

Конденсатор теплового насоса - поверхность, м2 - объем воды, м3 и диапазон её подогрева, °С - тепловой поток, кВт 0,512 I,0; 30—»55 II,52

Испаритель - поверхность, м2 - объем воды, м3 и диапазон её охлаждения, °С - тепловой поток, кВт 3,39 1,29; 20—»6 8,35

Компрессор - мощность, кВт (адиабатная/внутренняя/внешняя) - объемная производительность, м3/с (м3/час) 2,74 /3,15 /3,50 0,00457 (16,5)

Удельный расход электроэнергии 0,304

Коэффициент трансформации теплоты 3,29

Коэффициент использования топлива (при //э = 0,3) 0,987

Эксергетический КПД теплового насоса, % 34,4

При эксплуатации системы теплохладоснабжения возможны изменения начальных температур воды в испарителе и конденсаторе. Её необходимо регулировать, варьируя длительность рабочего периода и расход хладоагента в теп-лонасосном контуре с помощью частотно-регулируемого электропривода компрессора, сохраняя степень сжатия постоянной. Расчеты показали, что при этом не удастся одновременно сохранить тепловые нагрузки в системах горячего водоснабжения и хладоснабжения; поэтому предварительно нужно решить нагрузку какой из них оставить неизменной.

Основные результаты и выводы

1) Разработаны и изготовлены опытные образцы емкостных радиационно-конвективных теплообменников для нагрева воды солнечным излучением. Они представляют собой герметичные оболочки, сваренные из водонепроницаемой ткани с ПВХ покрытием, имеют габаритную площадь 0,84 м2, емкость 70 л и могут устанавливаться как в теплоизолированном корпусе, так и без него, на горизонтальных опорах. По сравнению с традиционным водонагревательным оборудованием эти теплообменники имеют лучшие эксплуатационные и техни-

ко-экономические характеристики, малую удельную массу при обеспечении удовлетворительных теплотехнических показателей.

2) Разработан и изготовлен мобильный экспериментальный стенд, предназначенный для опытного изучения процессов теплопереноса в емкостных теплообменниках из текстильных и материалов и определения их теплотехнических характеристик, как в натурных, так и в лабораторных условиях. На этом стенде предусмотрена автоматизированная система записи и обработки измеряемых величин, выполненная на базе контроллеров ТРМ 201 и ТРМ 138, подключенных к персональному компьютеру.

3) Разработана и исследована методика интенсификации теплообмена в емкостных водонагревателях, основанная на активном перемешивании воды и её струйном натекании на обогреваемую поверхность ткани. Перемешивание жидкости обеспечивает встроенная циркуляционная система с погружным микронасосом, подключенным к автономному фотоэлектрическому генератору. Для данной системы изучены характеристики микронасоса и распределительной сети, определены параметры рабочей точки. Показано, что циркуляция жидкости в емкостном теплообменнике способствует повышению коэффициентов теплоотдачи в 4... 10 раз.

5) Экспериментально исследованы тепло физические свойства ПВХ ткани и листового сотового поликарбоната, а также теплотехнические характеристики емкостных текстильных теплообменников. Определены количества теплоты, аккумулированные водой, приведенные значения оптического КПД и полного коэффициента потерь тепла. Проведены независимые измерения коэффициентов потерь методом регулярного режима охлаждения. Это позволило оценить эффективность текстильной теплопередающей поверхности в теплообменниках различных типов.

6) Разработаны математические модели емкостных радиационно - конвективных водонагревателей. С их помощью был решен ряд задач, а именно: - рассчитаны коэффициенты тепловых потерь и проанализировано влияние на них различных факторов; определены перепады температур в обогреваемых тканевых поверхностях; рассчитаны температурные поля в жидкости, тепло-производительность и КПД теплообменников; проведена оптимизация высоты слоя нагреваемой жидкости по критерию максимума эксергетического КПД ее радиационного нагрева.

7) Сопоставлена энергетическая эффективность емкостных теплообменников разных типов; показано, что бескорпусной водонагреватель с интенсификацией теплопередачи обеспечивает максимальную теплопроизводитель-ность и степень подогрева жидкости. Проведено также сравнение емкостной установки горячего водоснабжения и проточной, выполненной на базе солнечного коллектора и аккумулятора. При одинаковом количестве жидкости в системе дневная теплопроизводительность емкостной установки меньше на 20%; у нее ниже и температура подогрева воды. Однако она имеет неоспоримые преимущества перед проточной по массогабаритным и стоимостным показателям.

8) Предложена схема комплексной системы теплохладоснабжения сезонных потребителей на базе емкостных теплообменников и теплового насоса.

Проведено математическое моделирование режимов работы ее основных элементов. Определены удельный расход электроэнергии, коэффициенты трансформации теплоты и использования топлива, а также эксергетический КПД теплового насоса. Проанализирована работа этой системы теплохладоснабжения в нерасчетных условиях.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

1. Жмахин Л.И., Козырев И.В., Кирокосян К.А., Черных М.В. Экспериментальное исследование теплопроводности тканей, используемых для рабочей одежды. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности, 2009, №2с, с. 16-18.

2. Жмакин Л.И., Козырев И.В., Кирокосян К.А., Черных М.В. Характеристики рекуперативного теплообменника с текстильной теплопередающей поверхностью, Химические волокна, 2010, №6, с. 50-53.

3. Кирокосян К.А., Черных М.В., Жмакин Л.И. Определение коэффициентов теплоотдачи в теплообменниках косвенным методом. Сб. научных трудов аспирантов, Москва, вып. 14, 2008, МГТУ - с. 116-121.

4. Кирокосян К.А., Жмакин Л.И., Козырев И.В., Черных М.В. Экспериментальное исследование теплоотдачи при ламинарном течении воды в текстильном канале солнечного коллектора. Сб. материалов международной научно - технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК-2009), Иваново, 2009 - с. 353-354.

5. Кирокосян К.А., Жмакин Л.И., Козырев И.В., Черных М.В. Теплопередача в рекуператоре с текстильной поверхностью теплообмена. Сб. материалов международной научно-технической конференции «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности» (РЗИТиЛП), М: 2010 - с. 125-127.

6. Антонов Ю.М., Жмахин Л.И., Козырев И.В., Черных М.В., Солнечные коллекторы с поглощающими панелями из текстильных материалов, Возобновляемая энергетика XXI столетия. Материалы XII международной конференции, АР Крым, п. Николаевка, 12-12 IX 2011 г., с. 228-231.

7. Жмакин Л.И., Козырев И.В., Крюков A.A., Назарова М.В., Емкостной солнечный коллектор из текстильных материалов, Труды 8-й международной научно - технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». Часть 4. — М.: ГНУ ВИЭСХ, 2012, с. 256-261.

8. Жмакин Л.И., Кирокосян К.А., Черных М.В. Косвенное определение коэффициентов теплоотдачи в рекуперативных теплообменниках. Тезисы доклада на Международной научно-технической конференции «Текстиль 2008» М: 2008, МГТУ - с. 239-240.

9. Жмакин Л.И., Черных М.В. Теплообменник на основе текстильных материалов для систем утилизации тепла вентвыбросов. Тезисы докладов международной научно - технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2009), М: 2009, с. 274.

10. Жмакин Л.И., Козырев И.В., Черных М.В., Расчет динамики прогрева жидкости в емкостном радиационно - конвективном теплообменнике. Тезисы докладов международной научно - технической конференции «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (Текстиль-2011), М: 2011, с. 224-225.

Подписано в печать 28.04.12 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,0 Заказ 160 Тираж 80 ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н. Косыгина», 119071, Москва, ул. Малая Калужская, 1

61 12-5/2476

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный текстильный университет имени А.Н.Косыгина

На правах рукописи

Назарова Мария Владимировна

Разработка и исследование емкостных радиационно-конвективных теплообменников из текстильных материалов для систем горячего водоснабжения сезонных потребителей

Специальность 05.14.04 - промышленная теплоэнергетика Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук Л.И.Жмакин

Москва, 2012

Содержание

Стр.

Введение.......................................................................................4

Глава 1. Емкостные радиационно-конвективные теплообменники из текстильных материалов и лабораторные стенды для исследования их характеристик..............................................................................12

§1.1. Основные типы емкостных теплообменных аппаратов....................12

§ 1.2. Водостойкие ткани для емкостных теплообменников.....................16

§1.3. Определение коэффициента теплопроводности и степени

черноты водостойкой ткани.............................................................21

1.3.1. Измерение степени черноты в инфракрасном диапазоне................21

1.3.2. Измерение теплопроводности методом плоского слоя..................21

1.3.3. Измерение теплопроводности методом регулярного режима..........26

§ 1.4. Опытные образцы емкостных радиационно-конвективных теплообменников из водостойкой ткани..............................................31

1.4.1. Конструкция и технология изготовления...................................31

1.4.2. Характеристики прозрачного покрытия корпуса..........................34

§ 1.5. Интенсификация теплопереноса в емкостном теплообменном аппарате......................................................................................36

1.5.1. Экспериментальное исследование микронасосного агрегата...........40

1.5.2. Расчет циркуляционной системы теплообменника.......................43

§ 1.6. Лабораторные стенды для испытаний теплообменников...................48

Глава 2. Методики и результаты экспериментального исследования теплотехнических характеристик емкостных теплообменников................52

§ 2.1. Порядок проведения экспериментов и опытные данные..................52

§ 2.2. Теплопроизводительность и КПД теплообменников.......................56

§ 2.3. Определение полного коэффициента тепловых потерь....................64

§ 2.4. Эффективность текстильной поглощающей поверхности.................68

Глава 3. Математическое моделирование емкостных радиационно-конвективных теплообменников........................................................71

§3.1. Расчет коэффициента тепловых потерь.........................................71

§ 3.2. Одномерная математическая модель теплообменника.....................78

§3.3. Оптимизация высоты нагреваемого слоя жидкости.........................83

§ 3.4. Эффективность емкостного и проточного теплообменников в

системах горячего водоснабжении сезонных потребителей......................86

§ 3.5. Двумерная модель для теплообменников без циркуляции воды.........91

Глава 4. Математическое моделирование совместной работы емкостных радиационно-конвективных теплообменников и теплового насоса в системах теплохладоснабжения сезонных потребителей.......................98

§ 4.1. Схема и термодинамический цикл теплового насоса.......................99

§4.2. Математические модели элементов теплонасосной установки..........101

4.2.1. Свойства рабочего тела.......................................................101

4.2.2. Испаритель......................................................................102

4.2.3. Компрессор.....................................................................105

4.2.4. Конденсатор.....................................................................106

4.2.5. Удельные затраты энергии...................................................108

§4.3. Расчет системы теплохладоснабжения сезонного потребителя.........109

§4.4. Работа системы теплохладоснабжения в нерасчетных условиях........114

Основные результаты и выводы.......................................................117

Литература.................................................................................119

Введение

В современном мире энергетика является одним из важнейших секторов, а в некотором отношении и движущей силой экономики. Существенным критерием, определяющим уровень развития страны, считается её энерговооруженность, т.е. годовое потребление энергии на душу населения. В начале

20

XXI века мировое энергопотребление превысило 510 Дж/год, и по прогнозам возрастет более чем в 1,5 раза к 2020 г. [1]. Бесконечно наращивать потребление энергии невозможно, поэтому началось постепенное переосмысление стратегических принципов и направлений развития энергетики, как на государственном, так и на региональном уровне. Приходит также понимание того, что экономическое развитие общества должно быть не только энергетически независимым, но и безопасным для окружающей среды [2, 3].

В последние десятилетия энергетике в России не уделялось достаточного внимания; в ней наметились кризисные явления, обусловленные:

1) постепенным исчерпанием ископаемых энергоресурсов, которое усугубляется их расточительным и неэффективным использованием;

2) нарастающим загрязнением окружающей среды выбросами продуктов сгорания и низкотемпературной теплоты, серьезно повышающим риски экологических катастроф;

3) постоянным ростом стоимости энергии, производимой с использованием органических топлив.

Сгладить остроту этих проблем, несомненно, поможет энергосбережение, направленное на снижение энергоемкости отечественного валового внутреннего продукта, в том числе и за счет вовлечения в энергетические балансы всех уровней возобновляемых энергоресурсов [3, 4]. Среди последних важнейшую роль играет солнечная энергия. Она неисчерпаема, доступна повсеместно и не подлежит приватизации, а при её использовании или преобразовании полностью отсутствуют вредные выбросы. Очевидными недостатками этого энергоресурса являются низкий удельный потенциал, а также его зависимость от времени, природных и климатических условий региона.

Солнечную энергию целесообразно использовать децентрализованно на местном уровне, для этого необходимы только эффективные технологии ее преобразования в теплоту или электроэнергию. Фактически это означает отказ от генерирующих установок большой единичной мощности и переход к автономной энергетике, где невозможны крупные аварии и катастрофы. Внедрение солнечных энергоустановок способствует повышению коэффициентов самообеспечения российских регионов энергоресурсами и росту их энергетической безопасности [5, 6, 7].

В настоящее время наиболее освоенной технологией является преобразование солнечной энергии в низкопотенциальное тепло, используемое, главным образом, для нагрева воды в радиационно-конвективных теплообменниках (коллекторах) различных конструкций [5-8]. На отечественном рынке гелиотехники преобладают установки проточного типа с естественной или вынужденной циркуляцией теплоносителя [9, 10].; однако в области умеренных температур с ними могут успешно конкурировать и емкостные теплообменные аппараты, которые совмещают функции теплообменника и бака - аккумулятора нагретой жидкости. Энергетическая эффективность и температура подогрева воды у таких устройств несколько ниже, но они выигрывают благодаря своей конструктивной простоте, надежности и меньшей стоимости. Эти преимущества емкостных радиационно-конвективных теплообменников представляют интерес, в первую очередь, для сезонных потребителей горячей воды в санаторно-курортном, гостиничном и частном жилищном секторах, на предприятиях малого и среднего бизнеса, которые функционируют в летние и переходные месяцы года.

Перспективы внедрения солнечных водонагревательных установок емкостного типа связаны с возможностями улучшения их потребительских свойств и повышения технико-экономических и эксплуатационных показателей за счет использования нетрадиционных материалов, прежде всего, водостойких технических тканей. Такие возможности появились относительно

недавно в связи с бурным развитием текстильных технологий по производст-

5

ву широкого спектра тканей с полимерными покрытиями и методов их герметичного соединения. Емкостные теплообменники из текстильных материалов эластичны, компактны, транспортабельны, отличаются низкой стоимостью, простотой и удобством в работе. Обычно они эксплуатируются без корпусов и прозрачных покрытий, поэтому их внедрение обеспечит сбережение не только энергетических, но и материальных ресурсов, направляемых на изготовление теплопередающего оборудования, благодаря кардинальному снижению металлоемкости конструкций.

Как было отмечено выше, емкостные радиационно-конвективные теплообменники обеспечивают умеренный нагрев жидкости (до ~ 40°С в условиях средней полосы России). Этого достаточно для подогрева воды в плавательных бассейнах, летних душевых кабинах и пр. В остальных случаях температуру воды приходится увеличивать с помощью дублирующих источников энергии. Большой практический интерес представляет использование в качестве таких источников парокомпрессионных тепловых насосов. Они являются трансформаторами теплоты и обеспечивают передачу тепла на повышенный температурный уровень в обратном термодинамическом цикле на низ-кокипящем рабочем теле. Отличие теплового насоса от холодильной машины состоит в лишь том, что он всегда работает в диапазоне более высоких температур [11, 12].

В настоящее время тепловые насосы находят все более широкое применение в развитых странах мира, интенсивно вытесняя традиционные теплогенераторы на органическом топливе. Применение тепловых насосов обеспечивает не только экономию невозобновляемых энергоресурсов, но и защиту окружающей среды, в том числе и за счет сокращения выбросов в атмосферу продуктов сгорания. К числу их преимуществ следует отнести универсальность по уровню мощности, изменяющейся от долей до десятков тысяч киловатт, эксплуатационную надежность, возможность эффективной работы при нестационарных режимах, а также в условиях существенного рассогласования суточных графиков выделения и потребления теплоты [11, 12, 13].

Тепловой насос совместно с емкостными радиационно-конвективными теплообменниками может при необходимости обеспечить режим теплохла-доснабжения сезонного потребителя. Такой комбинированный режим предусматривает дополнительный нагрев воды (после солнечных теплообменников) в конденсаторе теплового насоса одновременно с охлаждением воды в испарителе. При этом конденсатор и испаритель могут быть выполнены как аппараты емкостного типа, и служить накопителями нагретой и охлажденной воды для ее последующего использования в системах горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха.

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ.

Для теплоснабжения сезонных потребителей в летний и переходный периоды года перспективны солнечные водонагревательные установки с емкостными радиационно-конвективными теплообменниками. В них вырабатывается и аккумулируется низкопотенциальная теплота, что позволяет экономить энергоресурсы, снизить зависимость региона от привозного топлива и сократить выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Практическая реализация этого направления предусматривает решение двух проблем. Первая связана с разработкой эффективной и недорогой теп-лообменной аппаратуры в виде эластичных емкостей из водостойких технических тканей. Вторая касается выбора дублирующего источника энергии, оптимальным вариантом которого является теплонасосная установка. В этом случае возможен комбинированный режим теплохладоснабжения потребителя, когда он обеспечивается не только горячей, но и холодной водой для использования в системе кондиционирования воздуха.

В диссертационной работе проведены исследования процессов радиа-ционно-конвективного теплообмена в эластичных емкостных водонагревателях из текстильных материалов, а также рассчитаны режимы работы теплового насоса, доводящего температуру воды до нужного потребителю температурного уровня. Этим и определяется её актуальность.

Тематика работы соответствует планам научно-исследовательских работ кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «МГТУ им. А.Н.Косыгина» и определена заданиями Министерства образования и науки РФ, а также грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 08-08-00358.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является разработка емкостных теплообменных аппаратов из текстильных материалов, предназначенных для подогрева воды солнечным излучением, и исследование протекающих в них процессов ра-диационно-конвективного теплообмена.

Реализация этой цели предусматривает решение ряда задач, направленных на:

1) исследование технологических возможностей эффективного применения современных водостойких тканей с полимерными покрытиями в качестве эластичных оболочек и разработку опытных образцов емкостных радиа-ционно - конвективных теплообменников, отличающихся улучшенными технико-экономическими и эксплуатационными показателями;

2) создание лабораторных стендов и проведение экспериментальных исследований:

- коэффициента теплопроводности и степени черноты ткани с ПВХ покрытием, используемой для изготовления водонаполненных оболочек емкостных теплообменников;

- теплопроизводительности и КПД опытных образцов теплообменников из водостойких тканей в натурных условиях;

- эффективности емкостных теплообменников в условиях интенсификации теплообмена на их поглощающей поверхности;

3) разработку математических моделей, описывающих перенос теплоты в емкостных радиационно-конвективных теплообменниках и позволяющих проводить инженерные расчеты и анализ их теплотехнических параметров, а также режимов совместной работы с компрессионными тепловыми насосами;

4) сопоставление энергетической эффективности емкостной установки горячего водоснабжения и проточной, выполненной на базе традиционного солнечного коллектора и аккумулятора теплоты.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1) Разработаны математические модели, описывающие нестационарный прогрев жидкости в емкостных теплообменниках из водостойких тканей, а также режимы их работы с дублирующим источником энергии - тепловым насосом в системах теплохладоснабжения сезонных потребителей. С их помощью проведены расчеты динамики прогрева воды, теплопроизводительно-сти и КПД теплообменников в зависимости от интенсивности лучистого теплового потока, коэффициента трансформации теплоты и эксергетического КПД теплового насоса.

2) Разработан новый метод интенсификации теплообмена в водонапол-ненных текстильных оболочках, предусматривающий струйное натекание теплоносителя на обогреваемую поверхность. Показано, что этот метод обеспечивает рост средних коэффициентов теплоотдачи воды в 4... 10 раз.

3) Созданы новые образцы емкостных теплообменников с водонапол-ненными оболочками из тканей с полимерными покрытиями, разработана схема использования этих теплообменников в теплонасосных системах для совместной выработки теплоты и холода.

4) Проведены экспериментальные исследования теплотехнических характеристик емкостных теплообменников различных конструкций, на основании которых получены новые данные по их энергетической эффективности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

1) Разработаны новые образцы емкостных теплообменников для нагрева воды радиационными тепловыми потоками на основе водостойких технических тканей с полимерными покрытиями.

2) Созданы лабораторные стенды для экспериментального исследования теплотехнических характеристик текстильных теплообменных аппаратов емкостного типа и интенсификации теплоотдачи в них.

3) Определены параметры, практически важные в процессе эксплуатации емкостных аппаратов: - оптимальная толщина слоя жидкости, теплопро-изводительность, КПД, коэффициенты тепловых потерь и эффективности текстильных водонаполненных оболочек, поглощающих солнечное излучение.

4) Результаты работы могут быть использованы при проектировании современного теплообменного оборудования, работающего в области умеренных температур и плотностей лучистых потоков. Лабораторные стенды могут служить студентам кафедры «Промышленная теплоэнергетика» МГТУ им. А.Н.Косыгина в качестве учебной базы при изучении курсов «Тепломас-сообменное оборудование предприятий» и «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», а также при выполнении ими курсовых, дипломных и научно-исследовательских работ.

ДОСТОВЕРНОСТЬ основных научных положений и выводов работы обусловлена применением современных методов исследования тепловых процессов, включая их физическое и математическое моделирование, воспроизводимостью результатов экспериментов, анализом их погрешностей, использованием метрологически аттестованных приборов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных научно - технических конференциях: -«Современн