Ученые Пермского политеха улучшили конструкцию охлаждающего аппарата, который используют для охлаждения легких фракций углеводородов на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Специалисты повысили эффективность на 17%, снизили затраты энергии и ускорили процесс, добавив агрегату «лепестки».
Политехники разработали способ модернизации аппарата воздушного охлаждения углеводородов, который снижает их температуру на 5–50 градусов. Его используют, чтобы конденсировать легкие фракции перед транспортировкой и хранением. Теплоносителем в агрегате выступает воздух (это дешевле, чем использовать, например, воду). Основной элемент аппарата — трубки с ребрами: вентиляторы создают поток воздуха и прогоняют его через ребра, забирающие тепло.
Обычно ребра в трубках аппарата гладкие, а коэффициент теплоотдачи (число, показывающее, насколько хорошо трубка передает тепло окружающей среде) не превышает 90 ватт на квадратный метр, умноженный на Кельвин. Пермяки повысили теплоотдачу и скорость охлаждающего воздуха за счет модернизации формы ребер. Они разработали охлаждающие элементы в форме лепестков. Установить их в трубке предложили в виде спирали с углом наклона 10 градусов.
Технологию испытали на нефтегазовом оборудовании. Благодаря спиральным ребрам увеличилась площадь контакта теплоносителя с окружающей средой, куда уходит лишнее тепло. Форма и расположение лепестков также создали турбулентный режим течения воздуха вдоль оси труб. Это повысило интенсивность теплообмена на 17% по сравнению с первоначальным вариантом — трубами со стандартными ребрами, — и увеличило коэффициент теплоотдачи до 100 ватт на квадратный метр, помноженный на Кельвин.
По словам ученых, новая технология поможет снизить энергозатраты и ускорить процесс охлаждения, при этом нагрузку на оборудование можно будет увеличить. В планах специалистов — снизить количество металла, используемого в производстве охлаждающего аппарата, чтобы сделать его еще экономичнее.
