Разработка методов повышения теплогидравлических характеристик поверхностей с регулярным рельефом

Обобщены результаты опубликованных работ по интенсификации теплообмена и увеличению сопротивления на облуненных поверхностях. На основе проведенного обзора работ выявлены основные параметры облуненной поверхности, влияющие на теплогидравлические характеристики. Создан экспериментальный стенд для одновременного (за один пуск экспериментального стенда) определения коэффициентов теплоотдачи и сопротивления на рельефной и гладкой поверхностях при заведомо одинаковых условиях набегающего потока. Оценены неопределенности измерения как абсолютных, так и относительных коэффициентов теплоотдачи (5,4 и 6,9%) и сопротивления (4,4 и 5,2%). Проведено экспериментальное исследование процессов увеличения сопротивления и интенсификации теплообмена при обтекании поверхностей с коридорной и шахматной компоновкой сферических лунок, а также поверхностей с лунками сложной формы. Получены экспериментальные данные о влиянии компоновки лунок, продольного и поперечного шагов в коридорной и шахматной компоновке, а также формы лунок на интенсификацию теплообмена, St/St0 (до 1,45 раз), увеличение сопротивления, cx/cx0 (до 2,4 раз), а также теплогидравлическую эффективность, FAR=(St/St0)/(cx/cx0) (до 1,25 раз). Показана возможность нарушения аналогии Рейнольдса в сторону теплообмена на рельефных поверхностях. Рассмотрен вопрос эффективности применения различных интенсификаторов теплообмена в теплообменном оборудовании. Показано, что несмотря на относительно малую величину интенсификации теплообмена, облуненные поверхности обеспечивают уменьшение объема матрицы теплообменного аппарата, сопоставимое с уменьшением объема для оребрения (до 1,5 раз).