Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Материалы. Конструкции. Технологии»
Алгоритм построения оптимальной модели теплообменного аппарата с максимальным КПД
Опубликована: 2022-12-23
  • А. Ю. Захаров Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Д. С. Захаров Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Б. А. Захаров Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • О. А. Кайдаков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • Н. П. Сютов Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • С. Я. Алибеков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)
  • В. А. Довыденков Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

Аннотация

В данной статье представлен материал, описывающий алгоритм повышения теплообмена между средами. Выведена физико-математическая зависимость между площадями взаимодействующих сред, соответствующая условию интенсивного теплообмена. Выявлены физические величины, варьируя которые возможно изменить интенсивность теплопередачи. Произведена их классификация по группам. Описывается первый этап в алгоритме построения эффективной тепловой системы при условии, что внешние границы новой системы не будут выходить за пределы модернизируемой. Главное – не изменяется источник тепловой энергии. Предложенный алгоритм позволяет найти оптимальные участки теплопередачи на поверхности предложенной установки.
Отсюда мы можем разделить регулируемые и нерегулируемые параметры с учетом того, что на первом этапе модернизации подвергнется лишь конструктивная часть системы теплообмена. Создана экспериментальная модель, включающая в себя участок, содержащий оребрение, тепловой мост и участок без оребрения и тепловой мост. Дано определение тепловому мосту и обоснование необходимости его внедрения с целью интенсификации теплопередачи. Описывается формула полезной модели теплового моста. Изложено, почему именно тепловой мост предполагает условия интенсификации, создаваемые посредством оребрения.
Поставлен опыт и получены новые экспериментальные данные. Опыт основан на сравнении простой тепловой трубы, оребренной и оснащенной тепловым мостом. Полученные результаты сравниваются как в табличном виде, так и графически. Представлены выводы по полученным данным, а также обозначены перспективы дальнейшего исследования. Далее при условии получения более эффективной тепловой системы в нее можно внедрять материалы, отличающиеся повышенной теплопередачей.
Сделаны выводы по проделанной работе, намечены перспективы дальнейшего научного исследования с целью получения новых знаний по данной тематике.

Биографии авторов

А. Ю. Захаров, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

аспирант кафедры МиМ, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

Д. С. Захаров, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

студент Марийского радиомеханического техникума, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

Б. А. Захаров, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

ученик средней общеобразовательной школы № 3, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

О. А. Кайдаков, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

бакалавр кафедры МиМ, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

Н. П. Сютов, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

к. т. н., директор Института механики и машиностроения, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – машиностроение и энергосбережение, свободно-поршневые двигатели внутреннего сгорания.

С. Я. Алибеков, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

д. т. н., профессор кафедры МиМ, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

В. А. Довыденков, Поволжский государственный технологический университет (г. Йошкар-Ола)

д. т. н., профессор кафедры МиМ, Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола. Область научных интересов – материаловедение и энергосбережение.

Литература

1. Теплотехника: учебник для вузов / В. А. Гуляев, Б. А. Вороненко, Л. М. Корнюшко, Л. М. Пеленко. СПб.: РАПП, 2009. 352 с.
2. Патент на полезную модель РФ № 178529. Теплообменный элемент рекуператора тепловой мост / Захаров А. Ю.; заявитель и патентообладатель ПГТУ; заявл. 2017.02.13; опубл. 2018.04.06. 2 с.
3. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. 320 с.
4. Захаров А. Ю. Современное состояние и пути совершенствования теплообменников для технического оборудования с применением многофакторной модели // Труды ПГТУ. Сер.: Технологическая. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2016. № 4. С. 118–122.