Можно ли сделать промышленное охлаждение эффективнее без вентиляторов? Российские и белорусские ученые нашли решение, изменив всего один конструктивный параметр.
Пассивные системы охлаждения, работающие без вентиляторов, отличаются низким энергопотреблением и практически бесшумны. Однако до сих пор они заметно уступали установкам с принудительным обдувом по эффективности отвода тепла. Исследователи из Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого и Института тепло- и массообмена имени Лыкова Национальной академии наук Беларуси показали, что этот недостаток можно существенно сократить за счет правильной геометрии теплообменника.
Исследование опубликовано в журнале Applied Thermal Engineering.
Не вентилятор, а расстояние между трубами
Авторы работы изучили аппараты воздушного охлаждения, использующие естественную конвекцию. С помощью трехмерного численного моделирования они выяснили, как расстояние между горизонтальными оребренными трубами влияет на движение нагретого воздуха и интенсивность теплоотдачи.
Оказалось, что при слишком плотном расположении труб над пучком формируется нестационарный тепловой факел. Из-за него процесс охлаждения становится нестабильным: интенсивность теплосъема во времени изменяется примерно на 20%, а отдельные трубы охлаждаются более чем на 20% хуже или лучше соседних.
Расчеты позволили определить оптимальный зазор между трубами. После достижения этого значения дальнейшее увеличение расстояния практически не улучшает теплообмен, зато приводит к росту размеров конструкции. При этом простая корректировка геометрии способна увеличить теплосъем более чем на 30%, что напрямую отражается на экономической эффективности оборудования.
Источник: hi-tech.mail.ru