The significance of this work is justified by the lack of experimental data on the operation of thermosiphons as part of the waste heat boilers (WHB) with gas turbine engines (GTE), whose capacity is from 2 to 10 MW. The aim of the work was achieved by physical modeling of the heat transfer process in the thermosiphon cavity in the range of heat loads from 0.5 to 17 kW/m2. The study of the internal temperature difference of two-phase gravity thermosiphons at thermal loads up to 17 kW/ m2 was performed experimentally. The paper shows a scheme of the experimental research stand. The graphical dependence of the temperature difference in the thermosiphon cavity on the heat flux density is presented. The root-mean-square error of experimental results was calculated, being up to 5.7%. The significance of the obtained results lies in that the existing calculation method was improved due to the mathematical dependences obtained for calculations of the internal temperature difference, and became applicable in the calculation of heat exchangers based on two-phase thermosiphons operating in the heat load range of up to 17 kW/m2. The experiments performed confirm the competitiveness and high thermal efficiency of the two-phase gravitational thermosiphons under the regime conditions typical for the WHB plants. This makes promising the use of the two-phase gravitational thermosiphons compared to traditional coil heating surfaces.

Lipsa datelor experimentale privind funcționarea termosifoanilor în componența cazanelor termice utilizatoare ale centralelor electrice cu cu turbine cu gaz (GTE) cu o capacitate de la 2 până la 10 MW determină relevanța acestei lucrări. Scopul lucrării în obținerea relațiilor pentru calcularea diferenței de temperatură internă a termosifoanilor la sarcini termice de la 0,5 la 17 kW / m2. Obiectul cercetării îl reprezintă parametrii și caracteristicile procesului de recuperare a căldurii în elementele cazanelor de recuperare a termosifonului, ca parte a circuitelor de recuperare a căldurii din centralele de cogenerare cu gaz-abur (ITGA). A fost realizat experimental studiul diferenței de temperatură internă a termosifoanelor gravitaționale în două faze la sarcini termice de până la 17 kW / m2. Lucrarea prezintă o diagramă a unui stand de cercetare experimentală. Rezultatele cele mai semnificative ale lucrării se prezintă relațiil de calcul a diferenței interne de temperatură în intervalul de sarcină termică de la 0,5 la 17 kW / m2. Semnificația rezultatelor obținute constă în faptul, că metoda de calcul existentă a fost îmbunătățită datorită dependențelor matematice obținute ale calculului diferenței de temperatură internă și a devenit aplicabilă pentru calculul schimbătoarilor de căldură pe baza termosifoanilor cu două faze, care operează în gama de sarcini termice până la 17 kW / m2. Experimentele confirmă competitivitatea și eficiența termică ridicată a termosifoanelor gravitaționale în două faze în condiții de funcționare, tipice pentru cazanele termice utilizatoare ale instalațiilor de cogenerare, ceea ce le face mai promițătoare în comparație cu suprafețele tradiționale de încălzire de tip spirală

Отсутствие экспериментальных данных по работе термосифонов в составе котлов-утилизаторов энергетических установок с газотурбинными двигателями (ГТД) мощностью от 2 до 10 МВт обусловливает актуальность данной работы. Целью работы является получение зависимостей для расчета внутреннего температурного перепада термосифонов при тепловых нагрузках от 0.5 до 17 кВт/м2. Поставленная задача достигается путем физического моделирования процесса теплообмена в полости термосифона в диапазоне тепловых нагрузок от 0.5 до 17 кВт/м2. Предметом исследования являются параметры и характеристики процесса утилизации теплоты в элементах термосифонных котлов-утилизаторов в составе теплоутилизационных контуров когенерационных газопаротурбинных установок (ГПТУ). Исследование внутреннего температурного перепада двухфазных гравитационных термосифонов при тепловых нагрузках до 17 кВт/м2 проводились экспериментальным путем. В работе представлена схема экспериментального исследовательского стенда. Наиболее существенными результатами работы являются полученные зависимости, которые позволяют осуществлять расчет внутреннего температурного перепада в диапазоне тепловых нагрузок от 0.5 до 17 кВт/м2. Представлена графическая зависимость температурного перепада в полости термосифона от плотности теплового потока. Рассчитана среднеквадратичная погрешность результатов экспериментальных исследований, которая не превышает 5.7 %. Значимость полученных результатов состоит в том, что существующая методика расчета была усовершенствована за счет полученных математических зависимостей расчета внутреннего температурного перепада, и стала применима для расчетов теплообменных аппаратов на базе двухфазных термосифонов, работающих в диапазоне тепловых нагрузок до 17 кВт/м2. Проведенные опыты подтверждают конкурентоспособность и высокую тепловую эффективность двухфазных гравитационных термосифонов в режимных условиях, характерных для котлов-утилизаторов когенерационных установок, что обусловливает перспективность их использования по сравнению с традиционными змеевиковыми поверхностями нагрева.