This review article presents the most significant results of a numerical study of processes in heat exchangers with diffuser channels obtained by the authors for the period 2020-2024. Plate heat exchangers and «tube-in-tube» heat exchangers with various gas and liquid heat carriers are considered. The conducted studies have shown that due to the intensification of heat exchange in heat exchangers with diffuser channels, the amount of heat transferred from the «hot» coolant to the «cold» increases in comparison with heat exchangers with smooth channels of constant cross-section. The results obtained can serve as a basis for the development of new promising heat exchangers.
В настоящей обзорной статье представлены наиболее значимые результаты численного исследования процессов в теплообменниках с диффузорными каналами, полученные ав-торами за период 20202024 годы. Рассмотрены пластинчатые теплообменники и теп-лообменники «труба в трубе» с различными газовыми и жидкими теплоносителями. Проведенные исследования показали, что за счет интенсификации теплообмена в теп-лообменниках с диффузорными каналами количество переданного тепла от «горячего» теплоносителя к «холодному» возрастает по сравнению с теплообменниками с гладкими каналами постоянного сечения. Полученные результаты могут служить основанием для разработки новых перспективных теплообменных аппаратов.
пластинчатый теплообменник, теплообменник «труба в трубе», диффузорные каналы, RANS-модель турбулентности.
1. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1980. 144 с. 2. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З., Мякочин А.С. Эффективные поверхности те-плообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. 408 с. 3. Дзюбенко Б.В., Кузма-Кичта Ю.А., Леонтьев А.И. и др. Интенсификация тепло- и массообмена в макро-, микро- и наномасштабах. М.: ФГУП «Цнииатоминформ», 2008. 532 с. 4. Bergles A.E. Recent developments in enhanced heat transfer // Heat Mass Transfer. 2011. Vol. 47 No 8. P. 1001. 5. Leontiev A.I., Kiselev N.A., Burtsev S.A., Strongin M.M., Vinogradov Yu. A. Experimental investigation of heat transfer and drag on surfaces with spherical dimples // Experimental Thermal and Fluid Science. 2016. Vol. 79. P. 74. 6. Справочник по теплообменникам в 2-х томах. Перевод с англ. М.: Энергоатомиздат. 1987. 7. Решмин А.И., Тепловодский С.Х., Трифонов В.В. Турбулентное течение в круглом безотрывном диффузоре при числах Рейнольдса, меньших 2000 // Изв. РАН. МЖГ. 2011. № 2. С. 121. 8. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности // Изв. АН СССР. МЖГ. 1978. № 3. С. 13. 9. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Турбулентные течения. Модели и численные исследования (обзор) // Изв. РАН. МЖГ. 1994. № 4. С. 4. 10. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Уравнения переноса для характеристик турбулентности: модели и результаты расчетов // Итоги науки и техники. Сер. Механика жидкости и газа. М.: ВИНИТИ. 1988. Т. 22. С. 3. 11. Леонтьев А.И., Лущик В.Г., Решмин А.И. Теплообмен в конических расширяющихся каналах // ТВТ. 2016.Т. 54. № 2. С. 287–293. 12. Лущик В.Г, Решмин А.И. Интенсификация теплообмена в плоском безотрывном диф-фузоре // ТВТ. 2018. Т. 56. № 4. С. 589–596. 13. Лущик В.Г., Макарова М.С., Медвецкая Н.В., Решмин А.И. Численное исследование течения и теплообмена в плоских каналах переменного сечения // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 9. С. 386-394. 14. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель турбулентности: расчет теплообмена // Изв. АН СССР. МЖГ. 1986. № 2. С. 40. 15. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Уравнение переноса для турбулентного потока тепла. Расчет теплообмена в трубе // Изв. АН СССР. МЖГ. 1988. № 6. С. 42. 16. Davletshin I.A., Dushina O.A., Mikheev N.I., Shakirov R.R. Heat transfer and flow structure in a plane diverging channel // International Journal of Heat and Mass Transfer 189 (2022) 122744. 17. Shakirov R.R., Davletshin I.A. & Mikheev N.I., Kinematic structure of flow and the heat transfer in flat diffuser and confuser channels, Thermophys. Aeromech., 2022, vol. 29, pp. 759–764. https://doi.org/10.1134/S08698643220500146 18. Лущик В.Г., Решмин А.И., Трифонов В.В. Влияние входных условий на течение и теплообмен в плоском диффузоре // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2023. Т 24(5). С. 1–14. 19. Лущик В.Г., Решмин А.И., Тепловодский С.Х., Трифонов В.В. Численное моделирование течения и теплообмена в плоском конфузоре // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2024. Т 25(1). С. 1–16. 20. Решмин А.И., Лущик В.Г., Макарова М.С. Интенсификация теплообмена в теплообменниках с диффузорными каналами // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2023. Т. 24(2). С. 1–11. 21. Лущик В.Г., Макарова М.С., Решмин А.И. Пластинчатый теплообменник с диффузорными каналами // ТВТ. 2020. Т. 58. № 3. С. 376–383. 22. Лущик В.Г., Решмин А.И. // Пластинчатый теплообменник с диффузорными каналами с жидкими теплоносителями // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2024. Т. 25(2). С. 1–16. 23. Лущик В.Г., Решмин А.И., Егоров К.С. // Теплообменник «труба в трубе» с диффузорными каналами с газовыми и жидкими теплоносителями // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2024. Т. 25(4). С. 1–21. 24. Лущик В.Г., Макарова М.С., Решмин А.И. Теплообменник «труба в трубе» с диффузорными каналами // ТВТ. 2021. Т. 59. № 5. С. 722–729.
