Комплексная утилизация теплоты сбросных газов и вентиляционных выбросов в многослойном пластинчатом рекуператоре

Объектом исследования являются пластинчатые рекуператоры систем вентиляции. Цель совершенствование процессов утилизации низкопотенциальной теплоты сбросных газов и вентиляционных выбросов с использованием пластинчатых рекуператоров для подогрева приточного воздуха и попутной генерации термоэлектричества. Для достижения поставленной цели проводился анализ существующих способов интенсификации теплопередачи в пластинчатом рекуператоре, в следствие чего предложить оригинальную конструкцию, позволяющую утилизировать теплоту сбросных газов и вентиляционных выбросов с попутным получением термоэлектричества. Выполнялось математическое описание тепловых процессов для модифицированной теплообменной поверхности пластинчатого рекуператора с турбулизацией потока и попутным получением термоэлектричества. Выполнялись экспериментальные исследования по утилизации теплоты сбросных газов и вентиляционных выбросов на лабораторной установке комплексного многослойного пластинчатого рекуператора. Выполнено технико-экономическое обоснование эффективности внедрения предлагаемого рекуператора с модифицированной теплообменной стенкой и повышенной турбулизацией воздушных потоков с попутным получением термоэлектричества. Разработана методика расчета комплексного многослойного пластинчатого рекуператора с повышенной турбулизацией воздушных потоков и попутным получением термоэлектричества. Результаты, полученные в ходе выполнения работы заключаются в получении аналитической зависимости эквивалентной тепловой проводимости многослойной стенки со встроенными плоскими термоэлектрическими элементами Пельтье, выведении формулы описания теплового потока с поверхности ребра с установленными турбулизаторами определенной конфигурации с использованием критерия Эйлера на основе теории подобия, рассмотрении варианта увеличения эффективности рекуператора за счет управления скоростными режимами при перекрестном теплообмене. Кроме этого, математическое и компьютерное описание позволили разработать оригинальную конструкцию и методику расчета многослойного пластинчатого рекуператора с повышенной турбулизацией воздушных потоков и интенсифицированным процессом теплопередачи, как следствие была создана экспериментальная установка (патенты РФ №2737574, №2736316). Для реализации поставленной цели работы использовали ресурсы электронно-библиотечных систем: http://window.edu.ru, http://biblioclub.ru и электронной библиотеки диссертаций Российской государственной библиотеки; образовательных ресурсов: eLibrary, Polpred, IQLib; доступа к библиотечной компьютерной сети вузовских СИГЛА; научно-образовательной сеть «RBNET»; информационной системы InformSystem MARK SQL 1.8. ГОСТ 15.101-98 «Система разработки и постановки продукции на производство. Порядок выполнения НИР». ГОСТ 7.32-2001 «Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления». При решении поставленных задач использовались современные методы испытаний и исследований, в том числе поверенное и аттестованное оборудование, такое как: лазерный пирометр СЕМ DT-8835 с диапазоном измеряемой температуры -50°С…1050°С, проведение тепловизионного исследования с помощью тепловизора СЕМ DT-9875 481714 с диапазоном измерения от -20°С до +400°С, показатели силы тока и напряжения генерируемого термоэлектричества регистрировались с помощью мультиметра IEK Professional MY62. Данные записываются в журнал показаний и прогоняются на установке 3 раза для минимизации ошибки эксперимента.