Разработка и исследование опытных образцов ресурсосберегающего теплоэнергетического теплообменного оборудования
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.516.11.6025
Организация
ФИЦ КазНЦ РАН
Руководитель работ
Шлянников Валерий Николаевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Внебюджетные средства
5 млн
Разработка опытно-промышленных теплообменников нового поколения с высокой интенсивностью теплообмена, обеспечивающее защиту от осаждения солей жесткости на теплообменных поверхностях.
Соисполнители
Организация
КНИТУ-КАИ
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
Участники проекта
Зам. руководителя работ
Шамсутдинов Эмиль Василович
Этапы проекта
1
26.04.2007 - 07.12.2007
Разработаны математические модели процессов интенсификации теплообмена в пластинчатых теплообменниках с интенсификаторами в форме сферических, цилиндрических, траншейных, поперечных продольных и спиральных выемок и выступов в каналах теплообменного оборудования. Проведены численные исследования процессов гидродинамики и теплообмена в профилированных каналах жидкостных теплообменных аппаратов, определение безразмерных коэффициентов теплоотдачи и коэффициентов трения для различных типов поверхностных интенсификаторов, анализ механизмов возникновения интенсификации теплообмена, выбор рационального типа поверхности интенсификатора для различных видов теплоносителей и режимных параметров жидкостных теплообменников. Разработаны полуэмпирические модели и методы инженерного расчета теплоотдачи и сопротивления в интенсифицированных каналах теплообменных аппаратов с поверхностными интенсификаторами теплообмена на основе теории внутреннего пограничного слоя. Разработаны теплофизические модели обтекания поверхностей и исследование процессов интенсификации конвективного теплообмена в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с поверхностными интенсификаторами. Разработана математическая модель физико-химических процессов, протекающих в водном теплоносителе и пакет прикладных программ. Проведены патентные исследования тематике проекта.
2
01.01.2008 - 30.06.2008
Разработаны и изготовлены модельные образцы интенсифицированных пластинчатых и кожухотрубчатых теплообменников. Проведены экспериментальные исследования по изучению гидродинамических и теплоотдающих свойств до 10 вариантов дискретных шероховатостей с изменением глубины, диаметра и шага. Осуществлена визуализация течения теплоносителя в окрестности дискретной шероховатости. Получены теплогидродинамические характеристики (зависимости коэффициентов сопротивления и теплоотдачи от числа Рейнольдса) исследованных теплообменных поверхностей. Проведен анализ полученных данных с целью определения оптимальных геометрических параметров дискретной шероховатости для различных жидких сред. Проведены термоанемометрические исследования режимов течения и теплообмена при вынужденной конвекции теплоносителя в каналах с поверхностными интенсификаторами в виде периодически расположенных сферических, цилиндрических и траншейных выемок и выступов, имеющих различные геометрические характеристики; изучение структуры течения (поля скоростей, температур и др.) во внутренних пограничных слоях на дне выемки и в полосе гладкой стенки за выемкой.
3
01.07.2008 - 31.10.2008
Разработаны и изготовлены модельные образцы высокоэффективных пластинчатых и кожухотрубчатых теплообменников. Проведены экспериментальные исследования режимов течения и теплообмена при вынужденной конвекции теплоносителя в кожухотрубчатых и пластинчатых теплообменниках с поперечной дискретной шероховатостью, имеющих различные геометрические характеристики, а также режимов течения адиабатного газожидкостного потока в каналах с непрерывной закруткой в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Построены карты режимов течения. Разработаны методы и экспериментальное исследование микроструктуры (скоростей и температур фаз, распределения их в канале, газосодержания и т.д.) двухфазных течений в каналах, гидродинамики и теплообмена в относительно коротких трубах со вставленной скрученной лентой, в трубах со сплошной равномерной шероховатостью (в виде нарезки метрической резьбы) и вставленной скрученной лентой, а также кипения воды в кольцевых каналах с проволочной навивкой на центральное тело.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.6 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
профинансировано
профинансировано
профинансировано
профинансировано
Продолжительность работ
2011 - 2013, 28 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
профинансировано