Российские ученые улучшили свойства теплообменников с помощью новой формы выемок
Исследователи Казанского национального технического университета им. А.Н. Туполева разработали и запатентовали усовершенствованную поверхность для теплоообменников — устройств, которые передают тепло между рабочими средами и используются в энергетике и промышленности.
В чем инновация?
Ключевое новшество — особая форма микровыемок, покрывающих поверхность теплообменника. Вместо привычных сферических углублений специалисты предложили каплевидные выемки с переменной кривизной стенок и дна. Такая геометрия обеспечивает так называемое «безотрывное обтекание» — поток жидкости или газа плавно огибает выемку, не создавая турбулентных завихрений, которые увеличивают сопротивление движению теплоносителя.
Научный результат
В газовых теплообменниках затраты на преодоление трения сопоставимы с передаваемой полезной тепловой энергией, а механическая энергия обходится в 3–5 раз дороже тепловой. Снизить эти потери — значит существенно повысить экономичность всей установки. Плотное и упорядоченное расположение каплевидных и дополнительных сферических выемок на поверхности одновременно усиливает теплообмен и снижает гидравлические потери. В итоге теплообменник становится надежнее и компактнее.
Изготавливать такие поверхности можно как традиционными методами — штамповкой и выдавливанием, так и с помощью современных аддитивных технологий — 3D-печати.
