Исследование термодинамических свойств и теплотехнических характеристик фторорганических рабочих веществ

• Автор: Сухих, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 386 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение. Выбор объектов исследования. Актуальность и прикладное значение результатов
1 Экспериментальные методы исследования термодинамических
свойств фторорганических рабочих веществ
1.1 Экспериментальная установка « руТх» и метод изохорически
связанных последовательных расширений
1.2 Экспериментальная установка « ррТ » и метод пьезометра
постоянного объема
2 Расчетные и теоретические методы исследования
2.1 Методы построения уравнений состояния для расчета термодинамических свойств индивидуальных веществ
2.2 Методы построения уравнений состояния для расчета
свойств смесей и растворов
2.3 Методы определения термодинамических эффектов смешения
3 Исследование термодинамических свойств октафторпропана (СзР») и декафторбутана (ЕДдо)
3.1 Обзор литературных данных о теплофизических свойствах октафторпропана и декафторбутана
3.2 Результаты экспериментального исследования ррТ поверхности октафторпропана и декафторбутана
3.3 Разработка уравнения состояния, расчет таблиц термодинамических
свойств и анализ данных
3.3.1 Построение полиномиальной зависимости для
коэффициента сжимаемости
3.3.2 Разработка уравнения состояния для расчета термодинамических
свойств декафторбутана. Анализ результатов
3.3.3 Разработка уравнения состояния для расчета термодинамических
свойств октафторпропана. Анализ результатов
3.4 Выводы
4 Исследование термодинамических свойств гептафторбутанолового
эфира НРЕ347шсс и его смесей с октафторпропаном РС218, трифторметаном НЕС23, тетрафторметаном РС14
4.1 Обзор литературных данных о термодинамических свойствах компонентов смесей на основе гептафторбутанолового эфира
4.2 Исследование термодинамических свойств фторэфира
4.2.1 Измерение давления насыщения фторэфира, обработка и анализ данных
4.2.2 Определение руТ - данных в паровой фазе и на
кривой насыщения фторэфира НЕЕ347тсс
4.2.3 Разработка уравнения состояния фторэфира НРЕ347шсс, анализ
данных и расчет термодинамических свойств в газовой фазе
4.3 Исследование термодинамических свойств смесей фторэфира с октафторпропаном, трифтрометаном и тетрафторметаном
4.3.1 Экспериментальные руТх - данные для бинарной системы
ЕС 218 - НЕЕ347тсс
4.3.2 Экспериментальные ръТх - данные для бинарной системы
НРС 23 - НРЕ347тсс
4.3.3 Экспериментальные рТх - данные для бинарной системы
РС14 - НРЕ347тсс
4.3.4 Разработка уравнений состояния и расчет термодинамических
свойств смесевых хладагентов на основе фторэфира НЕЕ347шсс
4.3.4.1 Разработка уравнения состояния и расчет термодинамических
свойств бинарной системы РС218-НРЕ 347шсс
4.3.4.2 Разработка уравнения состояния и расчет термодинамических
свойств бинарной системы НРС23-НРЕ 347тсс
4.3.4.3 Разработка уравнения состояния и расчет термодинамических
свойств бинарной системы РС14-НРЕ 347шсс
4.4 Выводы
5 Исследование термодинамических свойств смесей гексафторида
серы с октафторпропаном (8Рб / С3Р8)
5.1 Обзор литературных данных о термодинамических свойствах компонентов смеси
5.2 Экспериментальные рхТх - данные для системы 8Р6-СзР8
5.3 Результаты описания опытных рУТх - данных кубическим
уравнением состояния
6 Разработка теплосиловых циклов на фторорганических рабочих телах
6.1 Термодинамическая эффективность фторуглеродов как рабочих тел в теплосиловых циклах АЭС
6.2 Термодинамический анализ схемы замещения пароводяного контура
на фторуглеродный в парогазовых установках
6.3 Разработка теплосиловых циклов утилизационных установок
в системе распределенной энергетики
6.3.1 Особенности технологии генерации электроэнергии в циклах на органических рабочих веществах
6.3.2 Результаты сравнения термодинамической эффективности теплосиловых циклов на органических рабочих веществах
6.3.3 Разработка тепловой схемы утилизации генераторных газов
6.4 Особенности применения фторуглеродов в качестве рабочих
веществ теплосиловых установок
7 Теплотехнические испытания циркуляционного стенда на октафторпропане
7.1 Характеристика основных систем и аппаратов экспериментального
стенда
7.1.1 Система измерений давления, температуры и расходов
7.1.2 Характеристика основных аппаратов
7.2 Программа - методика проведения теплотехнических испытаний
7.2.1 Цели и назначение испытаний
7.2.2 Расчетные параметры цикла
7.2.3 Методика проведения исследований термической
стабильности
7.2.4 Методика проведения теплотехнических измерений
7.2.5 Требования безопасности и условия
эксплуатации
7.3 Результаты теплотехнических испытаний
7.4 Результаты спектрометрического анализа
7.5 Математическая модель термогидравлического расчета рекуператора
7.5.1 Постановка задачи исследования
7.5.2 Математическая модель термогидравлического расчета
7.5.3 Алгоритм расчета и программная реализация термогидравлического
расчета
7.5.4 Результаты термогидравлического расчета
7.6 Выводы
8 Теплотехнические характеристики теплонасосных установок и их элементов
8.1 Теплотехнические испытания ТНУ на Ю34а
8.1.1 Экспериментальная установка «ТН-ЗООУИС»
8.1.2 Результаты испытаний на фреоне Ш34а
8.2 Теплотехнические испытания ТНУ на диоксиде углерода
8.2.1 Экспериментальная ТНУ на диоксиде углерода
8.2.2 Результаты испытаний и их анализ
8.3 Теплотехнические испытания ТНУ на ІТ22
8.3.1 Экспериментальная ТНУ на К22
8.3.2 Результаты испытаний и их анализ
8.4 Сравнение теплотехнических характеристик ТНУ на фторорганических рабочих веществах и диоксиде углерода
8.4.1 - Особенности ТНУ на диоксиде углерода
8.4.2 Энергетическая эффективность ТНУ малой мощности
на фторорганических рабочих веществах и диоксиде углерода
9 Исследование процесса теплообмена на
микроструктурированных поверхностях
9.1 Экспериментальная установка для исследования теплообмена при кипении фреонов на микроструктурированных поверхностях
9.2 Технология изготовления микроструктурированных поверхностей
9.3 Условия проведения эксперимента
9.4 Погрешность опытных данных
9.5 Кривые кипения фреона Ш34а
9.6 Кривые кипения теплоносителя ТС-З284
9.7 Анализ результатов
10 Заключение
Литературные источники
Приложения

фактически определяющую точность измерений, играет разделитель сред. Это связано с тем, что в каждом состоянии необходимо точно знать массу и объем исследуемого вещества, находящегося в пьезометре и за его пределами. На рисунке
1.5 представлена конструкция мембранного дифференциального манометра, имеющего малый объем, занимаемый исследуемым веществом. За основу принята конструкция, описанная в работе [12]. Одновременно с функцией разделителя дифманометр является узлом заправки и выпуска исследуемого вещества.
Соединение с пьезометром осуществляется при помощи капилляра (4) с малым внутренним диаметром (0,5 мм), на конце которого приварен соединительный штуцер (5). Вакуумирование пьезометра перед начальным заполнением осуществляется через вакуумную линию при открытом вентиле (12). При последующих заполнениях в опыте одной серии вакуумирование производится через дополнительный заправочный узел, установленный через штуцер выпускной линии. Конструкция вентилей показана на выносном разрезе (АА). Ниппель соединения с капилляром пьезометра и блок вентилей (12) охлаждаются при помощи припаянного к корпусу разделителя (1) водяного холодильника (17).
Рисунок 1.5- Мембранный дифманометр пьезометра