автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Теплообменники-утилизаторы с эффективной поверхностью переноса для систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха

На правах рукописи

КРЕКТУНОВ АЛЕКСАНДР ОЛЕГОВИЧ

ТЕПЛООБМЕННИКИ- УТИЛИЗАТОРЫ С ЭФФЕКТИВНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ПЕРЕНОСА ДЛЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Специальность 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук, профессор ИВАНОВ ОЛЕГ ПЕТРОВИЧ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук, СУЛИН АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ кандидат технических наук, АГАФОНОВА НАТАЛЬЯ ДМИТРИЕВНА

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - ООО «АРКТОС»

Защита состоится «» 200 ^ г. в часов на

заседании диссертационного совета Д212.534.01 при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д.9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан «

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук профессор

Тимофеевский Л.С.

22&7119

з

1 .ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Благодаря усилению изоляции и герметичности улучшаются теплоизоляционные возможности внешних ограждений зданий, сооружений, обслуживаемых СВ и СК. Общие тепловые «потери» (поступления в помещения путем теплопередачи уменьшаются, а вклад в общий энергобаланс вентиляционных тепловых «потерь») поступлений становится настолько существенным, что утилизация энергии вентиляционных выбросов, как отмечают О.П. Иванов, С.М Анисимов и др., может оказаться одним из существенных потенциалов энергосбережения. Особенно это актуально для объектов, расположенных в регионах с продолжительным отопительным периодом, либо для объектов с большими внутренними влаговыделениями и расположенных в жарком климате. Следует отметить, что неграмотное и неэкономное отношение к энергоиспользованию приводит к отрицательным экологическим последствиям. Таким образом, решая проблему энергосбережения путем создания энергоэкономичных объектов с современными СВ и СК решаются, практически «бесплатно» вопросы экологической защиты окружающей нас среды.

На российском рынке имеется большой выбор импортного теплообменного оборудования, позволяющего решать вопросы экономного потребления энергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). Однако зарубежные аппараты зачастую крайне слабо адаптированы к климатическим условиям северо-запада России, не говоря о районах Сибири и Дальнего Востока. В ряде конструкций зарубежных фирм поверхности теплообмена выполнены из алюминия. В тоже время для теплоутилизаторов СКВ термическое сопротивление стенки, при толщинах последней менее 0,5 мм не играет существенной роли. Поэтому актуальной является проблема замены поверхности теплообмена из цветных металлов на дешевые полимерные материалы, тем боле, что имеется опыт изготовления таких поверхностей, например, из полиэтиленовой пленки, полученный в Рижском политехническом институте Лишинских А.Х и Манусовым У.Г.

Проблема повышения эффективности работы теплоутилизаторов СВ и КВ из полимерных материалов может быть решена тремя путями:

• Посредством уменьшения гидравлического диаметра каналов и/или увеличения скорости движения теплоносителей, что вызывает большие потери на трение Дри повышенный уровень шума;

• Посредством развития поверхности (оребрения), что связано также с увеличением Ар;

• Путем минимизированного воздействия на геометрию поверхности теплообмена, не вызывающего существенного роста Ар.

Поэтому проблема интенсификации ТМО в теплоутилизаторах тесно связана, а подчас является определяющей, в общей актуальной проблеме энергосбережения при создании и эксплуатации _ машин и аппаратов энергоустановок, холодильной и криоге: тебе. нщадущ^^п систем

БИБЛИОТЕКА

кондиционирования воздуха.

В цикле работ выполненных Fiebig, Weber, Mielenz по интенсификации теплообмена в плоских каналах, с расположенными на их поверхности «микрокрыльями», было установлено, что положительный эффект связан с генерацией ими продольных устойчивых вихрей и, которые, если следовать логике А.А.Гухмана, вероятно, переносят теплоту более эффективно, чем количество движения. Основная особенность этого вида интенсификации заключается в том, что максимальный положительный эффект наблюдается в малоизученной области Re < Rev при умеренном росте сопротивления.

Однако, эти опытные данные получены при движении сухого воздуха в каналах высотой порядка 20 мм, что затрудняет их использование для геометрических и режимных параметров рекуператоров СВ и CK.

Исходя из изложенного выше, наиболее перспективным типом дискретной шероховатости поверхностей теплообмена РПУ для СВ, на наш взгляд, являются интенсификаторы типа «микрокрыло», которые при определенных геометрических соотношениях могут обеспечить опережающий рост теплоотдачи по сравнению с ростом сопротивления.

Следовательно, актуальной является задача по исследованию процесса переноса в плоских каналах с элементами интенсификации типа «микрокрыло» в диапазоне геометрических и режимных параметров, характерных для пластинчатых теплообменников утилизационных установок СВ и КВ.

Ввиду того, что в состав теплоутилизационной установки помимо теплообменника входят вытяжной и приточный вентиляторы, помимо энергетической эффективности актуальной является задача по снижению уровня генерируемого ими шума.

Задачи исследования:

1. Проанализировать существующие конструкции утилизаторов теплоты исследуемого типа, их достоинства, недостатки и их роль в энергосбережении СВ и CK.

2. Разработать методики исследования тепломассообмена и аэродинамического сопротивления в рабочих участках, изготовить стенды и рабочие участки.

3. Исследовать влияние интенсификаторов типа «микрокрыло» на локальную и среднюю теплоотдачу и сопротивление в плоских каналах, изготовленных из ячеистого поликарбоната.

4. Разработать методику расчета процессов в перекрестноточных теплоутилизаторах при работе в летних и зимних условиях.

Научная новизна работы заключается в:

- получении и обобщении новыхтеоретических и экспериментальных данных по локальным и средним коэффициентам переноса при движении сухого и влажного воздуха в гладких и дискретно-шероховатых щелевых каналах, геометрические размеры и режимные параметры которых характерны для РПУ СВ и КВ;

- обобщении данных по локальной теплоотдаче и аэродинамическому сопротивлению в плоских каналах, снабженных продольными по потоку

сплошными ребрами (жесткости) и аналогичных каналах с дискретно установленными по ходу потока генераторами вихрей типа «микро крыло»;

- разработке математической модели РПУ, работающего в сухом режиме и с выпадением конденсата. Адекватность модели подтверждена опытными данными на экспериментальных установках (рис. 1а и рис. 16);

- обобщении новых данных по средней теплоотдаче и полным потерям давления.

Практическая ценность работы. Предложена новая конструкция РПУ на базе предложенной автором поверхности переноса.

Разработана методика расчёта теплообменных аппаратов на различные режимы эксплуатации, включая и режимы выпадения конденсата из воздуха.

Предложена оригинальная методика и оригинальная конструкция теплообменника утилизатора с эффективной поверхностью переноса.

Методика позволяет грамотно подбирать теплотехнические параметры теплообменных аппаратов для систем СВ и СК с учетом климатических условий.

Достоверность полученных результатов, положений и выводов работы обеспечивается отработкой методики эксперимента, снижением погрешности измерений, а представленный в работе сопоставительный анализ результатов исследования с литературными и экспериментальными данными подтверждает достоверность полученных результатов.

Внедрение. Результаты работы используются при проектировании и разработке нового оборудования СВ и KB, а также при чтении спецкурсов для магистров и аспирантов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены, на ряде научно-технических конференциях, опубликованы в периодической печати и получен патент.

Объём и структура диссертация. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка. Список литературы включает 110 наименований из них 44 зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Актуальная проблема повышение эффективности работы теплоутилизаторов может быть решена путем интенсификации процессов переноса в них. Анализ показал, что теплообменные поверхности аппаратов таких известных фирм, как «Wolf», «Hoval» и «Remak», имеют различные конфигурации выштамповок (в пластинах из алюминиевых сплавов), которые не столько выполняют функцию интенсификаторов, сколько роль прочностных элементов, которые заметно ухудшают аэродинамические характеристики.

Проведен анализ возможных способов интенсификации теплообменной поверхности ( с лунками малой глубины, поверхности Френкеля и др.).Для режимов работы РПУ в СВ и KB (ReáRew) отдано предпочтение поверхностям с «микрокрыльями»

В результате анализа состояния рассматриваемого вопроса были намечены

задачи и объем настоящего исследования, которые представлены выше в разделе «Цель и задачи исследования».

Значительное внимание уделено физическим основам интенсификации теплообмена посредством «микрокрыльев». Высказывается гипотеза, согласно которой наблюдается аналогия между процессами теплообмена при интенсифицирующем воздействии подъемных сил при свободной конвекции на процессы теплообмена при вынужденном движении потоков и процессами интенсификации процессов посредством дискретной шероховатости типа «микрокрыло». Важным моментом, здесь является тот факт, что интенсификация тепло-и массообмена при совместном влиянии вынужденной и свободной конвекции происходит при «щадящем» росте сопротивления. В опытах, выполненных в Германии (M.Fiebig, U.Broclcmeier, Th. Guentermann) , были обнаружены продольные устойчивые вихревые структуры, генерируемые «микрокрыльями» (WVG) при движение воздуха в прямоугольных каналах (расстояние между пластинами 20мм) в области чисел Рейнольдса Re = wrf,/v = 300+1500, соответствующих ламинарному режиму течения, которые также как и вихри, вызванные свободной конвекцией приводят к «неадекватному» росту теплоотдачи. Важным параметром, характеризующим процесс, является частота «выбросов» (burst), которая при соизмеримом воздействии свободной (Gr) и вынужденной конвекции (Re) определяется тепловым потоком на стенке, а при движении потока в канале с элементами дискретной шероховатости, продольным расстоянием между элементами («микрокрыльями»), генерирующими продольные вихри. Исходя из новой теории «турбулентности» пристенных слоев, предлагаемой Т.Тж.Блэком, (раннее подобная модель была предложены Эйнштейном и Ли), сделаны оценочные расчеты по определению расстояния между элементами генерирующими продольные вихри., а именно #/</э «14, что достаточно близко к значениям, рекомендуемым M.Fiebig.

Далее в работе рассматриваются вопросы физического и математического моделирования тепло-и массопереноса в перекрестиоточных пластинчатых теплообменниках.

Задача «сухого» теплообмена в перекрестноточных теплообменниках была аналитически решена Нуссельтом еще в в1911 г. и в дальнейшем развита в работах самим Нуссельтом (1930 г.), а также в работах Смита и Мэйсона. Решение Мэйсона обладает лучшей сходимостью, чем решения, полученные предыдущими исследователями, и гораздо удобнее вычисления на ЭВМ. Поэтому нами это решение использовалось для верификации численного решения, применяемого в данной работе.

Процессы тепломассообмена в «сухом» режиме и в режимах с конденсацией пара на поверхностях плоского канала рассматриваются в рамках одномерной стационарной модели двухфазного потока, для вывода которой, используется подход, предложенный Михалевичем A.A. при рассмотрения процесса конденсации пара из смеси с неконденсирующимся газом внутри труб, для так называемого кольцевого режима течения двухфазного потока

Граничные условия на поверхностях раздела выражаются через соответствующие коэффициенты переноса.

С учетом принятых допущений система уравнений преобразуется к более простому виду:

Уравнение сохранения энергии для горячего влажного и холодного сухого потоков:

dhr Пг h , \ 1 dGr. ...

Ь-Ь" (2)

<3>

Уравнения движения для горячего и холодного потоков:

- д - 8РГ П . fAS

<PPrwr-—wr + tp—f:- = -<p—Tr; (4)

ду ду f

й.-,,. (5)

Граничные условия: т dG

■ 4» = <1з~~n5lk ' = i/>; ^ = hr'-°=hr-"; hxj-o=h*,»''drk.-*,=dr.»>

4r.s=ar3 (tr-trJ; gx = axo-(tw-ix)- trJ*trw; arStf = агзл iyT-коэффициент теплоотдачии авг =aUSK-wD- коэффициент массотдачи на участке каналов, где происходит «влаговыпадение», ахо = f(x!d3,^tx,Prx), агло= f(y/d3J.,Ker,Prr). -локальные значения коэффициентов теплоотдачи при отсутствии влияния поперечного потока массы, определялись по зависимостям, полученным в результате обобщения физических экспериментов и численных экспериментов, полученных в процессе решения задачи в трехмерной постановки.

В работе подробно рассмотрены особенности замыкающих соотношений и гидродинамики течения конденсата в канале теплоутилизатора, произвольным образом, ориентированным в пространстве и рекомендации по отводу конденсата.

Основной особенностью пластинчатых теплоутилизаторов является, то, что вход воздуха в каналы совпадает с началом теплообменного участка.

В этом случае процесс теплообмена протекает в гидродинамическом начальном участке, т.е. при развитии профиля скорости по длине прямоугольного канала. Эта задача на данном этапе развития окончательно не решена. Имеются приближенные решения лишь для стабилизированного течения. Аппроксимации численного решения, полученные недавно Белоноговым Н.В. справедливы лишь для тепломассообмена в начальном участке параллельных пластин, а именно, при 00.

Поэтому для получения замыкающих соотношений для коэффициентов теплоотдачи в.0 в рамках данной работы проведено численное решение стационарной задачи в трехмерной постановке системы уравнений неразрывности и энергии для потока воздуха.

Задача решалась для прямоугольного канала (5,5 мм*3,6 мм, длиной 200 мм) для двух вариантов организации теплообмена:

теплообмен осуществляется через все четыре стенки канала;

теплообмен осуществлялся через две стенки, а через боковые (меньшего размера), теплообмен отсутствует. Решение проведено с помощью программного комплекса РЬОА^-ЗБ при граничных условия, как первого, так и второго рода.

Данные численных экспериментов в виде предельных чисел Нуссельта при стабилизированном течении и теплообмене вдали от входа в плоский канал сравниваются с имеющимися точными аналитическими решениями, полученными Петуховым Б.С. В результате аппроксимации численного решения системы при указанных граничных условиях была получена следующая зависимость: с**,

- = а, +к,

Ре

(6)

где зависят от типа граничных условий, так например, установлено, что предельные значения числа Нуссельта при постоянной тепловом потоке на 4-х стенках периметра канала равно 3.03, а для условий, соответствующих теплообмену только через две большие стороны периметра и адиабатических боковых стенках число Нуссельта равно 2,93. В дальнейшем зависимость (1) использовалась в качестве замыкающего соотношения в системе одномерных уравнений (1-3).

а) Схема стенда для исследования теплообмена и аэродинамического сопротивления

. б) Схема стенда для исследования локального теплообмена

Рис.1 Схемы экспериментальных стендов

Для исследования процессов переноса были спроектированы и построены стенды и оснащены средствами измерений. Исследования аэродинамического сопротивления и тепломассообмена осуществлялось на модельных элементах теплоутилизаторов. При проведении экспериментального исследования была поставлена цель получить экспериментальные данные о влиянии дискретной

шероховатости типа «микрокрыло» на коэффициенты переноса, которые необходимы для замыкания одномерных дифференциальных уравнений (1-5), описывающих процессы аэродинамического сопротивления и тепломассопереноса, а также получить данные для разработки регламента работы систем теплоутилизации при отрицательных температурах наружного воздуха. В процессе работы было создано три стенда: стенд для исследования аэродинамического сопротивления и «сухого» теплообмена в модельных элементах теплоутилизатора, стенд для исследования сопротивления и тепломассообмена при конденсации пара из влажного воздуха и стенд для исследования влияния входного участка на теплообмен и трение. В качестве примера на рис.1 представлены две схемы.

Объектом исследования явился пакет пластин из ячеистого поликарбоната с толщиной стенки 0,2 мм, поверхность которых снабжена «микрокрыльями». Для сравнения использовалась базовая гладкая поверхность. Геометрические параметры экспериментальных образцов представлены на рис.2. Подробное описание стендов и методик проведения опытов и обработки опытных данных приведены в работе.

(х, бах =(7,8 (г, бах =(5,6

(х,Вих=(7,8 (^ бах =(5,6

Цбх =11,2 Цбх=Ц4

Ы6х=(),2 Цбх=Ц4

<1, В

ш

,_а, 0/ 8 / Ч

П'П

ж

ш

Ш

Рис. 2 План- схема рабочего участка

Установка для исследования «сухого» теплообмена выполнена по кольцевой схеме, что обеспечило равенство расходов горячего и холодного воздуха. Корпус в свою очередь оснащался на входе и выходе каждого из потоков конфузорами, представляющими собой переход от круглого сечения воздуховода

к прямоугольному на входе в рабочий участок. Далее устанавливались выравнивающие сетки. Непосредственно перед исследуемым пакетом, практически, в плотную к нему располагались координатные устройства, с установленными на них хромель-копелевыми термопарами. На выходе из конфузоров воздух перемешивался мешалками выполненными в виде осевых вентиляторов с направлением движения потока обратным основному для осреднения температур и вновь подвергался измерению. Также на входе и выходе пакета на каждом из потоков предусмотрены камеры отборов давления.

М1

Рис.3 Результаты экспериментального исследования по "квазилокальной" теплоотдаче:

— теоретический расчет Петухова при ^-сот^, Ь/Ь=2;

_теоретический расчет Петухова при Ь/Ь=1;

▲ опытные данные канал (11x3.6) с микрокрыльями;

Д опытные данные канал (5.5x3.6) с микрокрыльями; ш опытные данные гладкий канал (11x3.6); □ опытные данные гладкий канал (5.5x3.6); -.-.- N11=0.51109(Ре аЛ)+4.8213; _№=0.45863(Ре <И)+4.7645;

- - - №=0.083202(Ре с!Л)+2.9178;

Таким образом, воздух помещения попадал в систему, нагревался в утилизаторе (при этом производился отбор вышеуказанных данных), нагревался в электрокалорифере, снова попадал в утилизатор, там охлаждался (также с отбором данных) и выбрасывался вентилятором в окружающую среду.

Определение расходов производилось регулирующей шайбой с отбором давления по его перепаду. Все элементы сети и рабочего участка были теплоизолированы и проверены на герметичность.

Методика эксперимента позволяет получать следующие данные:

температуры каждой из сред, перепады давления, между входной и выходной камерами, перепад давления на входе и выходе и расходы теплоносителей. В результате обработки опытных данных были получены средние коэффициенты теплоотдачи и коэффициенты сопротивления.

Второй стенд (рис. 16) предназначен для исследования влияния длины входного участка на теплоотдачу, как для базовой поверхности, так и для поверхности с интенсификаторами. Конструкция рабочего участка позволяла в промежутках между режимами изменять длину поверхности теплообмена и в отличие от предыдущих схем обеспечивала противоточное движение фаз.

та = А,+К,[ре-^. (7)

Рис. 4 Результаты экспериментального исследования средней теплоотдачи ■- опытные данные канал (11x3.6) с микрокрыльями; - - N11=0.010354116+4.6874 *- опытные данные канал (5.5x3.6) с микрокрыльями;_ №=0.007353611е+4.7639 +- опытные данные гладкий канал (5.5x3.6); -.-.- N11=0.0019586116+2.6217 опытные данные гладкий канал (11x3.6).

Остановимся, прежде всего, на результатах экспериментального исследования теплообмена и аэродинамического сопротивления в плоских гладких каналах, которые являются базовой поверхностью для последующего сравнения с ней форсированных поверхностей. Результаты экспериментального исследования по «квазилокальной» теплоотдаче приведены на рис. 3. Обобщающая зависимость, достаточно хорошо согласуется с теоретическим решением, полученным в данной работе для граничных условиях первого рода. Опытные данные по теплоотдаче в гладких каналах сечением (5,5*3,6) мм2 и (11*3,6) мм2 и длинамих(60,120,190,380) мм обобщаются зависимостью

Результаты обработки экспериментальных данных по средней теплоотдаче и аэродинамическому сопротивлению представлены на рис.4 и рис.5. Из

рассмотрения этих графиков видно, что опытные данные по средней теплоотдаче для гладких каналов (5.5x3.6 и 11x3.6мм) удовлетворительно обобщаются единой зависимостью:

=0.0019586 Яе+2.6217, (8)

а данные по аэродинамическому сопротивлению зависимостями: £ = 48/Яе. (9)

Рис.5 Результаты экспериментального исследования аэродинамического сопротивления:

*- опытные данные для канала с МК, при Яе>400 §=12.8/Ке0 67 ; *- опытные данные для канала с МК, при при Яе<400 ^=88Я1е ; опытные данные для гладкого канала 11хЬ=3,6х5,5мм - ^=48/Яе; опытные данные для гладкого канала ЬхЬ=3,6><5,5мм - £=48/й.е; ---Расчет по Кэйсу для ЬхЬ=3,6><5,5мм - ^=58/Яе;

В то же время видно, что данные по средней теплоотдаче в моделях рекуператора с поверхностью с дискретными элементами типа «микро крыло», примерно в два раза выше, чем данные для гладких каналов. В этом случае эти опытные данные по теплоотдаче и сопротивлению обобщаются зависимостями:

для канала 5.5x3.6мм:

Шчэ= 0.01 4.68; (10)

при Яе<;400 £ = 88/Яе. (11)

при Яе>400 £ = 12.8Яе°". (12) для канала 11x3.6мм:

Лию = 0.0071?.е+4.7б (13)

Из сравнительного анализа результатов, представленных на рис.4 и рис.5 видно, что рост теплоотдачи в каналах с интенсификаторами опережает темп роста аэродинамического сопротивления, т.е. 1{ШЛ}\£)гп >1.

l<f

id

Рис. 6 Результаты экспериментального исследования средней массоотдачи: ▲ - каналы с микрокрыльями (11х3.6)мм; ■- гладкие каналы (11х3.6)мм; _- NuD=0034253Re+1.8259; -- -NuD=0.012516Re+2.8883

Обработка опытных данных по массоотдаче при движении влажного воздуха в канале (11x3,6) мм2 малой модели, как в гладком, так и в канале с микрокрыльями представлена на рис.6. Из рассмотрения рис. 6 видно, что опытные данные по массоотдаче в каналах с интенсификаторами также превышают данные для гладких каналов. Это означает, что наблюдается аналогия между теплообменом и массообменом.

Опытные данные по средним значениям, безразмерного коэффициента массопереноса (NuD), и аэродинамическому сопротивлению обобщаются зависимостями:

Для гладких каналов:

NÜd =0.012Re+2.89 (14)

Для канала с интенсификаторами:

Шо = 0.034Re+1.83, (15)

00=0,216 10"4 м2/с - при нормальных условиях.

Более значительный разброс опытных данных связан с дополнительной погрешностью измерений конденсата и температуры влажного воздуха по показаниям мокрого термометра. Тепловой баланс этой серии опытов сводился с точностью до 10 %. Следует отметить, что в исследованном диапазоне режимных параметров наблюдается аналогия между процессами теплообмена и массообмена, а именно:

а0^-Уш) = а!{р ср) Т.е. Ло0-1;) = №, где рш\- относительное

где

коэффициент взаимодиффузии,

парциальное давление паров у стенки, величина которой для рассматриваемых систем практически равна нулю, зависимость {^ти / ЫУНУ~* и (яти / ЫУНУ" от скорости воздуха в канале.

Из рассмотрения этого рисунка видно, что для предлагаемой конструкции рекуператора с интенсификаторами типа «микро крыло» при скоростях воздуха, изменяющихся в диапазоне от 2.5 до 3.5 м/с, наблюдается превышение отношения ^ти/МУН)?" над аналогичным отношением для рекомендуемого ряда аппаратов известных фирм (ЫТи/ИУнУ более чем в 1,5 раза.

Сравнение эффективности РПУ с гладкой - прототипом и разработанной форсированной поверхностями показаны на рис. 7, на котором представлена

NTWWH

▲ - Т/А с элементами МК; ♦ - Hoval; • - Wolf.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Для комплексной сравнительной оценки эффективности процессов переноса рекомендуется пользоваться критериальным симплексом St/%, а для теплообменника в целом - NTU/NVH.

2. Используя методику (по п. 1) на основании результатов выполненного критического анализа литературных и патентных источников, в качестве основного элемента поверхности переноса РПУ для СВ и KB выбрана гладкая с продольными сплошными, ребрами жесткости (призматические каналы) и снабженная по ходу воздуха дискретно установленными (через 12 калибров) генераторами вихрей в виде «микро крыльев».

3. Проведено численное исследование локальных характеристик потока воздуха в призматических каналах (в области одновременного развития гидродинамического и теплового пограничных слоев) в рамках стационарных

уравнений Навье-Стокса и уравнений энергии с использованием программного продукта FLOW-3D.

4. В результате комплексного теоретического исследования предложены критериальные соотношения для обобщения данных по локальному теплообмену

вида: Nua =k+b(Pe —).

d3

5. Разработана математическая модель теплообменника с использованием данных, полученных в ходе решения задачи п.3,4, адекватность, которой подтверждена опытными данными на установке (рис.1 в), при этом разброс опытных данных не превышал ±15%.

6. Сопоставление характеристик рекомендуемой конструкции РПУ с имеющимися на рынке, показал ее преимущества по теплотехническим и аэродинамическим характеристикам. Так отношение (NTU / NVüY" /(ntu / Ш)° составляет в среднем для рекомендуемого ряда по сравнению с ТУ известных фирм величину порядка 1,5.

7. Выполненные технико-экономические расчеты показали, что экономия энергии в период отопительного сезона при эксплуатации ТУУ в условиях климата С-Пб составила на 1000м3/ч 20000 кВт/1000м3/ч -за отопительный период на базе пластинчатых рекуператоров традиционного типа (без элементов интенсификации), а при использовании конструкции, предлагаемой в настоящей работе экономия энергии составит 24 кВт/1000м /ч

8. Приточно-вытяжная установка, состоящая из теплообменника и двух вентиляторов, рекомендованной конструкции, показала лучшие теплотехнические, аэродинамические и акустические характеристики в сравнении, с имеющимися на рынке в настоящее время (так уровень шума генерируемый ПВУ снижен на 10 дБ).

Основные положения диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

1. Кректунов А.О. Интенсификация теплоотдачи в рекуператорах приточно-вытяжной вентиляции. Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке. Сборник трудов. СПбГУНиТП, СПб, 2003, с. 187-189.

2. Бурцев С.И., Кректунов А.О., Кассиров C.B. Средство предотвращения отрыва при обтекании им лопатки центробежного вентилятора. Патент №2211958, М.: 2003 г., 14 с.

3. Безлепкин В.В., Алексеев С.Б., Кректунов А.О. Расчетное и экспериментальное исследование конденсации пара из потока влажного газа в каналах прямоугольного сечения. // Докл. науч- техниич. семинара X Всероссийского научно-практического семинара: «Обеспечение безопасности и экономичности энергетического оборудования».. СПб.: 2004 г.

4. Кректунов А.О. Исследование способов интенсификации процессов переноса в аппаратах СК. 30-я НТКро итогам НИР за 2005 г. с.48-50.

Условные обозначения 2 - координата вдоль движения потока горячего воздуха; х - координата вдоль движения потока холодного воздуха; ¿э = ф-й)/Я- эквивалентный диаметр канала; П - периметр; Л - высота канала; Ь - ширина канала; с,; - массовая доля ¡-го компонента; ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении; Н - число калибров между МК в продольном направлении; IX - коэффициент диффузии ¡-го компонента; Р - площадь теплопередающей поверхности; А - удельная энтальпия; г - скрытая теплота образования; У- диффузионный поток ¡-го компонента; а -коэффициент теплоотдачи; ав - коэффициент массотдачи; к - коэффициент теплопередачи; р- плотность воздуха; М - молекулярная масса смеси; АГ, -молекулярная масса ¡-го компонента; р- давление; р, - парциальное давление ¡-го компонента; Ар - полные потери давления; Артр - потери давления на трение; Q -количество теплоты в единицу времени; q - плотность теплового потока; Я -коэффициент теплопроводности; V - коэффициент кинематической вязкости; £ -коэффициент сопротивления; т - касательное напряжение; е - коэффициент рекуперации (коэффициент эффективности теплообменника); у/в и цгт -корректирующие множители на влияние поперечного потока массы на коэффициенты массоотдачи и теплоотдачи, <р - истинное объемное газосодержание;.

Безразмерные числа (критерии) Яе = ; Ре = Ле- Рг; Ье - Льюиса; № - Нуссельта; №п - диффузионное число

V

Нуссельта; Рг - Прандтля; Яе - Рейнольдса; >ГШ =кРЛ^т!„ - число единиц переноса; N711 = Еи = (р,-р1 )/{р и?2) - число скоростных напоров;

Индексы

в - воздух; - стенка; 5 - граница раздела воздух-жидкость; Б - диффузионный;- черта над символом указывает на осреднение;

Список сокращений ТМО - тепло-и массообмен; РПУ - рекуперативный пластинчатый теплообменник; МК - «микрокрыло».

Формат А5. Бумага офсетная. Тирах 80 экз. Заказ № 41 -125 от 25.11.2005 Подписано в печать 25.11.2005. Отпечатано с готовых макетов в ООО « Копи-Р», адрес' Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 20

¿25 10 6

РНБ Русский фонд

2006-4 28782

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Блоки утилизации СВ и СКВ

1.2. Влияние аэродинамики потоков и теплообмена в пластинчатых теплоутилизаторах на их эффективность

1.3. Методы интенсификации для теплообменных поверхностей перекрестноточных теплоутилизаторов посредством изменения рельефа поверхности: лунок и микрокрыльев

1.4. Процессы конденсации пара и образование твердой фазы в теплоутилизаторах

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ПЕРЕКРЕСТНОТОЧНЫХ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРАХ

2.1. Теплообмен в призматических трубах (плоских каналах) и плоских трубах

2.2. Соотношения для замыкания исходной системы одномерных уравнений

2.3. Разработка математической и физической модели пластинчатого теплоутилизатора с перекрестным током течения сред

2.4. Теплообмен в призматических трубах и плоских каналах без боковых стенок

2.5. Трехмерная математическая модель теплообмена в каналах прямоугольного сечения

2.6. Модель пристенного движения конденсата в щелевом канале рекуператора

2.7. Методика расчета пластинчатых теплообменников СКВ с перекрестным током в условиях конденсации пара из влажного воздуха

2.8. Математическое моделирование процессов тепломассообмена в перекрестноточных теплоутилизаторах СКВ с учетом образования инея

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ТЕХНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ

3.1 Описание экспериментальных стендов и методика проведения опытов по исследованию аэродинамики, процессов теплоотдачи и тепломассообмена на модельных элементах теплоутилизаторов.

3.2. Определение краевого угла смачивания водой поверхности из поликарбоната

3.3 Методика обработки опытных данных по теплоотдаче

3.4. Методика обработки опытных данных по массообмену

3.5. Погрешность определения измеряемых величин

3.6. Погрешность определения расчетных параметров

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТНО

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Результаты экспериментального исследования

4.2. Результаты расчетов по программам 130 4.3 Эффективность перекрестноточного утилизатора СКВ с форсированной поверхностью

Благодаря усилению изоляции и герметичности, улучшаются теплоизоляционные возможности внешних ограждений зданий, сооружений, обслуживаемых СВ и СК. Общие тепловые «потери»/поступления в помещения путем теплопередачи уменьшаются, а вклад в общий энергобаланс вентиляционных тепловых «потерь»/поступлений становится настолько существенным, что утилизация энергии вентиляционных выбросов, как отмечают Иванов О. П. [1], Анисимов С. М [2] и др., может оказаться одним из существенных потенциалов энергосбережения. Особенно это актуально для объектов, расположенных в регионах с продолжительным отопительным периодом, либо для объектов с большими внутренними влаговыделениями, расположенных в жарком климате. Следует отметить, что неграмотное и неэкономное отношение к энергоиспользованию приводит к отрицательным экологическим последствиям. Таким образом, решая проблему энергосбережения путем создания энергоэкономичных объектов с современными СВ и СК, решаются, практически «бесплатно», вопросы экологической защиты окружающей нас среды.

На российском рынке имеется большой выбор импортного теплообменного оборудования, позволяющего решать вопросы экономного потребления энергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК). Однако зарубежные аппараты зачастую крайне слабо адаптированы к климатическим условиям северо-запада России, не говоря о районах Сибири и Дальнего Востока. В ряде конструкций зарубежных фирм поверхности теплообмена выполнены из алюминия. В то же время для теплоутилизаторов СКВ термическое сопротивление стенки, при толщинах последней менее 0,5 мм, не играет существенной роли. Поэтому актуальной является проблема замены поверхности теплообмена из цветных металлов на дешевые полимерные материалы, тем более что имеется опыт изготовления таких поверхностей, например, из полиэтиленовой пленки, полученный в Рижском политехническом институте Лишинскис А. X и Манусовым У. Г. [3].

Проблема повышения эффективности работы теплоутилизаторов СВ и KB из полимерных материалов может быть решена тремя путями:

• Посредством уменьшения гидравлического диаметра каналов и/или увеличения скорости движения теплоносителей, что вызывает большие потери на трение Ар и повышенный уровень шума;

• Посредством развития поверхности (оребрения)г что связано также с увеличением Ар;

• Путем минимизированного воздействия на геометрию поверхности теплообмена, не вызывающего существенного роста Ар.

Поэтому проблема интенсификации ТМО в теплоутилизаторах тесно связана, а подчас является определяющей, в общей актуальной проблеме энергосбережения при создании и эксплуатации машин и аппаратов энергоустановок, холодильной и криогенной техники и систем кондиционирования воздуха.

Отличительной особенностью рекуперативных пластинчатых теплоутилизаторов (РПУ) СВ и СКВ от теплоутилизаторов, например, большой энергетики, является ламинарный режим течения потока воздуха в каналах, обеспечивающий допустимый уровень шума и низкие значения аэродинамического сопротивления.

Исторически ситуация сложилась таким образом, что основные усилия специалистов были направлены на исследование интенсификации теплообмена применительно к энергетическим аппаратам, работающим в условиях турбулентного и переходного режимов. И только в последние годы был проявлен интерес к решению этой проблемы для области режимных параметров, соответствующих ламинарному режиму течения. Работы видных ученых Гухмана А. А. [4-5], Кирпикова В. А. [6], Валуева Е. П. [7], Берглса А. Е. [8], Дрейцера Г. А. [9], НазмееваЮ. Г. [10] и других, четко указывают на несомненную перспективность применения известных методов интенсификации именно к ламинарному режиму течения капельной жидкости. Очевидно, что такая ситуация может возникнуть как результат продуманного интенсифицирующего воздействия на процесс теплообмена и, как следствие свойств жидкости или как совместный результат того и другого.

В цикле работ выполненных Fiebig [11], BrocKmeier [12], по интенсификации теплообмена в плоских каналах с расположенными на их поверхности «микрокрыльями», было установлено, что положительный эффект связан с генерацией ими продольных устойчивых вихрей и, которые, если следовать логике Гухмана А. А. [4,5], переносят теплоту более эффективно, чем количество движения. Основная особенность этого вида интенсификации заключается в том, что максимальный положительный эффект наблюдается в малоизученной области при Re < ReKp при умеренном росте сопротивления.

Однако, эти опытные данные получены при движении сухого воздуха в каналах высотой порядка 20 мм, что затрудняет их использование для геометрических и режимных параметров рекуператоров СВ и СК.

Исходя из изложенного выше, наиболее перспективным типом дискретной шероховатости поверхностей теплообмена РПУ для СВ, на наш взгляд, являются интенсификаторы типа «микрокрыло», которые при определенных геометрических соотношениях могут обеспечить опережающий рост теплоотдачи по сравнению с ростом сопротивления.

Следовательно, актуальной является задача по исследованию процесса переноса в плоских каналах с элементами интенсификации типа «микрокрыло» в диапазоне геометрических и режимных параметров, характерных для пластинчатых теплообменников утилизационных установок СВ и КВ.

Ввиду того, что в состав теплоутилизационного блока входят теплообменник, вытяжной и приточный вентиляторы, фильтры, помимо энергетической эффективности актуальной является задача по снижению уровня Генерируемого ими шума.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Для комплексной сравнительной оценки эффективности процессов переноса рекомендуется пользоваться критериальным симплексом Stа для теплообменника в целом - NTU / NVH.

2. Используя методику (по п. 1) на основании результатов выполненного критического анализа литературных и патентных источников, в качестве основного элемента поверхности переноса РПУ для СВ и KB выбрана гладкая с продольными сплошными ребрами жесткости (призматические каналы) и снабженная по ходу воздуха дискретно установленными (через 20 калибров) генераторами вихрей в виде «микро крыльев».

3. Проведено численное исследование локальных характеристик потока воздуха в призматических каналах (в области одновременного развития гидродинамического и теплового пограничных слоев) в рамках стационарных уравнений Навье-Стокса и уравнений энергии с использованием программного продукта FLOW-3D.

4. В результате комплексного теоретического исследования предложены критериальные соотношения для обобщения данных по d3 локальному теплообмену вида: Nud3 = к + Ь(Ре--). z

5. Разработана математическая модель теплообменника с использованием данных, полученных в ходе решения задачи п.3,4, адекватность которой подтверждена опытными данными на установке (рис. 3.1), при этом разброс опытных данных не превышал ±15%.

6. Сопоставление характеристик рекомендуемой конструкции РПУ с имеющимися на рынке, показал ее преимущества по теплотехническим и аэродинамическим характеристикам. Так отношение

NTU / NVHУ /(NTU / NVH) составляет в среднем для рекомендуемого ряда по сравнению с ТУ известных фирм величину порядка 1,5.

7. Выполненные технико-экономические расчеты показали, что экономия энергии за период отопительного сезона (7 месяцев) при эксплуатации ТУУ на базе пластинчатых рекуператоров традиционного Л типа, в условиях климата С-Пб, составит - 20000 кВт-ч/1000 м /ч. При использовании конструкции ТУУ, предлагаемой в настоящей работе экономия энергии составит - 26000кВт-ч /1000 м3/ч, что при двухтарифном графике на электроэнергию позволит сэкономить 6295 рублей.

8. Приточно-вытяжная установка, состоящая из теплообменника и двух вентиляторов, рекомендованной конструкции показала лучшие теплотехнические, аэродинамические и акустические характеристики в сравнении с имеющимися на рынке в настоящее время (так уровень шума, генерируемый ПВУ, снижен на 10 дБ).

1. Иванов О. П. Динамические системы охлаждения и отопления, комфортное жизнеобеспечение. Инженерные системы. 2004, №3, с. 37-43.

2. Анисимов С.М. Утилизация теплоты вытяжного воздуха в перекрестноточном рекуператоре. Инженерные системы. АВОК Северо-запад. 2002, №4, с.30-36.

3. Лишинскис А.Х., Манусов Е.Г. Основные результаты экспериментальных исследований рекперативного термопреобразователя из полимерных материалов. Сб. тр. Вентиляция и кондиционирование воздуха зданий и сооружений. Рига, 1983, с. 124-127.

4. Гухман А.А. Интенсификация конвективного теплообмена и проблема сравнительной оценки теплообменных поверхностей /Теплоэнергетика. 1977. № 4. С. 5—8.

5. Гухман А.А., Кирпиков В.А. К вопросу об интенсификации конвективного теплообмена. Тепломассообмен VI: Материалы VI Всесоюзной конф. по тепломассообмену. Минск: ИТМО АН БССР.

6. Кирпиков В.А., Мусави Найниян С.М. Количественная оценка эффективности различных методов интенсификации конвективного теплообмена. Химическое и нефтяное машиностроение, 1994, №10, с. 11 — 14.

7. Валуева Е.П., Доморацкая Т.А. Метод оценки теплогидравлической эффективности рекуперативных трубчатых теплообменников //Тр. 13-ой школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН АИ. Леонтьева. 2001. Т. 2. с. 366—369.

8. Берглас А.Е. Интенсификация теплообмена. Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перспективы. Избранные труды 8-й Международной конференции по теплообмену: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. с. 145-192.

9. Дрейцер Г.А. Методика оценки эффективности интенсификации теплообмена в теплообменных аппаратах. Изв вузов. Машиностроение. 1999. № 5—6. С. 67—77.

10. Назмеев Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно-шероховатых каналах. М.: Энергоатомиздат, 1998. 376 с.

11. Fiebig М. Vortices, Generators and heat transfer. Trans IChemE, 1998, v.76, pp. 108 -123.

12. BrocKmeier U., Guntermann Th., Fiebig M., Mielenz O. Performance evaluation of a vortex generator heat transfer surface and comparison with different high performance surfacea/ Int J Heat Mass Transfer, 1993. 36, №10, pp. 2575-2541.

13. Богословский В. H., Поз M. Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат. 1983. 320с.

14. Васильев Л.П., Киселев В.Г., Матвеев Ю.Н., Молодкин Ф.Ф. Теплообменники утилизаторы на тепловых трубах. Под ред. Колыхана Л.И. — Мн.: Наука и техника. 1987. 200 с.

15. Цзю Снижение эффективности теплообменника с перекрестным током вследствие неравномерности поля скоростей в потоках теплоносителей. Теплопередача, 1978, т. 100, №4, с.19 27.

16. Липец А. У. , Ямпольский А. Е. Принципы проектирования современных теплообменников. Теплоэнергетика, 1985, №11, с.23 28.

17. Маринюк Б.Т., Буланов А.В., Берсенев Н.П. Тепло- и массоперенос на элементах низкотемпературного оборудования в условиях инееобразования. Серия ХМ-6. Криогенное и вакуумное машиностроение. -М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1980. - 34 с.

18. Хаяси, Аоки, Адачи, Хори. Исследование свойств инея и их связи с типами процесса его образования.//Теплопередача. /Пер.с англ., 1976. -Т.98. Л 2. - С. 124-131.

19. Кремерс, Мера. Образование инея на вертикальных цилиндрах в условиях свободной конвекции.//Теплопередача./Пер. с англ. 1981. т. 104. -№1, с. 1-7.

20. Напалков Г.Н. Тепломассоперенос в условиях образования инея. М.: Машиностроение, 1983. 189 с.

21. Brian Т., Reid R., Shah Y. Frost deposition on cold surfaces. Ind.Eng.Fundam., 1970, v.9, №3, pp.375-380.

22. Biguria G., Wenzel L. Measurement and correlation of water frostthermalconductivity and density. Ind. Eng. Chem. Fundam., 1970, v.9, №1, pp. 129-138.

23. Уайт, Кремерс. Расчет параметров, определяющее нарастание слоя инея в условиях вынужденной конвенции. //Теплопередача /Пер. с англ. 1981. Т.103. - № 1, с.1-5.

24. Иванова B.C. Нарастание инея в зависимости от условий эксплуатации воздухоохладителей //Холодильная техника, 1978, № 9. с.55-59.

25. Явнель Б.К. Исследование влияния инея на теплопередачу в воздухоохладителях: Автореф. дис.канд.техн.наук.-Л., ЛТИХП, 1970. 16 с.

26. Иванова B.C. Аэродинамические характеристики оребренных воздухоохладителей при инееобразовании //Холодильная техника, 1980. Л 1. С.56-59.

27. Джонс, Паркер. Образование инея при изменении параметров окружающей среды //Теплопередача /Пер. с англ., 1975. Т.97 - Л 2. с. 103107.

28. Чен, Росеноу Перенос тепла, массы и количества движения в обмораживаемых трубах. Эксперимент и теория //Теплопередача /Пер.с англ., 1964. Т.86. -№3.- с.45-53.

29. Aoki К., Hattori М., Musino S. The difference in characteristics between raralleland counter flow type heat exchanger with frosting. 1988, Jap. Soc. Mech. Eng. B, v.54, №503, pp. 1754-1759.

30. Seki N., Fukusako., Matsuo K., Uemura S. Incipient Phenomena of frost formation. JSME В., 1984, v.27, №233, p.2476-2482.

31. Токура, Саито. Изучение свойств и скорости нарастания инея на холодных поверхностях //Теплопередача /Пер. с англ., 1983. №4, с.217.

32. Петухов С.Б. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967,411 с.

33. Справочник по теплообменникам. Т.1. /Под ред. Б.С. Петухова, В.К.Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987, 560 с.

34. Зигель Р., Савино Д. Аналитическое решение задачи о влиянии периферийной теплопроводности стенок на вынужденную конвекцию при ламинарном течении в прямоугольных каналах //Теплопередача, 1965, №1, с.71-81.

35. Берман С. С. Теплообменные аппараты и конструкционные устройства турбоустановок. М.: ГНТИМЛ, 1959. 427с.

36. Щербаков JI. А. Исследование процесса тепло- и массообмена при конденсации водяного пара из вынужденного потока влажного воздуха в узких прямоугольных каналах. Автореф. канд. дисс. Минск, 1975, 26 с.

37. Новиков П. А., Щербаков JT. А. Исследование теплообмена при течении разреженного воздуха в узких каналах. ИФЖ 1971. Т. XX. №5. с.879-883.

38. Новиков П. А., Щербаков JI. А. Исследование процесса теплообмена и гидравлического сопротивления при течении воздуха в узких каналах прямоугольной формы. ИФЖ 1972. Т. XXII. №3. с. 450-455.

39. Смольский Б. М., Новиков П. А., Щербаков JI. А. Тепло- и массообмен при конденсации водяного пара из влажного воздуха в узких каналах. ИФЖ 1971. Т. XXI. №1. с.71-74.

40. Fiebig М. Vortices and heat transfer. ZAAM Z angew Math Mech, 1995, 77(1), pp. 3-18.

41. Fiebig M. Embedded vortices in internal flow; heat transfer and pressure loss enhancement. Int. J. Heat and Fluid Flow, 1995, 16 (5), c.376-388.

42. Fiebig M. Vortex generators for compact heat exchangers. J. Enhanced Heat Transfer, 1995, 2 (1-2), pp. 43-61.

43. Fiebig M., Kallweit P. and Mitra. N. Wing type vortex generator for heat transfer enhancement. Proc 8th Int Heat Transfer Conf, San Francisco, USA, 1986, pp. 2909-2914,

44. Fiebig M., Kallweit P., Mitra N. and Tiggelbeck S. Heat transfer enhancement and drag by longitudinal vortex generators in channel flow. Experimental Thermal and Fluid Science, 1991, 4, pp. 103-114.

45. Fiebig M., Brockmeier. U., Mitra N. K. and Guntermann. Th., Structure of velocity and temperature fields in laminar channel flows with longitudinal vortex generators. Num Heat Transfer, 1989, №15, pp. 281-302.

46. Brockmeier U., Fiebig M., Guntermann Th., and Mitra, N. Heat transfer endangerment in fin-plate heat exchangers by wing type vortex generators. Chem. Eng. Technol., 1989, 112, pp. 288-294.

47. BrocKmeier U., Guntermann Th., Fiebig M. Performance evaluation of a vortex generator heat transfer surface—Comparion with different high performance surfacea. Int. J. Heat Mass Transfer, 1993, 36(10), pp. 2575-2541.

48. Biswas G. and Chattopadhyay H. Heat transfer in a channel with built-in wing-type vortex generators, Int. J. Heat Mass Transfer, 1992, 35, pp. 803-814.

49. Biswas G., Deb P. and Biswas S. Generation of longitudinal stream wise vortices A device for improving heat exchanger design. J. Heat Transfer, 1994, 116, pp. 588-597.

50. Tiggelbeck S., Mitra N. and Fiebig M. Comparison of wing-type vortex generators for heat transfer enhancement in channel flows. J. Heat Transfer, 1994, 116, pp. 880-885.

51. Guntermann T. Dreidimensionale stationare und selbsterregt-schwingeade Stromungsund Tempenturfeilder in Hochleistungs-Warmeubertragern mit Wirbelerzeugern. VDI-Fortschrittsberichte, 19. Warmetechnik/kaltetechnik, 1992, Nr. 60, ISBN 3-18-146019-2.

52. Oyakawa К., Furkawa Y., Taira Т., Senaha I. and Nagata T. Effects of vortex generators on heat transfer enhancement in a duct. Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, 1993, pp. 633-640.

53. Tiggelbeck S., Mitra N. and Fiebig M. Flow structure and heat transfer in a channel with multiple longitudinal vortex generators. Exp. Thermal Fluid Sci., 1992, 5, pp. 425-436.

54. Tiggelbeck S., Mitra N. and Fiebig M. Experimental investigations of heat transfer enhancement and flow losses in a channel with double rows of longitudinal vortex generators. 1993, Int J. Heat Mass Transfer, 36: pp. 2327-2337.

55. Guntermann Т., Fiebig M. and Mitra N. Heat transfer enhancement in heat exchangers by longitudinal vortex generators, Fluid Machinery Components, 1990, Fod.-Vol. 101, ed. D. L. Rhode J. Tucson. (ASME WAM), pp. 83-90.

56. Grosse-Gorgemann A. Numerische Untersuchtung der laminaren oszilierenden Stromung und des Warmeuberganges in Kanalen mit rippenformigen Einbauten, 1996, VDI-Fortschrittsberichte, Reihe 19. Warmetechnik /Kaltetechnik. №87. ISBN 3-18-308719-7.

57. Weber D. Experimente zu selbsterregt instationaren Spaltstromungen mit Wirbelerzeugern und Warmeubertragung (Cuviller Verlag Gottingen) 1996, ISBN 3-89588-633-5.

58. Fiebig M. and Weber D., Local and global enhancement of turbulent heat transfer by swirl. 1997, 2nd Int Symp on Turbulence, Heat and Mass Transfer, Delft, 9-12 June 1997.

59. Subramanian C. S., Ligrani P. M., and Tuzzolo M. F., Surface heat transfer and flow properties of vortex arrays induced artificially and from centrifugal instabilities. Int J Heat Fluid Row. 1992, 13(3) pp.210-223.

60. Kakac S., Shah R. and Aung W., Handbook of Single- Phase Convective Heat Transfer, (Wiley & Sons). 1987.

61. Torii K., and Yanagihara J., The effects of longitudinal vortices on heat transfer of laminar boundary, 1989, JSME Int. J. Series II, 32, pp. 359-402.

62. Torii K., Yanagihara J., and Nagai Y., Heat transfer enhancement by vortex generator, 1991, Proc 3rd ASME/JSME Thermal Engineering Joint Canf, J, R. Lloyd and Y. Kurosaka, (eda), ASME Book No. 10309C. pp. 77-83.

63. Yanagihara J., Torii K., Heat transfer augmentation by longitudinal vortices rows, 1993, Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, pp. 560-567.

64. Eibeck P. A., Eaton J., Heat transfer effects of a longitudinal vonex embedded in a turbulent boundary layer, 1987, ASME J. Heat Transfer, 109. pp. 16-24.

65. Блэк Т.Дж. Некоторые практические приложения новой теории турбулентности пристенного слоя. Достижения в области теплообмена. Сб. статей /Под ред. В.М. Боришанского. М.: Мир, 1970, с.299 324.

66. Иванов О.П. Конденсаторы и водоохлаждающие устройства. JT. Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980. - 165 с.

67. Иванов О.П. Исследование и интенсификация теплообмена в конденсаторах холодильных машин. Автореф. дис. док. техн. наук. JI: 1975. 42 с.

68. Михалевич А. А. Математическое моделирование массо- и теплопереноса при конденсации. Мн., Наука и техника, 1982, 216 с.

69. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС. Методические указания. РД 24.035.05-89.JI.: Мин. тяж., энергетического и тр. маш. СССР. 1991.211 с.

70. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. М. Энергия, 1977,240 с.

71. Кректунов О.П., Савус А.С. Процессы конденсации и конденсаторы масложирового производства. Под ред. Э.В.Фирсовой. С-Пб. 1988.

72. Исаченко В.П. Теплообмен при капельной конденсации пара. Автореф. дис. д.т.н. М.: МЭИ, 1970, 45 с.

73. Ерошенко В.М., Зайчик Л.И. Гидродинамика и теплоомассообмен на проницаемых поверхностях. М.: Наука, 1984, 273 с.

74. Арефьев К.М., Аверкиев А.Г. Физические особенности тепломассообмена при испарительном охлаждении воды. Известия ВНИИГ, 1977, т. 115,81-86.

75. Арефьев К.М. Исследование конденсации паров металлов из смеси с газами. Автореф. дис.д.т.н. Л.: ЛПИ, 1974, 32 с.

76. Арефьев К.М., Аверкиев А.Г.Влияние туманообразования у поверхности испарения на коэффициенты массо- и теплоотдачи при испарительном охлаждении воды. Известия ВНИИГ, 1977, т. 115, 87-89.

77. Кэйс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. М.: Энергия, 1967, 221 с.

78. Франкль Ф., Бакланов Т. Труды ЦАГИ, №176, 1939.

79. Han L.S. Hydrodynamic entrance lengths for incompressible laminar flow in rectangular ducts. J. of Appl. Mech. (Trans. ASME, Ser. E) 1960, E 27, p. 403 409.

80. Белоногов H.B. Пути совершенствования перекрестноточных рекуперативных теплообменников. Автореф. канд. техн. наук. СПб. 2005, 16 с.

81. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд.5-е М.: Наука, 1978, 520 с.

82. Слеттери Дж. С. Теория переноса импульса, энергии и массы в сплошных средах. Пер. с англ. М.: Энергия, 1978. - 448 с.

83. Jusionis V.L. Effects of noncondensables forced flow, and variable properties on film. University of California. Los Angeles, Ph.D., Engineering, heat, 1970, 265.

84. Себеси Т., Бредшоу П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы. Пер с англ. М. Мир, 1987, 592 с.

85. Лабунцов Д.А. Обобщение теории конденсации Нуссельта на условия пространственно-неравномерного поля температур теплообменной поверхности. В кн.: Теплообмен и гидравлическое сопротивление. «Труды МЭИ», вып.63, 1965, с.79-84.

86. Jakobs H.R. An integral treatment of combined body force and forced convection in laminar film condensation. Int. J. Heat Mass Transfer, 1966, v. 9, p.637-648.

87. Керн Д. и Краус А. развитые поверхности теплообмена. Пер с англ. М.,Энергия, 1977, 464 с.

88. Хаузен X. теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе, пер. с нем., М., Энергоиздат, 1981, 384 с.

89. Nusselt W. der Warmeubergang im Kreuzstrom. Z. YDI, 1911, s. 2021-2024.

90. Nusselt W. Ein neue Formel fur den Warmedurchgang im kreuzstrom.- Techn. Mech. u. Therm., 1930, Bd.l, S.417-422.

91. Smith D. M. Engineering, 138, 479, 606, 1934.

92. Mason J. L. Proc. Second. US Natl. Congr. Applied. Mechanics, ASME, 801, 1955.

93. Жидов H. И., Козлов В. H., Макаров Б. А. Расчет температурных полей перекрестноточного теплообменника с учетом гидравлической и температурной неравномерностей на входе. //Теплоэнергетика, 1985. №4, с. 68-70

94. Рафалович А.П., Жилкин А.Н., Марр Ю.Н., Смехов В.К. Способ теплообмена между двумя средами и многоходовый теплообменник. А.с. № 1236300, Б.И.21, 1986.

95. Поляков А.А., Канаво В.А. Тепломассобменные аппараты в инженерном оборудовании зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1989. -200 с.

96. М.Н.Ломакин, В.Э.Шнайдер и др Исследование процесса инееобразования в оребренных воздухоохладителях, ИФЖ, 1985, т.48, №1, с.44-48.

97. Щелкунов В.Н., Руденко Н.З. Влияние условий вымораживания диоксида углерода из газовой смеси на толщину и плотность образующегося слоя. //Холодильная техника, 1987, №2, с. 28 34.

98. Чжун, Байуотер. Роль жидкого слоя в процессе образования на плоских поверхностях. //Теплопередача. /Пер. с англ. 1984. №1, с. 1-8.

99. Приближенная математическая модель процесса инееобразования на воздухоохладителях / Л.А. Чиренко, А.А. Холоменюк, Г.Е. Каневец и др. / Холодильная техника, 1984, №4, с.25 27.

100. Чепурной М. Н., Ломакин В. Н., Шнайдер В. Э., Чепурной В. М. Исследование процесса инееобразования в оребренных воздухоохладителях. ИФЖ, 1985, т.48, №1, с. 44-48.

101. Чепурной М. Н., Ломакин В. Н., Шнайдер В. Э., Чепурной В. М. К расчету наружного теплообмена и аэродинамического сопротивления пластинчато- ребристых воздухоохладителей. ИФЖ, 1984, т.47, №3, с. 368372.

102. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.: «Химия» 1974,413 с.

103. Гидродинамика невесомости. Под ред. А.Д. Мышкиса. М.: Наука, 1976, 504 с.

104. Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989.

105. Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров Л.В. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение. М.: Стройиздат, 1985, 367 с.

106. Кейс, Лондон. Компактные теплообменники. М: Энергия. .1967.

107. Сергеев О.А. Метрологические основы теплофизических измерений, М.: Изд. Стандартов, 1972, с. 155.

108. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы, М.: Энергия, 1978, с.702.

109. Joseph М., Savino, Siegel. Laminar forced convection in rectangular channels with unequal heat addition on adjacent sides. Int. J. Heat Mass Transfer, 1964, vol. 7. pp. 733-741.

110. Повх И. Л., Финошин Н.В. Гидродинамика труб переменного сечения. ИФЖ 1992, т.62, №4, с.525-533.