Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования

Диссертационная работа:

Сусликов Денис Владимирович. Получение мелкодисперсных частиц водного льда методом диспергирования в условиях вакуумирования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.03 / Сусликов Денис Владимирович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т инженер. экологии].- Москва, 2009.- 120 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3617

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность проблемы

Поиск новых рабочих веществ для современных парокомпрессионных холодильных машин в настоящее время становится все* более острой проблемой из-за возрастающих экологических требований, предъявляемых к ним. Разработка новых экологически безопасных хладагентов связана с большими финансовыми затратами и не всегда может гарантировать успех. Поэтому такие факторы как совместимость с окружающей средой, доступность, термодинамическое совершенство, низкая стоимость, пожаровзрывобезопасность, актуализируют поиск рабочих веществ природного происхождения - в том числе воды, диоксида углерода, водных растворов солей и спиртов.

Вода является простым, дешевым, совершенным по теплофизическим свойствам веществом, обладающим высокими показателями скрытой теплоты парообразования и теплоемкости. Использование воды как холодильного агента в системах охлаждения является перспективным в сельском хозяйстве, на транспорте, в промышленном и гражданском кондиционировании. Однако рабочий цикл с применением воды в качестве хладагента проходит при давлении ниже атмосферного. В результате система должна пропускать большие объемные потоки водяного пара, имея сравнительно высокие коэффициенты сжатия. По этой причине, машины высокой объемной производительности являются наилучшим выбором. Основной цикл машин, работающих на воде, фактически идентичен парокомпрессионному холодильному циклу с традиционными холодильными агентами, за исключением того, что в связи с доступностью и относительно низкой стоимостью воды как холодильного агента, возможно, ее использование в разомкнутом цикле. В силу своих специфических свойств (низкое давление паров при температурах 0...+20 С), существующий парк холодильных компрессоров не может быть использован, поэтому в качестве средств компремирования выбраны скоростные вакуумные насосы ротативного действия.

На сегодняшний день водоледяная суспензия и водный лёд находят широкое применение в разных отраслях промышленности. Применение водоледяных суспензий в холодильной технике существенно сокращает габариты теплообменного оборудования, более интенсивно протекают процессы тепломассообмена.

Классические методы получения мелкодисперсного водного льда предполагают наличие парокомпрессионных холодильных машин, использующих различные виды холодильных агентов от хладонов и аммиака до углеводородов и С02. В последние годы в холодильной технике появилась узкая группа синтетических хладагентов типа R123, R407C, которые имеют минимальное отепляющее воздействие на окружающую среду и не

разрушают озоновый слой. Подобные вещества не производятся в нашей стране, поэтому они весьма дороги. Еще более дорогими являются синтетические масла совместимые с ними.

В литературе имеются сведения относительно работ по созданию крупных по холодильной мощности установок, работающих на воде как хладагенте. В них применяют центробежные и осевые компрессоры. В нашей стране данной проблемой в разное время занимались к.т.н., доц. Г.Ф. Ивановский с учениками. За рубежом наиболее известны работы профессора Йохима Пауэла (Дания), Дж. Кюхнл-Кинела (Швейцария), Петера Эголфа (Швейцария). Создание вакуумных льдогенераторов малой и средней производительности на основе турбомашин динамического действия не представляется возможным, поскольку КПД этих машин резко снижается при уменьшении потока пропускаемого газа. Требуется также организация промежуточного охлаждения водяного пара, что увеличивает стоимость и сложность установки.

Цель работы

Целью работы является экспериментальное и теоретическое обоснование процесса генерации водного льда мелкодисперсной структуры в условиях вакуума, создание опытного стенда-имитатора вакуумного льдогенератора и получение его характеристик.

Основные задачи работы

  1. Получение экспериментальных данных в условиях рабочих режимов на созданном стенде-имитаторе вакуумного генератора мелкодисперсного льда.

  2. Разработка аналитического решения задачи замерзания мелкодисперсных капель воды, распыляемых через форсунку в вакуумируемую гермокамеру-генератор.

  3. Создание методики теплового расчета установки, построенной по данному принципу.

  4. Сопоставление энергетической эффективности вакуумного льдогенератора водного льда мелкодисперсной структуры с современными парокомпрессионными холодильными установками аналогичного назначения, работающими на ГФУ (HFC).

Научная новизна

Представлено аналитическое решение задачи замерзания мелкодисперсных капель воды, диспергируемых в вакуумируемом объеме термокамеры с учетом технических характеристик средств вакуумной откачки (удельная быстрота действия вакуумного насоса-компрессора), на основе чего предложено расчетное уравнение для нахождения времени промерзания капель воды заданных геометрических характеристик.

Получены экспериментальные данные по динамике замерзания мелких капель воды, диспергируемых в вакуумируемое пространство термокамеры.

Практическая значимость работы

Разработана схема вакуумного генератора водного льда мелкодисперсной структуры.

Создан опытный стенд-имитатор вакуумного льдогенератора по получению мелкодисперсного водного льда.

Проведено сопоставление энергетической эффективности вакуумного генератора для получения мелкодисперсного водного льда с современными фреоновыми холодильными установками аналогичного назначения, выявлены экологические и эксплуатационные преимущества вакуумных генераторов мелкодисперсного льда.

Предложена методика расчета вакуумных генераторов водного льда мелкодисперсной структуры с учетом конечной пропускной способности вакуумной коммуникации. Показана возможность использования в качестве насос-компрессора на установке образцов быстроходных машин, выпускаемых отечественной промышленностью.

Апробация работы

Основные результаты диссертации опубликованы в 7 научных работах, список которых приведен в конце автореферата.

Результаты исследований были представлены в виде научного доклада на 8-ой конференции в Копенгагене, Дания, имени Густава Лоренцена Conference on Natural Working Fluids, «Vacuum methods of water ice formation».

Установка была представлена на Международной специализированной выставке и конференции холодильной промышленности «ХолодЭкспо Россия 2009»

Структура и объем работы


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net