Разработка методов расчётно-экспериментального определения теплогидравлических характеристик пластинчатых и аддитивных теплообменных аппаратов

В диссертации решен вопрос создания методов расчётно-экспериментального определения теплогидравлических характеристик пластинчатых и аддитивных теплообменных аппаратов. В работе представлен обзор представляющих интерес работ и патентов, посвященных теплообменным аппаратам в авиационной технике. Проведен анализ истории развития теплообменных аппаратов и их современного состояния. Представлены расчётные исследования пластинчатых каналов теплообменных аппаратов. Разработаны параметризованные модели элементарных ячеек теплообменных поверхностей в CAD пакетах. Проведена адаптация методов расчётов и экспериментального подтверждения теплогидравлических характеристик пластинчатых поверхностей ТА. Учтены краевые эффекты при течении в межпластинном пространстве, влияния геометрии входа/выхода в и из межгофрового пространства на гидравлические потери. Проанализировано влияние нестационарности течений на точность расчётов, составившее не более 10% по потерям давления и 5% по перепадам температур. Сформирована база данных критериальных зависимостей путём численного моделирования теплообменных каналов с различными геометрическими параметрами (более 40 вариантов геометрий), состоящими из минимального и при этом достаточного числа элементарных ячеек при различных параметрах геометрических форм. Получены результаты многопараметрических расчётов и выбора конструкции теплообменника на примере регенератора для малоразмерного ГТД, обеспечивающего суммарные гидравлические потери менее 2.3 % и тепловую эффективность более 55.8%. Обобщены подходы к расчётно-экспериментальным исследованиям пластинчатых теплообменных поверхностей. Разработан метод экспериментального исследования теплогидравлических характеристик теплообменной поверхности с использованием тепловизионной аппаратуры и ТЖК. Получены и валидированы коэффициенты критериальных зависимостей, позволяющие осуществлять многопараметрический расчёт теплообменников. Изготовлен аддитивный ТА-демонстратор системы охлаждения многоконтурной газотурбинной установки, конструкция которого защищена патентом.