Досліджено питання існування поверхонь, здатних пристосуватися до умов обтікання їх потоком. У неживій природі - це поверхні сипучих середовищ, для переміщення часток яких досить механічних сил, які виникають від взаємодії потоку та середовища. У живій природі шлях адаптації поверхонь обтікання проходив через еволюцію та відбір тварин, здатних до швидкого руху. Проаналізовано форми поверхонь, що пристосовуються до умов обтікання, зроблено прогноз рельєфів, перспективних для технічних застосувань і оцінено їх найважливіші геометричні параметри.

Теоретично та експериментально досліджено різні модифікації трубчасто-реберних теплообмінних поверхонь, виготовлених методом лиття під тиском. Досліджено підтверджену енергетичну доцільність використання теплообмінних поверхонь з новою формою (бісегмент) та профілем (змінна товщина) ребер. На основі математичного моделювання обгрунтовано оптимальні режими експлуатації теплообмінних апаратів повітряного охолодження. Розроблено та досліджено зразки повітряних теплообмінників різного призначення на підставі запропонованих нових видів теплообмінних поверхонь. Викладено теоретичні основи їх проектування.

Викладено основи розрахунку теплообмінних апаратів, проведено їх гідромеханічний та техніко-економічний розрахунок, зокрема, горіння палива, стандартного рекуперативного теплообмінника, керамічного рекуператора з трубчастих елементів, котла-нагрівача, повітронагрівача печі, регенератора мартенівської печі. Розкрито теплотехнічні основи утилізації тепла газів, що відходять. Наведено рекомендації з проектування теплообмінної апаратури.

Изложены основы расчёта теплообменных аппаратов, проведены их гидромеханический и технико-экономический расчёт, в частности, горения топлива, стандартного рекуперативного теплообменника, керамического рекуператора с трубчатых элементов, котла-нагревателя, воздухонагревателя печи, регенератора мартеновской печи. Раскрыты теплотехнические основы утилизации тепла отходящих газов. Приведены рекомендации по проектированию теплообменной аппаратуры.

Представлена компьютерная программа для проектирования эффективных теплообменных аппаратов трубчатого и спирального типов. Показана ее апробация на примере расчета различных типов маслоохладителей для установки ГТЭ-115.

На основании математического моделирования разработан метод расчета статических и динамических характеристик трубчатых теплообменных аппаратов с перекрестной схемой движения теплоносителей. Приведено сравнение расчетных и экспериментальных данных.

Висвітлено питання вирішення важливої науково-технічної проблеми розвитку наукових основ енергоощадних технологій, а саме: адаптації до процесу проектування теплообмінних апаратів методів термодинамічного аналізу (циклового та ентропійно-циклового) і мінімізації виробництва ентропії. Уніфіковано параметри і характеристики робочих процесів теплообмінного апарата як стаціонарних рівноважних, так і нестаціонарних і нерівноважних, пов'язаних з наявністю та збільшенням відкладів на теплообмінній поверхні. Проаналізовано характеристики дійсного конденсатора техніко-економічним методом та методом мінімізації виробництва ентропії. Доведено, що метод мінімізації виробництва ентропії - єдиний метод термодинамічного аналізу, що дозволяє на стадії проектування враховувати одночасно зовнішні і внутрішні незворотні втрати в одному теплообмінному апараті або в одному із його потоків у відриві від усієї енергоперетворювальної системи загалом.

При проектуванні тепломасообмінних апаратів енергетичних установок з метою підвищення ефективності обладнання слід враховувати особливості зміни характеристик процесу тепломасообміну за довжиною поверхні контакту. У разі контакту гравітаційної плівки з рухомою парогазовою сумішшю, крім гідродинамічного та теплового межових шарів, утворюється дифузійний межовий шар. При цьому, коефіцієнти тепловіддачі та масовіддачі залежать від напряму і величини поперечного потоку маси. Рішення системи диференціальних рівнянь, що описує процеси тепломасопереносу в системі, виконується за відомих значень середньоповерхневих коефіцієнтів тепловіддачі та масовіддачі. Більш точний результат можливо одержати враховуючи у разі осереднення значення коефіцієнтів на початковій ділянці та ділянці стабілізованого теплообміну. Для цього необхідно визначити межі початкових ділянок. Експериментальне дослідження процесів тепло- і масообміну за випарного охолодження рідини і охолодження газу надало змогу встановити нелінійний характер зміни коефіцієнтів тепловіддачі та масовіддачі за довжиною каналу. На підставі одержаних результатів визначено залежності, які надають змогу визначити довжину початкової теплової ділянки залежно від режимних параметрів контактуючих фаз і геометричних характеристик каналу.