161 "Хімічні технології та інженерія"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/48416
Переглянути
3 результатів
Результати пошуку
Документ Дослідження процесів теплопередачі у зварних багатоходових пластинчатих теплообмінних апаратах для хімічної промисловості(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Арсеньєв, Павло ЮрійовичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.08 «Процеси та обладнання хімічної технології» ‒ (16 ‒ Хімічна та біоінженерія) – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2020 р. Дисертація подана до захисту у спеціалізованої вченої ради Д 64.050.05 в Національному технічному університеті «Харківський політехнічний інститут». Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення енергетичної ефективності підприємств за рахунок підвищення ефективності процесу рекуперації тепла газів промислових процесів з використанням зварних багатоходових пластинчатих теплообмінних апаратів. Проведено аналітичний огляд науково-технічної інформації щодо підвищення енергетичної ефективності підприємств хімічної промисловості за рахунок рекуперації тепла в технологічних процесах. Показано, що підвищити ефект інтеграції теплових процесів за рахунок збільшення рівня рекуперації тепла дозволяє використання компактних теплообмінників з інтенсифікованою тепловіддачею, таких як пластинчасті теплообмінники. Проаналізовано можливості удосконалення процесу виробництва аміаку за рахунок рекуперації теплової енергії в колонах синтезу. Сформульовано основні вимоги до теплообмінного обладнання для роботи в умовах високого тиску та температур агрегатів синтезу аміаку. Проаналізовано роботи з методами розрахунку пластинчастих теплообмінних апаратів з інтенсифікованим процесом теплопередачі. На базі аналізу теоретичних основ процесу показано, що можливості інтенсифікації теплообмінних процесів в каналах пластинчастих теплообмінників далеко не вичерпані та потребують розвинення підходів щодо прогнозування роботи цих апаратів в умовах рекуперації тепла газових потоків та розробки надійних та точних методів оптимального розрахунку на основі експериментальних та теоретичних досліджень з використанням методів математичного моделювання. Виконано аналіз турбулентного переносу тепла в каналах складної геометричної форми пластинчатих теплообмінних апаратів з перехресним рухом газових теплоносіїв в каналах. Аналіз виконано з залученням аналогії переносу тепла та імпульсу. З використанням трьох шарової моделі турбулентного потоку отримане рівняння для розрахунку тепловіддачі по даним про гідравлічний опір гофрованого поля каналів пластинчатого теплообмінника. Доведено що показник ступеня при числі Прандтля в якості множника в кореляційних рівняннях для розрахунку тепловіддачі в газових потоках в каналах пластинчатих теплообмінниках повинен бути більшим чим для потоків рідин. Для діапазону чисел Прандтля від 0,5 до 7 рекомендовано значення цього ступеня с = 0,5. Наведено опис експериментального стенду та моделі зварного пластинчатого теплообмінника для дослідження процесу теплопередачі та втрат тиску при перехресному русі теплоносіїв в каналах сітчасто-потокового типу утворених круглими гофрованими пластинами. Стенд та його устаткування контрольними та вимірювальними пристроями дозволяє проводити дослідження в достатньому діапазоні зміни основних параметрів процесу та вимірювання розходів, температур та тиску теплоносіїв з достатньою точністю. Експериментальне дослідження теплообміну і падіння тиску в моделі зварного пластинчатого теплообмінника підтвердило для випадку поперечного руху теплоносіїв в апарату справедливість виразів, запропонованих для каналів пластинчатих теплообмінників сітчасто -потокового типу різної геометрії. Також оцінено залежність ефективності теплопередачі (ε) від числа одиниць переносу тепла (NTU) в одному ході пластинчатого теплообмінника з перехресним рухом теплоносіїв. Запропоноване рівняння може використовуватися при розрахунку пластинчатих теплообмінників із загальним зустрічним та перехресним рухом теплоносіїв усередині окремих ходів. Запропоновано рівняння для розрахунку втрат тиску в каналі зварного пластинчатого теплообмінника з урахуванням втрат тиску на основному гофрованому полі та локального гідравлічного опору на вході та виході каналу. Підтверджено адекватність запропонованих рівнянь для розрахунку ефективності теплопередачі та втрат тиску в каналах зварного пластинчатого теплообмінника з круглими пластинами та можливість їх використання в інженерних розрахунках пластинчатих теплообмінників. Розроблено узагальнену математичну модель процесу теплопередачі між однофазними теплоносіями в багатоходовому зварному пластинчатому теплообмінному апарату з перехресно-протитоковим рухом теплоносіїв. Запропонована методика розрахунку дозволяє варіювати тепло-гідравлічні характеристики пакетів пластин з рівнем дискретності, рівним одній пластині в пакеті. Вона реалізована у вигляді програмного забезпечення для розрахунку зварних пластинчатих теплообмінників з перехресно-потоковою схемою руху теплоносіїв на персональному комп'ютері. Розроблено спеціалізовану математичну модель процесу теплопередачі між однофазними теплоносіями в багатоходовому зварному пластинчатому теплообмінному апарату з перехресно-протитоковим рухом теплоносіїв з круглими пластинами для колони синтезу аміаку. Модель дійсна для багатоходових теплообмінників з несиметричним числом ходів в модельованому теплообміннику з відношенням чисел ходів кратнім двом. Модель корисна для розрахунку процесу теплопередачі в експериментальному зразку зварного пластинчатого теплообмінника виготовленого для випробувань в промисловій колоні синтезу аміаку. Розроблено спеціалізовану придатну для виконання оптимізаційних розрахунків модель роботи багатоходового апарата з симетричним розташуванням ходів теплоносіїв. Математична модель описує процес теплопередачі між однофазними теплоносіями в зварному пластинчатому теплообмінному апарату з перехресно-протитоковим рухом теплоносіїв з круглими пластинами для колони синтезу аміаку. Одержано рівняння розрахунку найкращої швидкості течії теплоносіїв, яка забезпечує повне використання заданого падіння тиску гарячого теплоносія при виконанні заданого теплового навантаження теплообмінника. Виконано аналіз результатів випробувань зразка зварного пластинчатого теплообмінника встановленого в промисловій колоні синтезу аміаку на заводі з виробництва аміаку. Наведено опис колони і експериментального зразка теплообмінника.2. Результати промислових випробувань підтвердили придатність зварного пластинчатого теплообмінника для роботи в умовах тиску до 32 МПа и температур до 520 °С колони синтезу аміаку. В промислових умовах підтверджено адекватність розробленої математичної моделі та одержаних в лабораторних іспитах рівнянь покладених в основу розробки її розробки. Показано збільшення на 15 % продуктивності колони по аміаку за рахунок збільшення завантаження каталізатора в колоні та підтверджено переваги використання пластинчатого теплообмінника порівняно з кожух-трубним при роботі в однакових умовах.При дослідженні апарату після двох років його роботи, на протяг часу повного пробігу колони, ніяких залишків старіння каталізатору на поверхні пластин не було виявлено. Це вказує на можливість використання теплообмінників з симетричною схемою ходів теплоносіїв, оскільки несиметрична схема, розроблена для подолання цього явища дає значне зменшення середнього температурного напору і ефективності теплопередачі. Результати випробувань дозволяють рекомендувати поширення використання зварних пластинчатих теплообмінників розробленої конструкції для колон синтезу аміаку. Розроблено алгоритм оптимізації на базі математичної моделі процесу теплообміну в каналах зварних пластинчатих теплообмінників колон синтезу аміаку з рівною кількістю ходів для обох теплоносіїв. Це дозволяє оцінити оптимальні параметри конструкції теплообмінника для заданих умов експлуатації, орієнтуючись на мінімальну площу теплопередачі в якості критерію оптимізації. Була отримана оптимальна конструкція зварного пластинчатого теплообмінника для роботи в колоні синтезу аміаку. Найдешевша конструкція з розглянутою формою гофрування пластин має площу поверхні теплопередачі рівну 68,78 м2 при відстані між пластинами 3,3 мм, з трьома ходами для руху холодного та гарячого теплоносіїв і протитечією руху потоків. Однак найменший теплообмінник, зібраний з існуючих пластин з фіксованою висотою гофри 4 мм, повинен мати чотири проходи і площу теплопередачі 85,12 м2, що на 25% більше, але з запасом 3,1% для теплового навантаження. Розроблена математична модель і алгоритм оптимізації можуть бути використані для оптимального розрахунку геометрії пластин зварних пластинчатих теплообмінників для колон синтезу аміаку різних діаметрів та з різним навантаженням по синтез газу і різними температурами в зоні хімічної реакції синтезу. Математична модель і алгоритм оптимізації можуть також бути використані для оптимального розрахунку теплообмінників із існуючих пластин круглої форми з різним розміщенням гофрів на полі пластини.Документ Дослідження локальних особливостей впливу забруднень теплопередаючої поверхні на теплопередачу в пластинчатих теплообмінниках(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Мацегора, Олександр ІвановичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія (16 ‒ Хімічна та біоінженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, 2020 р. Дисертація подана до захисту у спеціалізовану вчену раду ДФ 64.050.045 в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут". Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення ефективності рекуперації тепла на промислових підприємствах хімічної промисловості з використанням пластинчастих теплообмінних апаратів розбірної конструкції за рахунок інтенсифікації тепла в цих апаратах, зменшення рівня забруднень на теплообмінній поверхні та прогнозування їх сталої роботи. В дисертації розглянуті питання інтенсифікації процесів теплопередачі та розробки методів прогнозування забруднень теплообмінної поверхі, проектування пластинчастих теплообмінних апаратів та теплообмінних систем з урахуванням локальних особливостей впливу забруднення поверхні теплопередачі на теплопередачу під час експлуатації ПТА. За результатами аналізу існуючих конструкцій теплообмінних апаратів було виявлено, що пластинчасті теплообмінні апарати мають значні переваги над кожухотрубними та мають багато перспектив використання в промисловості. Рух теплоносіїв в каналах складної геометрії, що утворені пластинами з гофруванням, має підвищену турбулізацію, і як наслідок, більший рівень тепловіддачі та меншу схильність до утворення забруднень на поверхні внаслідок більших дотичних напружень на стінці. При аналізі існуючих підходів до оцінки забруднень та фізичних процесів утворення забруднень, було виявлено основні чинники які спричиняють забруднення в пластинчастих теплообмінних апаратах, встановлено механізм їх утворення, вивчено існуючі моделі та підходи до прогнозування процесу утворення забруднень у часі на теплообмінній поверхні. Аналіз літературних джерел показав, що основним чинником, який спричиняє забруднення на теплообмінній поверхні ПТА є осадження звішених часток та утворення накипу. Для прогнозування термічного опору забруднень у часі, застосування порогової моделі, запропонованої Ебертом та Панчаятом, дозволяє знайти той критичний рівень забруднень, після якого забруднення не збільшуються, і дозволить створити графіки експлуатації ПТА з прогнозуванням періоду роботи між очищенням (міжсервісні інтервали). Зазначені існуючі фізико-математичні моделі утворення забруднень на теплообмінній поверхні були розроблені для кожухотрубчастих апаратів з каналами круглої форми, тому створення математичних моделей теплових та гідравлічних процесів забруднень у каналах ПТА складної форми з урахуванням геометричних параметрів теплообмінних пластин і природи забруднень є актуальною задачею, рішення якої дозволить прогнозувати динаміку сталої роботи ПТА. Для цього необхідно провести експериментальні дослідження з аналізом стану шару забруднень у часі для різних теплоносіїв та розробити математичну модель утворення забруднень уздовж теплообмінної поверхні. На основі порогової моделі утворення забруднень у часі було розроблено математичну модель пластинчастого теплообмінного апарату, схильного до забруднення, яка представлена системою звичайних диференціальних рівнянь. Представлена математична модель дозволяє аналізувати продуктивність ПТА в умовах забруднення поверхні теплопередачі і визначати параметри процесу в часі з урахуванням впливу геометрії гофрування пластин, що дозволяє використовувати цей підхід для збільшення рекуперації тепла у теплообмінному апараті. Намагання досягнути бажаного результату простим додаванням пластин з однаковим кутом нахилу гофр β до основного напряму потоку, в певних умовах, не приводить до бажаного ефекту, так як в той же час збільшується тепловий опір відкладення і після деякого часу роботи він може стати набагато більш значним, ніж в ПТА з меншим числом пластин. Однак такий захід на деякий проміжок часу може зменшити падіння тиску в ПТА. Використання пластин з більш високим кутом β може бути кращим в умовах забруднення водою, оскільки навіть при більш високому падінні тиску в чистому ПТА, його (падіння тиску) збільшення може бути менше, ніж при більш низькому куті β з розвитком відкладення, що призводить до того ж падіння тиску після деякого часу роботи ПТА. У той же час кількість рекуперованого тепла буде набагато вище при застосуванні розробленої моделі ніж при звичайному додаванні пластин. В роботі розроблено фізико-математичну модель, яка враховує розподіл параметрів процесу теплопередачі вздовж каналу ПТА, що дозволяє прогнозувати розвиток забруднення в часі в різних місцях уздовж довжини каналу. Розвиток шару відкладень враховується моделлю забруднення, яка представлена рівнянням в безрозмірній формі. Відносний вплив різних чинників враховується емпіричними коефіцієнтами, які можуть бути ідентифіковані за даними моніторингу теплових і гідравлічних характеристик ПТА. Модель також дозволяє передбачити зміну втрат тиску в ПТА з розвитком шару відкладення і відповідним зменшенням площі поперечного перерізу каналів. На основі розглянутої математичної моделі проведені випробування продуктивності ПТА з урахуванням виникнення забруднення в умовах діючої випарної установки цукрового заводу і проаналізовані дані випробувань. Досліджуваний ПТА було встановлено на 5-ти ступінчастій випарній станції в процесі виробництва бурякового цукру. Для зменшення витрати первинної пари на заводі використовувалася серія підігрівачів сировини для нагріву рідкого соку з початковою температурою 98 ºC. Щоб мати надійні дані про забруднення, виконується моніторинг ефективності теплопередачі ПТА в період між процедурами очищення теплообмінника М15М з площею теплообміну 93 м². Витрата рідкого соку, перепади тиску і температури теплообмінних потоків контролювалися з початку роботи та були зібрані для тестованого ПТА протягом 15 днів з початку виробничих робіт в рамках сезонної кампанії. Витрата рідкого соку за цей час змінювалася з 71,5 кг/с до 76,5 кг/с. Стабільний режим роботи спостерігався через 96 годин з початку експлуатації. Витрати і температури потоків в різний час з моменту запуску дозволили встановити безрозмірні параметри математичної моделі. ПТА був розібраний для механічного очищення через 15 днів роботи, і були досліджені відкладення забруднення. Було зазначено, що з боку пари-конденсату теплообмінна пластина виявилась практично чистою. На стороні соку спостерігались значні відкладення забруднення, в основному у вигляді накипу. Також були присутні тверді частинки і волокна сировини. Оскільки забруднення і його термічний опір з боку теплоносія були практично відсутні, то для побудови моделі враховувався лише термічний опір забруднення на стороні соку. Параметри запропонованої математичної моделі утворення забруднень були визначені на основі даних промислових випробувань. Розбіжності між отриманими даними випробувань і оціненими по моделі значеннями коливаються в межах ± 8%. Модель оцінює ріст шару відкладень в процесі нагрівання очищеного рідкого соку в пластинчастому теплообміннику. Для застосування моделі в різних умовах необхідні дані моніторингу виникнення забруднення та визначення його параметрів. Як показав приклад, застосування даної моделі може значно збільшити періоди між очищеннями ПТА більш ніж в два рази, а саме до часу проведення планових ремонтів всього підприємства між сезонами роботи. Така реконструкція дозволяє істотно підвищити ефективність теплопередачі і рівень рекуперації тепла на заводі за рахунок простої модифікації існуючого ПТА. Було проведено розрахунки для застосування ПТА для гарячого водопостачання. На основі експериментальних даних із літератури для котельної системи централізованого теплопостачання (ЦТ), яка побудована за «відкритою» схемою, де гаряча вода з крана береться з контуру радіатора. Така система вимагає нагрівати великі обсяги прісної води до температури 60-70 ºC або навіть вище. При застосуванні розглянутої схеми характерне швидке забруднення теплообмінної поверхні, що цінне для вивчення явищ росту забруднення у часі. Експериментальні дослідження проводилися з ПТА типу M10B виробництва Альфа Лаваль. Температура холодної води на вході варіювалася від 7,9 до 9,5 ºC, і її нагрівали до 59 ÷ 61,5 ºC за допомогою гарячої води, при цьому температура поступово підвищувалася від 74 до 98 ºC, щоб підтримувати необхідну температуру холодного теплоносія по мірі зростання шару забруднення. У розробленій моделі геометричні параметри пластини M10B були отримані шляхом заміру геометрії серійної пластини: β = 60º, γ = 0,56, висота каналу ‒ 2,93 мм. Емпіричні параметри запропонованої моделі утворення забруднення були визначені методом найменших квадратів за експериментальними даними для різних швидкостей потоку. Порівняння даних для всіх експериментів з загальними коефіцієнтами теплопередачі, розрахованими за моделлю показали розбіжність розрахункових і експериментальних результатів ± 7%. Це підтверджує достовірність моделі та її здатність прогнозувати поведінку забруднення ПТА в досліджуваному діапазоні швидкостей потоку і температур. При застосуванні ПТА у промисловості найважливішим завданням при проектуванні є забезпечення можливості швидких різноманітних розрахунків теплообмінних апаратів для різних умов використання (за перепадом тиску в апаратах та фізичних властивостей теплоносіїв) з визначенням вартості капітальних вкладень і подальших експлуатаційних витрат. Остання обставина дозволяє на стадії проектування вибрати оптимальний варіант із співвідношення капітальні/експлуатаційні витрати. В дисертаційній роботі представлено розрахунки експериментальної установки на базі ПТА при застосуванні в комунальному господарстві для підігріву водопровідної води для системи ГВП плавального басейну, яку було встановлено на об’єкті. Була розроблена та впроваджена теплообмінна система на базі сучасних ПТА для підігріву річкової води для потреб ХВО ТЕЦ промислового підприємства. Створена математична модель яка використовується для оптимального проектування індивідуальних теплових пунктів для ГВП в пакеті прикладних програм для автоматизації процесу проектування. Підбір ПТА для систем опалення і ГВП здійснюється по паралельній, двоступеневій змішаній і послідовній схемах та враховує утворення забруднень у часі. Практичне значення отриманих результатів дисертаційної роботи для хімічної галузі та комунального господарства полягає в обґрунтованому виборі конструкції та конфігурації пластинчастих теплообмінних апаратів з урахуванням забруднень теплообмінної поверхні. Методика розрахунку термічного опору забруднень в теплообмінному апараті вздовж пластини дозволить врахувати цей чинник на етапі проектування теплообмінного обладнання та вдосконалити систему експлуатації діючого устаткування.Документ Дослідження теплових і масообміних процесів при утилізації тепла викидних газів промисловості в пластинчатих теплообмінних апаратах(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Кусаков, Сергій КостянтиновичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія. – (16 – Хімічна та біоінженерія) – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2020 р. Дисертація подана до захисту у спеціалізованої вченої раді ДФ 64.050.046. в Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут". Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення енергетичної ефективності підприємств за рахунок процесу утилізації тепла низького температурного потенціалу викидних газів промислових процесів з використанням пластинчастих теплообмінних апаратів розбірної конструкції. Проведено аналітичний огляд науково-технічної інформації щодо промислових та поновлюваних природних джерел тепла низького потенціалу та особливостей їх використання. Сформульовано основні вимоги до теплообмінного обладнання для використання тепла низького потенціалу і доведено переваги пластинчатих теплообмінних апаратів при реалізації цих процесів. Проаналізовано роботи з методами розрахунку пластинчастих теплообмінних апаратів для утилізації тепла газових потоків на основі дослідження тепло- та масовіддачі у паро-газовій фазі, тепловіддачі у плівці конденсату, тепловіддачі у однофазному потоці охолоджуючої субстанції, гідравлічного опору однофазному та двофазному потоку в каналах апаратів. На базі аналізу теоретичних основ процесу показано, що можливості інтенсифікації тепло- та масо обмінних процесів в каналах пластинчастих теплообмінників далеко не вичерпані та потребують розвинення підходів щодо прогнозування роботи цих апаратів в умовах охолодження конденсаційних газових потоків та розробки надійних та точних методів оптимального розрахунку на основі експериментальних та теоретичних досліджень з використанням методів математичного моделювання. Наведено опис експериментального стенду для дослідження процесу конденсації водяної пари із суміші з повітрям у моделях гофрованого поля каналів між пластинами пластинчастого теплообмінника. Стенд дозволяє проведення експериментів в достатньому для вивчення процесів утилізації скидного тепла діапазоні зміни параметрів паро - повітряної суміші та охолоджуючої води: температура охолоджуючої води 20–95 °С; абсолютний тиск суміші водяної пари з повітрям 0,101–0,42 МПа; швидкість охолоджуючої води в каналах 0,11–1,1 м/с; масова швидкість суміші пари та повітря 4–85 г/(м2с); об’ємна частка повітря у суміші на вході до каналу 0,03–0,85. Вимірюються температури потоків а також тиск на вході та виході з каналів, розходи потоків, локальні температури потоків у шести точках вздовж каналів. Експерименти проведені на трьох зразках моделей каналів з однаковим кутом нахилу гофрів до напряму течії 60º та різним шагом геометрично подібних гофрів: 5; 7,5 та 10 мм. Це дозволило дослідити вплив масштабного фактору на розрахункові рівняння в умовах течії конденсаційного двофазного потоку у каналах складної геометричної форми пластинчастих теплообмінників. Розроблено математичну модель процесу конденсації пари із суміші з повітрям на гофрованому полі каналів пластинчастих теплообмінників та в експериментальних моделях гофрованого поля каналів використаних в роботі. Математична модель складається із системи одномірних диференційних рівнянь відповідно до локальних балансів тепла та маси на малих ділянках каналів вздовж поверхні теплопередачі. Система доповнена кореляційними співвідношеннями для розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі та тертя у однофазному потоці в каналах пластинчастих теплообмінників дослідженої геометричної форми гофрування. Кореляційні співвідношення для тепло- та масообміну, так само як для втрат тиску двофазного потоку, базуються на кореляціях однофазного потоку з використанням різних теоретичних положень по впливу поперечного потоку маси до передаючої тепло поверхні та структури двофазного потоку в каналі. Замикають систему рівнянь алгебраїчні співвідношення для розрахунку температури та тиску насичення пари за умов рівноваги газової та рідинної фаз, розрахунку теплофізичних властивостей компонентів та сумішей приймаючих участь в процесі. Рішення математичної моделі реалізоване у вигляді програмного забезпечення для персонального комп’ютера з використанням чисельного методу кінцевих різниць. Рішення моделі дозволяє отримати основні параметри процесу на гофрованому полі в каналах пластинчастих теплообмінних апаратів та простежити розвиток процесу вздовж каналів. Розроблено методику ідентифікації параметрів рівнянь для розрахунку локальних коефіцієнтів масовіддачі, тепловіддачі та втрат тиску в двофазному потоці на базі статистичного порівняння результатів математичного моделювання інтегральних характеристик процесу та їх значень отриманих в експериментальних дослідженнях. На основі цієї методики отримано формулу розрахунку впливу поперечного потоку маси на локальні коефіцієнти масовіддачі враховуючу теоретичну модель застійного шару та вплив зміни щільності поперек потоку згідно теорії турбулентного прикордонного шару з відсмоктуванням. Також рекомендовано формулу розрахунку локальних коефіцієнтів конвекційної тепловіддачі в умовах впливу поперечного потоку маси. Показана достатня для розрахунків конденсації пари в присутності неконденсованого газу точність рівняння запропонованого на базі дисперсної кільцевої моделі течії для термічного опору плівки конденсату в каналах пластинчастих теплообмінників. Одержано рівняння для розрахунку втрат тиску у двофазному потоці з конденсацією парової компоненти парогазової суміші з урахуванням зміни структури двофазного потоку вздовж каналу. На початкових ділянках каналу структура потоку відповідає моделі роздільної течії фаз запропонованої Локхартом та Мартінеллі. Зі зростанням розходу сконденсованої рідкої фази структура потоку стає більш близькою до дисперсної кільцевої моделі течії. Встановлено границю переходу між цими режимами і запропоновані рівняння для розрахунку локальних втрат тиску у кожному з таких режимів. Одержане рівняння для дисперсної кільцевої моделі течії враховує також вплив поверхневого натягу рідини у двофазному потоці на втрати тиску за рахунок введення залежності від критерія Вебера. Це дозволяє використовувати це рівняння для каналів з однаковою формою гофрування пластин але з різним масштабним фактором гофрування. Розроблено математичну модель промислового пластинчастого теплообмінника для утилізації тепла конденсаційних газових потоків на базі пластин серійного виробництва. Модель базується на розгляді каналів утворених між пластинами як складених із зон розподілу потоків теплоносіїв на вході та виході та основного гофрованого поля. Зроблено припущення що основні процеси теплопередачі та конденсації пари протікають на цьому гофрованому полі а вплив зон розподілу потоків може бути враховано як зони локального гідравлічного опору. У випадку двофазного потоку на виході з теплообмінника необхідно введення поправки розрахованої по методу розробленому для основного гофрованого поля каналів. На базі математичної моделі розроблено метод розрахунку пластинчастих теплообмінників утилізації тепла викидних газових потоків. Метод дозволяє вести розрахунок апаратів з промислово виготовлених пластин по даним про їх геометричні розміри та характеристики гофрування на їх поверхні. Розроблено методику оптимального використання тепла, утилізованого від конденсаційних газових потоків, з залученням методів інтеграції теплових процесів заснованих на теорії пінч аналізу. Гаряча складова крива процесу в конденсаційному газовому потоці будується враховуючи умови рівноваги пари як реального газу та утвореного конденсату. Інтеграція процесу охолодження конденсаційної газової суміші з потоками які використовують утилізоване тепло виконується з встановленням оптимальної структури системи теплообмінників. Показано доцільність розподілу потоку конденсаційної газової суміші на газову та рідку частини після досягнення певного рівня температури. Запропонований і розроблений метод оптимального визначення поверхні теплопередачі системи встановлених пластинчастих теплообмінників за критерієм приведених витрат, який дозволяє реалізувати найбільшу техніко-економічну ефективність роботи системи. Метод проілюстровано на конкретному прикладі утилізації тепла газів які надходять після процесу сушіння. Розроблено схему установки для утилізації тепла викидних газів після процесу сушки тютюну на тютюновій фабриці. Визначено основні потоки на підприємстві які можна використати для прийому вилученого тепла. Це потоки системи опалювання та гарячого водопостачання підприємства. Розраховані оптимальні теплообмінні пластинчасті апарати та виконано підбір апаратури для регулювання процесу та його реалізації в умовах працюючого виробництва. Установку виготовлено і змонтовано на діючій тютюновій фабриці. Проведено випробування пілотного пластинчастого теплообмінника утилізації тепла викидних газів процесу сушіння тютюну. Одержані результати підтвердили адекватність розробленої математичної моделі та точність розробленого методу розрахунку достатню для інженерного користування. Використання розробленої утилізаційної установки з пластинчатим теплообмінником дозволило залучити на потреби опалення підприємства більше 600 кВт теплової енергії, яка до того просто викидалася у навколишнє середовище. Це призвело до скорочення об’ємів спалюваного природного газу використаного для опалення приміщень.