В настоящее время пластинчатые теплообменники используются повсеместно, начиная от сферы ЖКХ и заканчивая атомной энергетикой. Однако нормативных методик по их расчету не существует, а подбор аппаратов под конкретную задачу осуществляется фирмой-изготовителем с использованием специальных компьютерных программ. Зачастую доступа к коду данных программ не имеют даже работающие в них специалисты. В связи с этим возникает вопрос о правильности расчетов по данным программам, особенно для неординарных режимов эксплуатации теплообменников. Для решения данных вопросов необходимо проведение теплогидравлических испытаний пластинчатых теплообменников различных фирм с последующим сравнительным анализом и выявлением возможных сложностей в теплогидравлических расчетах. В ходе выполнения настоящей работы была предложена методика испытаний пластинчатых теплообменников при одинаковом расходе по контурам, упрощающая последующую обработку экспериментальных данных. Данная методика применима при одинаковом количестве каналов по контурам теплообменника. По предложенной методике на Комплексном стенде КС10606 ОАО «НПО ЦКТИ» выполнены испытания 13 пластинчатых теплообменников. Проведенные эксперименты и анализ данных, предоставленных производителями пластинчатых теплообменников, показали отсутствие заметного отличия в теплогидравлических характеристиках пластин одного типоразмера различных производителей. Было подтверждено наличие «эффекта дыхания» в пластинчатых теплообменниках, заключающегося в упругой деформации теплопередающих пластин при наличии разных значений давления теплообменивающихся сред. Показано, что данный эффект может существенно влиять на гидравлическое сопротивление. Максимально полученное отличие между коэффициентами гидравлического сопротивления в контурах с меньшим и большим давлением составило около 3,5 раз. Однако данный эффект не характерен для всех пластинчатых теплообменников.
At present, plate heat exchangers (PHE) are used everywhere, starting from the housing and utilities sector to nuclear power. However, there are no standard methods for heat and hydraulic calculations for plate heat exchangers. That is why the manufacturer uses special software to select heat exchangers for a particular task. And often even engineers have no access to the code and algorithms of these programs. Thus, correctness of such calculations is questionable, especially for the unusual operating modes of heat exchangers. To solve these issues, it is necessary to carry out thermal-hydraulic tests of plate heat exchangers from diff erent companies, with subsequent comparative analysis and identifi cation of possible diffi culties in thermal-hydraulic calculations. In the course of this work, we proposed a test procedure for plate heat exchangers with the same fl ow rate along the circuits, simplifying the subsequent processing of the experimental data. This method is applicable for PHEs with an equal number of channels on their hot and cold sides. Using this method, 13 plate heat exchangers were tested at the KS10606 Complex test facility of JSC “NPO CKTI”. The results of experiments and analysis of the data provided by the PHE manufacturers showed no signifi cant diff erence in the thermal-hydraulic characteristics of plates of the same size of diff erent manufacturers. Presence of breathing eff ect in PHEs was confi rmed. Breathing eff ect is caused by elastic deformation of heat transfer plates in the presence of pressure diff erence between hot and cold sides of PHE. It is shown that this eff ect can signifi cantly aff ect the hydraulic resistance. The maximum observed diff erence between the hydraulic resistance coeffi cients in circuits with a lower and higher pressure was about 3.5 times. However, this eff ect is not typical of all plate heat exchangers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.