Improving the reliability and reducing the overall dimensions of economizers of low-power boilers are urgent tasks. A promising direction for solving this problem is the use of two-phase closed gravitational thermosyphons. The lack of experimental data on the thermal efficiency of thermosyphons in the operating conditions of economizers of low-power boilers determines the relevance of this work. The aim of the work is an experimental study of the thermal efficiency of thermosyphons, as well as heat transfer processes during phase transitions of a working fluid (demineralized water), under operating conditions of economizers.The thermosyphon was made of a steel pipe with an internal diameter of 0.028 m: the boiling zone length of 1.5 m and the condensation – of 0.5 m. It has been established that the thermal power of the thermosyphon was varied in the range of 350...990 W with a change in air inlet temperature in the range of 190...310 °C and cooling water – of 60...100 °C. It was established that the temperature of the thermosyphon wall exceeds the dew point of the combustion products for high sulfur fuel oil by at least 5 °C. The most significant results of the work are the obtained data on the heat transfer ability of thermosyphons, as well as recommendations on the choice of dependencies for calculating the heat transfer coefficients during boiling and condensation of the working fluid. The significance of the obtained results lies in the fact that the method of thermal calculation of thermosyphon economizers was improved due to the recommended dependencies for calculating the internal thermal resistances of thermosyphons.

Scopul lucrării constă în efrectuarea studiului experimental al robusteții și eficienței termice a termosifonilor în două faze închise în condiții de funcționare tipice pentru economizatoarele cazanelor cu consum redus: temperatura apei de alimentare de 100 ° C și a produselor de ardere - 290 ... 310 ° C. În acest scop a fost dezvoltat un stand experimental. Performanța și eficiența termică a unui singur termosifon din oțel cu lungimea totală de 2,0 m și diametrul intern de 0,028 m (lungimea evaporatorului 1,5 m și condensatorul 0,5 m) au fost studiate în condiții de încălzire cu aer (condiții de delimitare de tipul al treilea). S-a stabilit, că puterea termică a termosifonului variază în intervalul 350 ... 990 W cu o schimbare a temperaturii aerului în intervalul 190 ... 310 ° C, iar apa de răcire - 60 ... 100 ° C. La densități ale fluxului de căldură în evaporator mai mare de 3,0 kW / m2 , funcționarea termosifonului a fost însoțită de un efect de zgomot, care indică la regimul de fierbere de tip gheizer. În același timp, nu au fost observate restricții de transfer de căldură. S-a arătat, că temperatura peretelui termosifonului depășește punctul de rouă al produselor de ardere pentru păcura cu conținut ridicat de sulf (129 ° C) cu cel puțin 5 ° C (temperatura aerului 308 ° C, debitul și temperatura apei de răcire 0,028 kg / s și 100 ° C). Sa stabilit, că temperatura de saturație din termosifon variază în intervalul 100 ... 140 ° C, iar presiunea de saturație nu depășește 3.1 * 105 Pa. S-a demonstrat, că valorile experimentale ale coeficienților de transfer de căldură în zonele de fierbere și condens sunt în acord cu datele din literatura de specialitate. Proiectarea și metodologia de calcul termic a economizorului de termosifon sunt dezvoltate. Sunt prezentate rezultatele testului unui prototip a economizorului.

Повышение надежности работы и снижение массогабаритных показателей экономайзеров котлов малой мощности являются актуальными задачами. Перспективным направлением для решения этих задач является использование двухфазных закрытых гравитационных термосифонов. Отсутствие экспериментальных данных по тепловой эффективности термосифонов в условиях работы экономайзеров котлов малой мощности обусловливает актуальность данной работы. Цель работы – экспериментальное исследование тепловой эффективности термосифонов, а также процессов теплообмена при фазовых переходах рабочей жидкости (обессоленной воды), в режимных условиях эксплуатации экономайзеров: температура питательной воды 50… 100 оС, а продуктов сгорания – 290…310 оС. Исследование выполнено с помощью экспериментального стенда в условиях воздушного обогрева зоны кипения термосифона. Термосифон изготовлен из стальной трубы внутренним диаметром 0.028 м: длина зоны кипения 1.5 м, а зоны конденсации – 0.5 м. Установлено, что тепловая мощность термосифона изменяется в диапазоне 350…990 Вт при измененении температур воздуха в диапазоне 190…310 оС, а охлаждающей воды – 50…100 оС. При плотностях теплового потока в испарителе более 3.0 кВт/м2 работа термосифона сопровождалась шумовым эффектом, что свидетельствовало о гейзерном режиме кипения. При этом ограничний теплопереноса не наблюдалось. Установлено, что температура стенки термосифона превышает точку росы продуктов сгорания для высокосернистого мазута не менее чем на 5 оС. Наиболее существенными результатами работы являются полученные данные по теплопередающей способности термосифонов, а также рекомендации по выбору зависимостей для расчета коэффициентов теплоотдачи при кипении и конденсации рабочей жидкости. Значимость полученных результатов заключается в том, что методика теплового расчета термосифонных экономайзеров была усовершенствована за счет рекомендованных зависимостей для расчета внутренних термических сопротивлений термосифонов.