Том 58 № 2

Постійне посилання зібрання

https://card-file.ontu.edu.ua/handle/123456789/25026

Переглянути

Перегляд Том 58 № 2 за Дата публікації

Перейти на індекс:
Зараз показуємо 1 - 6 з 6
  • Документ
    Оптимізація режиму роботи холодильної машини, що працює на зеотропній суміші холодильних агентів
    (2022) М.Б. Кравченко, С.В. Кокул
    Кріорефрижератори Джоуля-Томсона, що працюють на сумішевих робочих тілах, мають значні переваги у порівнянні з охолоджувачами, які використовують чисті холодильні агенти. При оптимізації складу зеотропних сумішей холодильних агентів необхідно враховувати особливості роботи компресорів об'ємної дії. Відомо, що коефіцієнт подавання поршневого компресора суттєво залежить від ступеню стиснення та тиску нагнітання компресора. Тому проводити оптимізацію складу зеотропних сумішей холодильних агентів при фіксованій молярній витраті суміші з практичної точки зору є недоцільним. В статті описаний метод оптимізація режиму роботи холодильної машини, що працює на п’ятикомпонентній зеотропній суміші холодильних агентів. В якості цільової функції обрана максимальна холодопродуктивність установки, яка побудована на базі герметичного компресора TAG 2513Z, при температурі об’єкту охолодження 120 К. Метою дослідження є створення відносно простої математичної моделі такого компресора, яка повинна пов’язати тиски на всмоктуванні та нагнітанні з коефіцієнтом об’ємного подавання компресора. При оптимізації варіювалися такі параметри: тиски нагнітання і всмоктування компресора, склад п’ятикомпонентної робочої суміші, а також температура перед дросельним вентилем і температура на вході в фазовий сепаратор. В результаті обробки результатів чисельного експерименту, був отриманий аналітичний вираз, який наближено описує роботу холодильної установки залежно від восьми параметрів, що варіювалися. Це дозволило знайти оптимальний режим роботи холодильної машини, при якому досягається максимум холодопродуктивності. При опти­мальному режимі роботи холодильної установки тиск всмоктування дорівнює 2,4 бар, тиск нагнітання – 17,3 бар. За оптимального складу робочої речовини досягається максимальна холодо­продуктивність 54,7 Вт
  • Документ
    Оцінка термодинамічної ефективності абсорбційних водоаміачних термотрансформаторів на основі аналізу ексергетичних втрат в їх елементах
    (2022) Н.О. Біленко, О.С. Тітлов, Д.М. Нікітін
    Екологічна ситуація змушує розробників холодильної техніки переглянути ставлення до абсорбційних холодильних приборів, які комплектуються абсорбційними водоаміачними термотрансформаторами (АВТ) та можуть розглядатися як один із альтернативних варіантів переходу на екологічно безпечні холодоагенти. Робоче тіло АВТ складається із природніх компонентів – водоаміачного розчину (ВАР) з додаванням інертного газу (водню, гелію або їх суміші) та є абсолютно екологічно безпечним – має нульові значення озонознищуючого потенціалу та потенціалу «парникового» ефекту. Представлено оригінальну методику ексергетичного аналізу АВТ. Показано, що основні ексергетичні втрати у циклі АВТ припадають на генератор у процесах генерації пари та транспортування рідкої фази (при роботі на електроенергії – до 80 %, з пальними пристроями – до 60 %). Для їх зменшення необхідно провести оптимізаційні розрахунки генераторного вузла АВТ, ексергетичні втрати у якому, як мінімум, на порядок вищі, ніж у будь-якому іншому елементі АВТ. Результати енергетичного аналізу режимних параметрів серійних та дослідних моделей АВТ дозволили сформулювати низку рекомендацій для виробників енергозберігаючих агрегатів. Показано, що склад інертного газу впливає на ефективність циклу. Заміна водню гелієм призводить лише до зростання кількості циркулюючого газу в 2 рази, що ускладнює роботу контуру природної циркуляції АВТ. Варіантом подальшого енергетичного вдосконалення АВТ перспективно розглянути бінарну суміш трифторетанол (TFE) – тетраетиленгліколь диметиловий ефір (TEGDME), яка може бути більш вигідною для циклів поглинання при високих температурах, ніж класичні робочі системи, такі як H2O-LiBr та NH3-H2O. Ця система не піддається корозії, повністю змішується в широкому діапазоні температур, термостійка до 250 °C і має низький робочий тиск. У частині підвищення енергетичної ефективності генераторного вузла одним з перспективних напрямків може бути заміна традиційного сталевого матеріалу корпусу АВТ на алюмінієві сплави, які показали не тільки високі теплопередавальні характеристики, але і корозійну стійкість при взаємодії в водоаміачної сумішшю
  • Документ
    Аналітичне дослідження сушки щільного шару сипких матеріалів у мікрохвильовому полі
    (2022) І.Л. Бошкова, Н.В. Волгушева, К.О. Капауз, А.І. Фелонюк, О.С. Бондаренко
    Аналітично досліджується нагрівання щільного шару сипких (гранульованих) матеріалів у мікро­хвильовому полі. Представлено математичну модель процесу сушіння у вигляді диференціальних рівнянь переносу стосовно необмеженої пластини. Модель враховує ослаблення впливу внутрішніх джерел у процесі сушіння за рахунок зміни діелектричних характеристик вологого матеріалу. Враховується, що втрата вологи у матеріалі підпорядковується експоненційному закону. Розглянуто фізичний сенс складових рівнянь перенесення теплоти та маси. Описано процедуру отримання розрахункових залежностей для визначення середньої температури та вмісту вологості шару за граничних умов третього роду (тепловіддача на границі). Отримані залежності дають можливість розраховувати значення вмісту вологи і температури матеріалу при мікрохвильовому нагріванні. Проведена апробація математичної моделі сушіння щільного шару сипкого матеріалу при різних значеннях коефіцієнта тепловіддачі і питомої потужності мікрохвильового поля. Наведено результати зіставлення розрахункових даних з результатами експериментів, які демонструють зміну температури та вмісту вологи в часі. Показано, що розрахункові та експериментальні дані задовільно сходяться. Зазначається, що експериментальні криві свідчать про наявність автоколивального процесу зміни температури при сушінні, що пояснюється дифузійним опором матеріалу виходу вологи. Сумісність експериментальних та розрахункових результатів свідчить про відповідність математичної моделі реальним процесам перенесення теплоти та вологи при нагріванні шару матеріалу в мікрохвильовому полі. Апробація аналітичних залежностей для середньої температури шару та вологовмісту дозволяє стверджувати, що їх можна реко­мендувати для оцінки технологічних параметрів процесів перенесення теплоти та вологи при нагріванні шару матеріалу в мікрохвильовому полі
  • Документ
    Гідродинамічний метод перетворення рідини в перегріту пару
    (2022) Г.К. Лавренченко, О.Г. Слинько, В.М. Галкін, С.В. Козловський, А.С. Бойчук
    Зараз використовується метод перетворення рідини на перегріту пару, який має багато не-доліків. Головними з них є необхідність попереднього нагрівання великої маси рідини при введенні установки в дію і ізобарний процес пароутворення. Початкова теплота нагрівання рідини втрачається при виведенні установки з експлуатації, а використання ізобарного процесу перетворення рідини в пару вимагає більше теплоти, ніж ізохорний. В ізобарному процесі має місце непродуктивне розширення пари у процесі її утворення в порівнянні з ізохорним процесом. Пропонований гідродинамічний спосіб перетворення рідини на перегріту пару передбачає одноразовий перехід у пару невеликої кількості рідини та використання ізохорного процесу її перегріву. В цьому способі дискретна кількість рідини, попередньо стиснутої та ізобарно нагрітої до стану насичення, розпорошується на вертикально розташовану поверхню, температура якої вища за температуру рідини. Кипляча рідина, розпорошена тонким шаром на такій поверхні, миттєво перетворюєтьсяв насичену пару. Поверхня, що постійно нагрівається гарячим джерелом теплоти, поміщена в замкнутий об'єм, обладнаний автоматичними клапанами. Клапани регулюють момент та кількість рідини, що впорскується, та кінцевий тиск (температуру) перегріву пари. Працездатність та ефективність запропонованого методу пароутворення та перегріву пари перевірена на прикладі термодинамічного циклу утилізаційної паротурбінної установки (УПТУ), гарячим джерелом теплоти якої є відпрацьовані гази двигуна SDR-8 фірми «Зульцер» потужністю Ne = 1250 кВт, температура яких 350 ºС. При наявності холодного джерела теплоти з температурою 30 ºС теоретична потужність такої УПТУ дорівнює228 кВт. Потужність аналогічної установки, що працює за класичним циклом Ренкіна в тому самому інтервалі температур, – 221 кВт, тобто менше на 3 %. Так само вище виявляється термічний ККД установки з гідро-динамічним способом пароутворення. Переваги запропонованого способу пароутворення над статичним, що використовується зараз, – очевидні. Відсутній великогабаритний, масивний та конструктивно-складний паровий котел. Використовується більш ефективний із термодинамічної точки зору ізохорний процес перегріву пари. Наявна велика маневреність як при проектуванні, так і при експлуатації паротурбінних установок з гідродинамічним способом перетворення рідини в перегріту пару
  • Документ
    EN Thermodynamic analysis of a real marine refrigeration system for cruise ship "Scarlet Lady"
    (2022) Л.І. Морозюк, В.В. Соколовська-Єфименко, В.О. Єрін, О.О. Єфименко, А.В. Мошкатюк
    This paper presents an energy analysis of the marine refrigeration system as a component of the machi­nery system of the cruise liner “Scalet Lady”. This type of ship is one of the most complex types from an energy point of view, which is associated with a wide variety of energy consumers. The study uses two methods of thermodynamic analysis of real cycles: the method of cycles and entropy-statistical method. For the analysis, the experimental data on the operating modes of the marine refrigeration system has been used. According to the results of processing the experimental data, a thermodynamic cycle has been formed and an energy calculation of the cycle has been performed using classical methods for two-stage refrigeration machines. With the help of the cycle model, the external irreversibility is determined by successively reducing the energy efficiency of the ideal cycle. The Lorentz cycle has been chosen as an ideal model, taking into account the variable temperatures of heat supply and removal during heat exchange “heat source – phase transformations of the refrigerant R407f”. Along with the evaluation of efficiency, the distribution of losses by the components of the refrigeration system has been established, energy weaknesses that require improvement has been identified, and the most effective ways to reduce energy costs have been outlined. Analytical conclusions have a graphical interpretation of the thermodynamic efficiency assessment for the real refrigeration cycle. It has been established that in the considered real cycle of a marine refrige­ration system, the greatest influence on energy efficiency is exerted by external irreversibility in the condenser, in particular, in the overheating zone (25.64% of the total energy consumption of the plant). The effect of irreversibility in the compressor is not fixed
  • Документ
    Системи регулювання рівня рідких кріопродуктів в дефлегматорах для збагачення неоногелієвої суміші
    (2022) Є.В. Медушевський
    Враховуючи дефіцит неону та віддаленість джерел газової сировини, актуальним стає розгортання апаратів для збагачення концентрату у місцях його отримання. У статті розглянуто тех­нічні рішення, спрямовані на автоматизацію установок для збагачення неоногелієвої суміші шляхом конденсації N2 в окремому апараті – дефлегматорі, який охолоджується рідким азотом. Конденсаційне збагачення потоку досягається за рахунок виділення азоту при тиску 0,6...1,2 МПа і температурах 68...78 К. Найпростішим регулятором рівня рідкого холодоагенту і азотного конденсату є клапан, механічно пов'язаний з поплавком в азотній ванні. Поплавкові клапани – єдині рухомі вузли дефлегматора. Порушення їх працездатності загрожує втратами холодоагенту, продукційної суміші та позаштатними ситуаціями. При виборі конструкції поплавкових регуляторів слід враховувати особливості об'єкта управління та режимні параметри дефлегматора. У роботі наведені приклади різного виконання поплавкового клапана, кожен з яких має свої переваги і недоліки. Як приклад, були розглянуті поплавки з металевим герметичним корпусом. При виборі геометричних розмірів герметичного поплавка необхідно враховувати підйомну силу та властивості міцності, особливо для клапана в збірці конденсату. Отримано залежність допустимого рівня тиску і запасу плавучості від геометричних характеристик. Проведений аналіз дозволяє спростити вибір розмірів поплавка в інтервалі розташовуваного сортаменту сферичних днищ. Обґрунтовано переваги електромагнітних клапанів рівня, перехід до яких дозволяє знизити теплоприпливи, підвищити надійність, ремонтоспроможність, а також допускає можливість дистанційного контролю. Показаний приклад управління автоматичними клапанами у вигляді блок-схеми. Показані для порівняння варіанти виконання дефлегматора з поплавковими та електромеханічними регуляторами