近日，彼尔姆理工大学的科学家提出一种空气冷却装置现代化设计方法，有望将热交换过程提高17%，降低能源成本并使设备适应增加的生产负荷。该研究成果发表在《化学、生态学、城市研究》合集上，研究是在“2030优先事项”战略学术领导力计划框架下开展的。
在工业领域，尤其是原油加工中，使用通过吹气运行的特殊装置将气体和液体(水、油和溶液)冷却到最佳温度至关重要，此类系统有助于维持所需温度并确保设备稳定运行。然而，随着每年对成品油产量要求的提高，空冷装置的负荷日益增大。
空气冷却装置的主要元件是热液体通过的翅片管，风扇产生气流并推过散热片带走大部分热量，再将冷却后的物质返回，该系统可将油原料的温度降低至5 - 50度。在装置的标准设计中，管道配备有沿整个长度分布的光滑翅片，发挥主要热交换功能，但即使是最强大的翅片管，传热系数通常也不超过90W/m²，难以满足当前需求。
彼尔姆理工大学的科学家发现，改进肋片形状可提高热传递和冷却空气的速度。他们建议使用形状为空间螺旋状、倾斜角为10度的花瓣状冷却元件。
研究在理论建模的EC - 101空气冷却装置上进行，该装置安装在加氢裂化设备(一种深度炼油工艺)上。科学家首先计算了现有带光滑翅片结构的传热，仅为64.6W/m²，不符合技术要求。随后，他们用带花瓣状翅片的管道替换，并重新计算。
“我们决定将肋条制成螺旋状，这样既能保留管道表面的波纹，增加冷却剂与环境的接触面积，又能沿管道轴线形成湍流气流状态，从而提高热交换强度。”PNIPU化学生产设备与自动化系高级讲师Evgeny Shestakov分享道。该设计的建模显示，与原始设计相比，传热参数值增加了17%，证明了该想法的有效性。
彼尔姆理工大学科学家提出的改进措施，可提高产品冷却效率，使设备运行更接近所需技术参数。因此，引入特殊的花瓣形翅片系统，是提高炼油厂设备生产率的一个有前景的解决方案。
