Проаналізовано вплив тиску робочої пари а температурного напору у випарнику на основні конструктивні та режимні параметри дистиляційної установки з трансформатором тепла. Визначено оптимальні значення тиску робочої пари за різних температурних перепадів, які узагальнено залежністю, придатною для інженерних розрахунків.

Розглянуто вплив масовіддачі на локальну тепловіддачу по довжині гладкої горизонтальної труби у разі конденсації в ній суміші R407C. З певними припущеннями проведено розрахунок масовіддачі компонента R134А під час конденсації пари R407С. Зниження інтенсивності тепловіддачі у процесі конденсації хладону R407C на початковій ділянці у порівнянні з аналогічними умовами для R22 пояснюється наявністю дифузійного пограничного шару біля поверхні плівки конденсату. Наведено методику розрахунку коефіцієнта тепловіддачі у процесі конденсації R407C.

Теоретически и экспериментально исследован процесс конденсации движущегося пара в горизонтальных трубах. В случае турбулентного парового ядра и ламинарной пленки конденсата предложена теоретическая зависимость, которая имеет количественное расхождение с экспериментальными данными для R-22, не превышающее (16 - 20) %. В случае турбулентного парового ядра и пленки конденсата рекомендована полуэмпирическая зависимость, которая хорошо согласуется (<$E symbol С~8> %) с экспериментальными данными для воды и R-22.

Приведена общая характеристика непроточного барботажного слоя. Рассмотрена равновесная скорость движения одиночных пузырей в несущей жидкости. Охарактеризированы противоточные системы газа и пленки жидкости в вертикальных каналах. Предложена теоретическая модель нарушения устойчивости течения пленки жидкости в противотоке с газом. Изложены особенности прямоточного движения газа (пара) с восходящей пленкой жидкости и особенности проточного барботажного слоя. Уделено внимание тепломассообмену в непроточном барботажном слое, тепломасообмену при контакте с нисходящей пленкой жидкости, тепломассообмену при контакте с восходящей пленкой жидкости и тепломассообмену в проточном барботажном слое.

Представлено экспериментальное исследование гидродинамических характеристик двухфазного потока, установлено влияние режимных параметров, способа подачи газа в рабочий канал и геометрических характеристик канала на структуру потока, определены границы устойчивого двухфазного режима.

Представлены результаты экспериментальных исследований теплоотдачи при спутном движении замкнутых паровоздушных включений и охлаждающей воды в вертикальных каналах в условиях проточного барботажного слоя. Получена обобщающая зависимость для этого процесса переноса.

Приведена процедура теплового расчета рабочего элемента утилизационного аппарата, созданная на основе ранее проведенных экспериментальных исследований тепло- и массоотдачи от паровоздушного потока к охлаждающей воде в проточном барботажном слое.

Представлены результаты экспериментального исследования беспровального режима проточного барботажного слоя контактного утилизатора теплоты. Установлено существование двух характерных областей изменения параметров барботажного слоя, определяющих величину весового уровня слоя: область зависимости критической скорости газа от весового уровня и автомодельная область.

Регенерація водних відходів життєдіяльності екіпажу пілотованих космічних апаратів великою мірою визначає успіх тривалих місій до Місяця й Марса. Відцентрова вакуумна дистиляція (ВВД) визнана найперспективнішою технологією регенерації високомінералізованих вод (у тому числі урини) для пілотованих космічних систем. Викладено результати розробки й випробування системи регенерації води, що включає п'ятиступеневий вакуумний відцентровий дистилятор (ВД) і термоелектричний тепловий насос (ТЕБ), призначеної для одержання питної води з відходів життєдіяльності людини (сангігієнічної води, урини, поту, конденсату з повітря) на борту космічного корабля за умов тривалого польоту. Завдяки конструктивним особливостям, що забезпечують проведення випарно-конденсаційних процесів на обертових поверхнях з використанням відцентрових сил, апарат може функціонувати за умов нульової гравітації (невагомості). Вакуумування внутрішньої порожнини дистилятора дає можливість здійснювати теплообмінні процеси за температур, що унеможливлюють перегрів урини й випадання нерозчинних солей на теплообмінних поверхнях. За завданням компанії Honeywell International, Inc. (США) виготовлено три системи ВВД+ТЕБ. У результаті дослідження їх роботи на стенді НТУУ "КПІ" і на стенді замовника визначено характеристики комплексу залежно від частоти обертання ротора ВД, електричної потужності, підведеної до ТЕБ, ступеня концентрування вихідної рідини, установлено оптимальні параметри системи для роботи на борту космічного корабля. За результатами порівняльних випробувань

декількох систем для регенерації води різних компаній на стенді НАСА упродовж 2008 - 2009 рр. система ВВД+ТЕБ була визнана кращою з комплексу масогабаритних і енергетичних характеристик.

Наведено результати експериментальних досліджень тепло- та масовіддачі у випадку супутнього руху замкнених пароповітряних включень та охолоджувальної води в вертикальній трубі. Показано, що обмінні процеси відбуваються на початковій гідродинамічній і тепловій ділянці. Підтверджено високу інтенсивність процесів тепло- та масообміну, одержано узагальнювальні залежності.

Представлены результаты экспериментального исследования тепловых характеристик проточного барботажного слоя при нагреве воды парогазовой смесью в вертикальном канале. Получено значение предельной температуры нагрева воды в условиях барботажного режима течения. Предложено соотношение для определения предельной плотности орошения и максимальной тепловой нагрузки контактного утилизатора теплоты.

Представлены результаты экспериментальных исследований массоотдачи при спутном движении замкнутых паровоздушных включений и охлаждающей воды в вертикальных каналах в условиях проточного барботажного слоя. Получена обобщающая зависимость для этого процесса переноса.

Исследованы характеристики факела распыливания и величины среднего объемно-поверхностного диаметра капель для центробежной форсунки в параметрических условиях ее работы применительно к условиям работы контактного утилизатора теплоты отходящих газов.

Составлено уравнение теплового баланса конденсационных котлов с использованием высшей теплоты сгорания топлива и получены выражения для определения его составляющих с учетом конденсации пара. Приведено сравнение энергетической эффективности конденсационных и традиционных котлов на основе соотношения для условного КПД. Проанализировано влияние на КПД конденсационных котлов потери теплоты от неполноты конденсации пара и потери теплоты с уходящими газами. Обсуждена возможность полного использования высшей теплоты сгорания топлива. Выделены факторы, способствующие повышению эффективности конденсационных котлов.

Исследовано влияние температуры и давления воды на тонкость распыла (величину среднего объемно-поверхностного диаметра капель) для центробежной форсунки в параметрических условиях ее работы и применительно к условиям работы контактного утилизатора теплоты отходящих газов. На основании проведенных опытов получены новые зависимости величины среднего объемно-поверхностного диаметра капель для параметров распыливания жидкости с помощью центробежной форсунки в новом диапазоне изменения избыточного давления и температуры воды перед форсункой. Полученные экспериментальные данные для величины среднего объемно-поверхностного диаметра капель будут в дальнейшем использоваться для расчета реальной межфазной поверхности при исследовании процессов тепломассообмена в контактных теплоутилизаторах отходящих газов.

Досліджено процес впорскування зрідженого газу до впускного колектора двигуна внутрішнього згорання на сталому режимі роботи з позицій класичної термодинаміки. Розроблено методику розрахунку параметрів газоповітряної суміші залежно від початкових параметрів повітря та зрідженого газу на вході до двигуна. Розглянуто процес випаровування зрідженого пропану після його впорскування до впускного трубопроводу двигуна внутрішнього згорання. Показано вплив впорскування зрідженого пропану на температуру заряду та на наповнення циліндру і, відповідно, на енергетичні показники двигуна. Виконано розрахунок для двох режимів роботи двигуна - на повному навантаженні та в режимі холостого ходу.

Экспериментально определена интенсивность тепло- и массоотдачи в контактном аппарате газокапельного типа с центробежной форсункой в условиях утилизации теплоты отходящих газов энергетических агрегатов. Исследование проведены в диапазоне избыточного давления воды перед форсункой (0,2 - 0,6) МПа и объемной доли водяного пара парогазовой смеси на входе в аппарат от 0,08 до 0,35. Установлены особенности процессов переноса в газокапельной системе и получены обобщающие зависимости для коэффициентов тепло- и массоотдачи.

Оцінка регенерації й чистоти відпрацьованої води належить до проблем, які необхідно розв'язати під час довгострокових польотів людини в космос. Найбільш перспективним методом одержання високоякісної води є імплементація вакуумної роторної дистиляції (VRD). Даний метод забезпечує високий ступінь концентрації залишку у порівнянні з іншими технологіями (зворотний осмос і випар на пористих мембранах). Також гарні результати відносно індексу споживання електроенергії надають методи багатокаскадної дистиляції (MVRD) і термоелектричного теплового насоса (THP). Висвітлено історію та еволюцію розробки VRD та THP, починаючи із трьохкаскадного MVRD, розробленого й випробуваного в Київському політехнічному інституті (КПІ). В 1999 р. компанія "Термодистилляция" (Україна) розробила 5-каскадний відцентровий дистилятор, який одержав назву каскадного дистилятора (CD). Наведено аналіз результатів MVRD з 3 каскадами й CD; розглянуто роботи різних авторів, що вивчали характеристики CD. Представлено нові результати, що демонструють поліпшені характеристики MVRD з THP.

Предмет изучения - системы регенерации воды в условиях космического полета. Цель работы - выбор наиболее приемлемого способа обеспечения космонавтов питьевой водой, особенно в условиях дальних космических миссий. Задачи: анализ известных технологий очистки сточных вод и жидких продуктов жизнедеятельности космонавтов, сравнение основных параметров систем: производительности, удельного энергопотребления и т.д. Основным методом исследования является экспериментальный, в результате чего были получены реальные показатели работы центробежного вакуумного дистиллятора в комплекте с термоэлектрическим тепловым насосом. На основании анализа известных разработок установлено, что центробежная вакуумная дистилляция является наиболее перспективной технологией для регенерации воды из жидких отходов в системах жизнеобеспечения в космических полетах. Главным в выборе предпочтительной технологии для дальних пилотируемых космических миссий является максимальная надежность системы при минимальной массе, габаритах и низком энергопотреблении. Проанализированы центробежные вакуумные дистилляторы с тремя и пятью ступенями и несколько вариантов схем рекуперации энергии на основе термоэлектрического теплового насоса. Показаны результаты испытаний центробежного вакуумного дистиллятора на урине и смесях сточных вод. Показано преимущества разработанного дистиллятора по сравнению с аналогом, установленным на Международной космической станции. Выводы: сравнение технологических схем VCD (США) и центробежной вакуумной дистилляции (ЦВД), а также самих узлов дистилляции показывает ряд преимуществ системы регенерации воды на базе ЦВД с термоэлектрическим тепловым насосом (ТТН): отсутствие внешних насосов, отсутствие механического компрессора, меньшее влияние физико-химической температурной депрессии на эффективность ТТН по сравнению с механическим компрессором, более простая, а значит и более надежная, конструкция блока дистилляции. Это позволяют сделать вывод о перспективности этой системы (особенно после ее модернизации с учетом новых требований) для дальних и длительных космических миссий с космонавтами на борту.