Теоретичний аналіз характеристик газових холодильних машин при помірних температурах охолодження
Вантажиться...
Дата
2015
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.14 — Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування.
В дисертаційній роботі проведено дослідження впливу різних параметрів на інтегральні показники (холодопродуктивність, холодильний коефіцієнт) газових холодильних машин при помірних температурах охолодження. Для дослідження були розроблені одновимірна математична модель, яка базуэться на структурно- модульному представленні кріосистем і алгоритм розрахунку нестаціонарних параметрів робочого тіла
При вивченні властивостей моделі та її апробації були отримані рекомендації для оцінки емпіричних коефіцієнтів (коефіцієнти тепловіддачі та гідравлічного опору), а також нові емпіричні формули для оцінки коефіцієнта тепловіддачі в пульсаційній трубці.
Досліджена ГХМ Стірлінга при температурах охолодження до 250 К. При вивченні враховувався взаємовплив різних параметрів на інтегральні показники пристрою. Також розглянута можливість зміни основного робочого тіла цих машин (гелій) на альтернативні гази (аргон, неон, метан, азот).
Отримані рекомендації для вибору параметрів насадки сітчастого регенератора, які визначаються величиною теплового пограничного шару. Кут зсуву фаз компресорної та розширювальної порожнин повинен бути в діапазоні від 90° до 140°. Також отримані рекомендації для вибору відношення описаних об'ємів цих порожнин.
Вивчення впливу альтернативних гелію робочих тіл показало, що аргон і неон використовувати в машині недоцільно. Використання азоту та метану може дозволити сконструювати машину з холодильним коефіцієнтом і холодопродуктивністю не менше ніж у гелієвого пристрою.
Також отримані критерії подібності газових холодильних машин Стірлінга, що дозволило розробити методику проектування цих машин з використанням існуючих конструкцій.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 — Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. В диссертационной работе проведено изучение влияния различных параметров на интегральные показатели (холодопроизводительность, холодильный коэффициент) газовых холодильных машин при умеренных температурах охлаждения. Для исследования были разработаны одномерная математическая модель, основанная на структурно-модульном представлении криосистем и алгоритм расчета нестационарных параметров рабочего тела. При изучении свойств модели и ее апробации были получены рекомендации по оценке эмпирических коэффициентов (коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления), а также новые эмпирические формулы для оценки коэффициента теплоотдачи в пульсационной трубке. Исследована ГХМ Стирлинга при температурах охлаждения до 250 К. При изучении учитывалось взаимовлияние различных параметров на интегральные показатели устройства. Также рассмотрена возможность замены основного рабочего тела этих машин (гелий) на альтернативные газы (аргон, неон, метан, азот). Получены рекомендации по выбору параметров насадки сетчатого регенератора, которые определяются величиной теплового пограничного слоя. Угол сдвига фаз компрессорной и расширительной полостей должен быть в диапазоне от 90° до 140°. Также получены рекомендации по выбору отношения описанных объемов этих полостей. Изучение влияния альтернативных гелию рабочих тел показало, что аргон и неон использовать в машине нецелесообразно. Применение азота и метана может позволить сконструировать машину с холодильным коэффициентом и холодопроизводительностью не меньше чем у гелиевого устройства. Также получены критерии подобия газовых холодильных машин Стирлинга, что позволило разработать методику проектирования этих машин с использованием существующих конструкций.
Thesis for a degree of candidate of engineering sciences for Specialty 05.05.14 - Refrigeration, vacuum and compression engineering, air conditioning systems. In the dissertation the influence of the different parameters on the integral indexes (cooling capacity, COP) of the gas refrigerating machine (GCM) under the moderate cooling temperatures were studied. The one-dimensional model based on structural- modular conception of the cryosystems and calculation algorithm of the time-varying parameters of the working fluid had been developed for the investigation. During the analysis of model’s properties and its testing, the recommendations were received to assess the empirical coefficients (coefficients of heat transfer and flow resistance), as well as new empirical formulas for estimating the heat transfer coefficient in the pulse tube. The Stirling GCM under cooling temperature to 250 K had been investigated. The interaction of the different parameters on the integral values of the device was being allowed during study. The possibility of the substitution of the main working fluid of this machines (helium) by alternative gases (argon, neon, methane, nitrogen) also had been considered. The recommendations about selection of the parameters of the regenerator wire mesh matrix witch was determined by the value of the thermal penetration depth had been received. The phase shift angle of the compressor and extended cavities must be in the range of 90° to 140°. The recommendations about selection of the ratio of the described volumes of this cavity also had been received. The investigation of the influence of the helium alternatives working fluids showed that the use of argon and neon is unpractical. The use of nitrogen and methane can allow to design machine with refrigerator coefficient and cooling capacity as much as helium device. The similarity criteria of the Stirling GCM had been received, this enabling designing method of this machines with exist constructions using be developed.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14 — Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования. В диссертационной работе проведено изучение влияния различных параметров на интегральные показатели (холодопроизводительность, холодильный коэффициент) газовых холодильных машин при умеренных температурах охлаждения. Для исследования были разработаны одномерная математическая модель, основанная на структурно-модульном представлении криосистем и алгоритм расчета нестационарных параметров рабочего тела. При изучении свойств модели и ее апробации были получены рекомендации по оценке эмпирических коэффициентов (коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления), а также новые эмпирические формулы для оценки коэффициента теплоотдачи в пульсационной трубке. Исследована ГХМ Стирлинга при температурах охлаждения до 250 К. При изучении учитывалось взаимовлияние различных параметров на интегральные показатели устройства. Также рассмотрена возможность замены основного рабочего тела этих машин (гелий) на альтернативные газы (аргон, неон, метан, азот). Получены рекомендации по выбору параметров насадки сетчатого регенератора, которые определяются величиной теплового пограничного слоя. Угол сдвига фаз компрессорной и расширительной полостей должен быть в диапазоне от 90° до 140°. Также получены рекомендации по выбору отношения описанных объемов этих полостей. Изучение влияния альтернативных гелию рабочих тел показало, что аргон и неон использовать в машине нецелесообразно. Применение азота и метана может позволить сконструировать машину с холодильным коэффициентом и холодопроизводительностью не меньше чем у гелиевого устройства. Также получены критерии подобия газовых холодильных машин Стирлинга, что позволило разработать методику проектирования этих машин с использованием существующих конструкций.
Thesis for a degree of candidate of engineering sciences for Specialty 05.05.14 - Refrigeration, vacuum and compression engineering, air conditioning systems. In the dissertation the influence of the different parameters on the integral indexes (cooling capacity, COP) of the gas refrigerating machine (GCM) under the moderate cooling temperatures were studied. The one-dimensional model based on structural- modular conception of the cryosystems and calculation algorithm of the time-varying parameters of the working fluid had been developed for the investigation. During the analysis of model’s properties and its testing, the recommendations were received to assess the empirical coefficients (coefficients of heat transfer and flow resistance), as well as new empirical formulas for estimating the heat transfer coefficient in the pulse tube. The Stirling GCM under cooling temperature to 250 K had been investigated. The interaction of the different parameters on the integral values of the device was being allowed during study. The possibility of the substitution of the main working fluid of this machines (helium) by alternative gases (argon, neon, methane, nitrogen) also had been considered. The recommendations about selection of the parameters of the regenerator wire mesh matrix witch was determined by the value of the thermal penetration depth had been received. The phase shift angle of the compressor and extended cavities must be in the range of 90° to 140°. The recommendations about selection of the ratio of the described volumes of this cavity also had been received. The investigation of the influence of the helium alternatives working fluids showed that the use of argon and neon is unpractical. The use of nitrogen and methane can allow to design machine with refrigerator coefficient and cooling capacity as much as helium device. The similarity criteria of the Stirling GCM had been received, this enabling designing method of this machines with exist constructions using be developed.
Опис
Кузнецов, В. В.
Теоретичний аналіз характеристик газових холодильних машин при помірних температурах охолодження [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.14 "Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціонування" / Кузнецов Віталій Владиславович ; наук. кер. В. М. Кухаренко ; Одес. нац. акад. харч. технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2015. – 21 с. : табл., рис.
Ключові слова
холодильний коефіцієнт, холодопродуктивність, газова холодильна машина, пульсаційна трубка, регенератор, альтернативне робоче тіло, температура охолодження, холодильный коэффициент, холодопроизводительность, газовая холодильная машина, пульсационная трубка, регенератор, альтернативное рабочее тело, температура охлаждения, refrigeration ratio, cooling capacity, gas refrigerating machine, pulse tube, regenerator, alternative working fluid, temperature of cooling