Інтенсифікація процесів у тепломасообмінних апаратах з рухомою насадкою для багатофункціональних сонячних холодильних систем
Вантажиться...
Дата
2017-02-21
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 - Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання.
Дисертація присвячена розробці багатофункціональних сонячних холодильних систем тепло-холодопостачання і кондиціювання повітря з використанням методів випарного охолодження середовищ. Розроблені схемні рішення сонячних холодильних (СХС) і кондиціонуючих систем (ССКП), що дозволяє створити багатофункціональну систему життєзабезпечення. Як абсорбент рекомендований розчин LiBr+ (Н_20+LiBr+LiNO_3), переважливий з точки зору ступеня осушування повітря, якого необхідно досягти, і необхідної температури регенерації абсорбенту. Розроблено принципи конструювання ТМА для СХС і ССКП з використанням рухомої насадки РНт-к, що забезпечує сталу експлуатацію в екстремальних умовах. На основі циклу теоретичних та експериментальних досліджень показано, що оптимальний діапазон ρ_эн для реалізації процесів тепломасообміну в шарі РНт-к складає ρ_эн = 300-600 кг/м , і рекомендовані значення навантажень: для випарних охолоджувачів (НВОг і НВОж) ԝ_г ≅ 2,5-6,0 м/с; робочий діапазон щільностей зрошування q_ж складає у середньому q_ж = 8 - 12 м^3 /(м^3г); зниження витрати рідини нижче 8 м^3 /(м^2 г) призводить до різкого падіння величини затримки рідини в шарі, що для рухомої насадки рівноцінно падінню величини поверхні тепломасообміну. Одержані вирази, що описують значення критичних швидкостей (w`_0, w_1), динамічної висоти і ефективності процесів тепломасообміну в шарі РНт-к; виконано вивчення режиму «захлинання» РНт-к на високих навантаженнях по газовому потоку і побудована інверсійна крива, що забезпечує можливість конкретизації робочого діапазону навантажень. Розроблена ССКП здатна забезпечити одержання комфортних параметрів повітря для будь-яких кліматичних умов земної кулі (до х_г = 20 г/кг, при t до 40^0С); сонячна холодильна система СХС може забезпечити охолодження води на рівні t^2_ж = 6-10^0 С і, таким чином, значно поширити можливість практичного використання методів випарного охолодження середовищ у низці харчових, хімічних та інших технологій з істотною економією енергії. Виконано порівняльний екологічний аналіз нових рішень для сонячних систем (при порівнянні СКП традиційного типу - парокомпресійної СКП і двох альтернативних варіантів ССКП (на основі ТМА з РН і РНт-к) на основі методології і бази даних «Повний життєвий цикл»; результати аналізу дозволяють зробити висновок про суттєву перевагу розроблених ССКП (СХС) на основі рухомої насадки РНт-к по всіх основних екологічних показниках.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05 05 14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем теплохладоснабжения и кондиционирования воздуха с использованием методов испарительного охлаждения сред. Показано, что для основных вариантов солнечных систем СХС и ССКВ на основе теплоиспользующего абсорбционного цикла наиболее перспективно включение испарительных охладителей непрямого типа НИОг и НИОж. Разработаны схемные решения солнечных холодильных (СХС) и кондиционирующих систем (ССКВ), что позволяет создать многофункциональную систему жизнеобеспечения. В качестве абсорбента рекомендован раствор LiBr+ (Н_20+LiBr+LiNO_3), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента, а также надежности эксплуатации. Разработаны принципы конструирования ТМА (абсорбера-осушителя АПН и десорбера-регенератора ДПН, испарительных охладителей воздуха НИОг (НИО-Rг) и жидкости НИОж непрямого типа) с использованием насадки ПНт-к, обеспечивающей устойчивую эксплуатацию в экстремальных условиях. На основе цикла теоретических и экспериментальных исследований показано, что оптимальный диапазон р_эн для реализации процессов тепломасообмена в слое ПНт-к составляет р_эн = 300-600 кг/м , и рекомендованы значения нагрузок: для испарительных охладителей (НИОг и НИОж) w_г ≅ 2,5-6,0 м/с; оптимальное значение соотношения потоков составляет для НИОж 1 = Gг/Gж = 1,1-1,2; для НИОг 1 = Gо/Gв = 1,1-1,2. Рабочий диапазон плотностей орошения q_ж (рециркуляционный контур ТМА непрямого типа НИО) составляет в среднем q_ж = 8 - 12 м^3 /(м^2ч); снижение расхода жидкости ниже величины 8 м^3/(м^2ч) приводит к резкому падению величины задержки жидкости в слое, что для подвижного насадки равносильно падению величины поверхности тепломасcообмена между контактирующими потоками газа и жидкости. Получены выражения, описывающие значения критических скоростей (w`_0, w_1), динамической высоты, потерь напора и эффективности процессов тепломаcсообмена в слое ПНт-к; выполнено изучение режима «захлебывания» ПНт-к на высоких нагрузках по газовому потоку и выстроена инверсионная кривая, что обеспечивает возможность конкретизации рабочего диапазона нагрузок. Разработанная ССКВ (формула ДБР ↔ АБР → НИОг и др.) способна обеспечить получение комфортных параметров воздуха для любых климатических условий земного шара (до х_г = 20 г/кг, при t до 40^0C); в сравнении с традиционными парокомпрессионными СКВ альтернативная ССКВ обеспечивает значительное снижение энергозатрат. Разработанная солнечная холодильная система СХС (формула ДБР ↔ АБР → НИОж и др.) может обеспечить охлаждение воды на уровне t^2_ж = 6-10^0 С и, таким образом, значительно расширить возможность практического использования методов испарительного охлаждения сред в ряде пищевых, химических и других технологий с существенной экономией энергии. Выполнен сравнительный экологический анализ новых решений для солнечных систем (при сравнении СКВ традиционного типа - парокомпрессионной СКВ и двух альтернативных вариантов ССКВ (на основе ТМА с ПН и ПНт-к) на основе методологии и базы данных «Полный жизненный цикл»; результаты анализа позволяют сделать вывод о существенном преимуществе разработанных ССКВ (СХС) на основе подвижной насадки ПНт-к по всем основным экологическим показателям.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, Specialty 05.05.14 - Refrigeration, Vacuum and Compression Engineering, Air Conditioning Systems. Dissertation is sanctified to development of scientific and engineering bases of creation of the solar systems of refrigeration and air-conditioning with the use of methods of the evaporated cooling. The basic variants of the solar systems are based on an open absorbing cycle. The schematics of the solar refrigeration and air-conditioning systems are worked out. As an absorbent solution of LiBr, preferable from the point of view of the arrived at degree of drainage of air and required temperature of regeneration of absorbent, is recommended. Principles of constructing of apparatus (absorber, desorber-regenerator, evaporated coolers of air and water of indirect type) are worked out with the use of fluidized bed providing steady exploitation in extreme terms. On the basis of cycle of theoretical and experimental researches the optimal structural and regime parameters of work of heat-mas- transfer apparatus are certain. Worked out air-conditioning systems (the formula of DBR ↔ ABR → IECg and other) is able to provide the receipt of comfort parameters of air for any climatic terms of earth. The worked out solar refrigeration system (ДБR ↔ ABR → IECw and other) considerably extends possibility of the practical use of methods of the evaporated cooling in a number of food, chemical and other technologies with the substantial economy of energy. The comparative ecological analysis of new decisions is executed.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05 05 14 - Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. Диссертация посвящена развитию научных и инженерных основ создания многофункциональных солнечных систем теплохладоснабжения и кондиционирования воздуха с использованием методов испарительного охлаждения сред. Показано, что для основных вариантов солнечных систем СХС и ССКВ на основе теплоиспользующего абсорбционного цикла наиболее перспективно включение испарительных охладителей непрямого типа НИОг и НИОж. Разработаны схемные решения солнечных холодильных (СХС) и кондиционирующих систем (ССКВ), что позволяет создать многофункциональную систему жизнеобеспечения. В качестве абсорбента рекомендован раствор LiBr+ (Н_20+LiBr+LiNO_3), предпочтительный с точки зрения достигаемой степени осушения воздуха и требуемой температуры регенерации абсорбента, а также надежности эксплуатации. Разработаны принципы конструирования ТМА (абсорбера-осушителя АПН и десорбера-регенератора ДПН, испарительных охладителей воздуха НИОг (НИО-Rг) и жидкости НИОж непрямого типа) с использованием насадки ПНт-к, обеспечивающей устойчивую эксплуатацию в экстремальных условиях. На основе цикла теоретических и экспериментальных исследований показано, что оптимальный диапазон р_эн для реализации процессов тепломасообмена в слое ПНт-к составляет р_эн = 300-600 кг/м , и рекомендованы значения нагрузок: для испарительных охладителей (НИОг и НИОж) w_г ≅ 2,5-6,0 м/с; оптимальное значение соотношения потоков составляет для НИОж 1 = Gг/Gж = 1,1-1,2; для НИОг 1 = Gо/Gв = 1,1-1,2. Рабочий диапазон плотностей орошения q_ж (рециркуляционный контур ТМА непрямого типа НИО) составляет в среднем q_ж = 8 - 12 м^3 /(м^2ч); снижение расхода жидкости ниже величины 8 м^3/(м^2ч) приводит к резкому падению величины задержки жидкости в слое, что для подвижного насадки равносильно падению величины поверхности тепломасcообмена между контактирующими потоками газа и жидкости. Получены выражения, описывающие значения критических скоростей (w`_0, w_1), динамической высоты, потерь напора и эффективности процессов тепломаcсообмена в слое ПНт-к; выполнено изучение режима «захлебывания» ПНт-к на высоких нагрузках по газовому потоку и выстроена инверсионная кривая, что обеспечивает возможность конкретизации рабочего диапазона нагрузок. Разработанная ССКВ (формула ДБР ↔ АБР → НИОг и др.) способна обеспечить получение комфортных параметров воздуха для любых климатических условий земного шара (до х_г = 20 г/кг, при t до 40^0C); в сравнении с традиционными парокомпрессионными СКВ альтернативная ССКВ обеспечивает значительное снижение энергозатрат. Разработанная солнечная холодильная система СХС (формула ДБР ↔ АБР → НИОж и др.) может обеспечить охлаждение воды на уровне t^2_ж = 6-10^0 С и, таким образом, значительно расширить возможность практического использования методов испарительного охлаждения сред в ряде пищевых, химических и других технологий с существенной экономией энергии. Выполнен сравнительный экологический анализ новых решений для солнечных систем (при сравнении СКВ традиционного типа - парокомпрессионной СКВ и двух альтернативных вариантов ССКВ (на основе ТМА с ПН и ПНт-к) на основе методологии и базы данных «Полный жизненный цикл»; результаты анализа позволяют сделать вывод о существенном преимуществе разработанных ССКВ (СХС) на основе подвижной насадки ПНт-к по всем основным экологическим показателям.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, Specialty 05.05.14 - Refrigeration, Vacuum and Compression Engineering, Air Conditioning Systems. Dissertation is sanctified to development of scientific and engineering bases of creation of the solar systems of refrigeration and air-conditioning with the use of methods of the evaporated cooling. The basic variants of the solar systems are based on an open absorbing cycle. The schematics of the solar refrigeration and air-conditioning systems are worked out. As an absorbent solution of LiBr, preferable from the point of view of the arrived at degree of drainage of air and required temperature of regeneration of absorbent, is recommended. Principles of constructing of apparatus (absorber, desorber-regenerator, evaporated coolers of air and water of indirect type) are worked out with the use of fluidized bed providing steady exploitation in extreme terms. On the basis of cycle of theoretical and experimental researches the optimal structural and regime parameters of work of heat-mas- transfer apparatus are certain. Worked out air-conditioning systems (the formula of DBR ↔ ABR → IECg and other) is able to provide the receipt of comfort parameters of air for any climatic terms of earth. The worked out solar refrigeration system (ДБR ↔ ABR → IECw and other) considerably extends possibility of the practical use of methods of the evaporated cooling in a number of food, chemical and other technologies with the substantial economy of energy. The comparative ecological analysis of new decisions is executed.
Опис
Гончаренко, В. А. Інтенсифікація процесів у тепломасообмінних апаратах з рухомою насадкою для багатофункціональних сонячних холодильних систем [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компрессорна техніка, системи кондиціювання" / Гончаренко Володимир Анатолійович ; наук. кер. О. В. Дорошенко ; Одес. нац. акад. харч. технологій . – Одеса : ОНАХТ, 2017. – 23 с.
Ключові слова
сонячна система, абсорбція-десорбція, випарне охолодження, кондиціювання повітря, рухома насадка, гідро-аеродинаміка, тепломасообмін, повітряохолоджувач, градирня, екологічний вплив, солнечная система, абсорбция-десорбция, испарительное охлаждение, кондиционирование воздуха, подвижная насадка, гидроаэродинамика, тепломассообмен, воздухоохладитель, экологическое влияние, solar system, absorption, desorption, evaporated cooling, air-conditioning, heat-mass-transfer