Ученые Пермского Политеха модернизировали систему охлаждения продуктов нефтепереработки

Основной элемент аппарата воздушного охлаждения – это оребренные трубки, через которые проходит горячая жидкость. Вентиляторы создают поток воздуха и прогоняют его через ребра, тем самым забирая основное тепло. После чего охлажденное вещество возвращается обратно. Такая система позволяет снизить температуру нефтяного сырья до 5-50 градусов.

В стандартной конструкции аппарата трубы оснащены гладкими ребрами, которые расположены по всей длине и выполняют главную теплообменную функцию. Однако даже самое сильное оребрение труб не отличается достаточным коэффициентом теплоотдачи, обычно не превышающим 90 Вт/м2.

Ученые Пермского Политеха выяснили, что повысить теплоотдачу и скорость охлаждающего воздуха возможно за счет модернизации формы ребер. Политехники предложили использовать лепестковые охлаждающие элементы, выполненные в виде пространственной спирали с углом наклона 10 градусов.

Технологию исследовали на теоретически смоделированном аппарате воздушного охлаждения ЕС-101, установленном на оборудовании гидрокрекинга (процесса интенсивной очистки нефти). Сначала ученые рассчитали теплоотдачу на действующей конструкции с гладкими ребрами, она составила всего 64,6 Вт/м2, что недостаточно для текущих технологических требований. После их заменили на трубы с лепестковым оребрением и провели перерасчет.

– Наше решение выполнить ребра в виде спиралей позволяет сохранить рифление поверхности трубок, увеличивая площадь контакта теплоносителя с окружающей средой, а также создает турбулентный режим течения воздуха вдоль оси труб, тем самым повышая интенсивность теплообмена. Моделирование такого исполнения показало увеличение значений параметров теплоотдачи 17%, по сравнению с первоначальными. Это говорит об эффективности нашей идеи, – поделился Евгений Шестаков, старший преподаватель кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» ПНИПУ.

Улучшения, предложенные учеными Пермского Политеха, позволяют увеличить эффективность охлаждения продукта и приблизить работу аппарата к требуемым технологическим параметрам. Так внедрение особой лепестковой формы оребрения представляет собой перспективное решение для повышения производительности работы оборудования на нефтеперерабатывающих предприятиях.