Порівняльне дослідження автокаскадних циклів з використанням ексергетичних методів аналізу
Ескіз недоступний
Дата
2023
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНТУ, кафедра кріогенної техніки
Анотація
На сьогоднішній день автокаскадні системи (AКЦ) широко використовуються в енергетиці, військовій промисловості, електроніці та космосі. Відомо, що AКЦ має відносно низьку енергетичну ефективність. Двома основними причинами низької ефективності таких машин є недостатнє поділ компонентів зеотропного холодоагенту та великі втрати на дроселювання. Прагнучи поєднати переваги застосування двоступеневого поділу компонентів для підвищення ефективності поділу суміші та застосування ежектора для зменшення втрат при дроселюванні в роботі пропонується нова холодильна автокаскадна система із застосуванням ежектора та двоступеневим поділом компонентів (НЕАКЦ). Для того, щоб кількісно проаналізувати нове схемно-циклове рішення (НЕАКЦ) в якості протипоставлених систем вибрано холодильні цикли: класичний автокаскадний холодильний цикл (AКЦ), автокаскадний холодильний цикл з ежектором (EAКЦ) та автокаскадний холодильний цикл з двоступеневим поділом компонентів суміші (ДРАКЦ). Порівняльне дослідження нового циклу та трьох інших автокаскадних холодильних циклів проводилося методом моделювання, що ґрунтується на методах енергетичного та ексергетичного аналізу. Результати моделювання показують, що новий цикл завжди дає значний виграш у продуктивності. При заданій температурі кипіння - 60 ~ -45◦C енергетична ефективність циклів НЕАКЦ, ЕАКЦ та ДРАКЦ вище в середньому на 40,8%, 10,1% та 18,8% відповідно порівняно з АКЦ. Ексергетичні показники чотирьох циклів показують подібні результати. При температурі кипіння −60°C та температурі конденсації 30°C система НЕАКЦ забезпечує максимальне значення ексергетичної ефективності 16,9%, потім слідують системи ЕАКЦ 15,9%, ДРАКЦ 14,4% та AКС 14,2%. Максимальні втрати ексергії у всіх системах спостерігаються в компресорі та випарнику-конденсаторі, вони становлять від 23 до 28%. Запропонована система має вищі енергетичні та ексергетичні показники, ніж у інших аналізованих систем, але потребує додаткових досліджень.
Опис
Ключові слова
автокаскадні цикли, ежектор, поділ компонентів, ексергетичний аналіз