Исследование функциональных характеристик элементов насоса теплового действия и повышение его производительности для использования в системах транспортировки теплоты и энергоносителей

• Автор: Савченкова, Наталья Михайловна
• Шифр специальности: 05.14.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ ПУЛЬСАЦИОННЫХ ТЕПЛОМАССОПЕРЕДАЮЩИХ СИСТЕМ
1.1 Принципы функционирования двухфазного тепломассопередающего устройства
1.2 Классификация тепломассопередающих систем
1.2Л. Устройства с понижением давления в испарителе
1.2.2. Устройства с повышением давления в аккумуляторе
1.2.3. Устройства с отсутствием разницы давления
ГЛАВА 2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО-И МАССОПЕРЕНОСА В ДВУХФАЗНОМ ВЫТЕСНИТЕЛЬНОМ НАСОСЕ ТЕПЛОВОГО ДЕЙСТВИЯ
2.1 Описание экспериментальной установки
2.2 Методы повышения производительности насоса теплового действия
2.2.1 Конструктивные методы увеличения производительности насоса
2.2.2 Использование эжектора для уменьшения продолжительности этапа доиспарения. Уменьшение времени рабочего цикла за счет эжекционного отсоса жидкости из испарителя
2.3 Оптимизация рабочих параметров НТД
2.3.1 Влияние температуры жидкости внешнего контура на продолжительность периода низкоамплитудных колебаний
2.3.2 Влияние тепловой нагрузки на продолжительность цикла
2.3.3 Влияние характеристик обратных клапанов на работу системы
2. 4 Результаты исследований
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ЭЛЕМЕНТАХ НАСОСА ТЕПЛОВОГО ДЕЙСТВИЯ
3.1 Минимальные условия работоспособности насоса теплового действия по тепловой нагрузке
3.2 Определение необходимой тепловой нагрузки для обеспечения функционирования эжектора
3.3 Динамика изменения параметров испарителя в осушенном состоянии и конденсатора-аккумулятора

3.3.1 Условия работоспособности НТД при нагреве испарителя
3.3.2 Условия работоспособности НТД при охлаждении конденсатора- 89 аккумулятора
3.4 Моделирование нестационарного процесса заполнения 94 конденсатора-аккумулятора рабочей жидкостью
3.5 Моделирование нестационарного процесса заполнения испарителя 100 рабочей жидкостью
ГЛАВА 4. ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ТЕПЛОМАССОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
4.1 Использование двухфазного пульсационного насоса теплового 104 действия в бинарном контуре ГеоТЭС
4.2 Использование насосов теплового действия в системах 107 обеспечения холодом
4.2.1 Перекачивающие насосы в парокомпрессионных аммиачных 107 холодильных установках
4.2.2 Перекачивающие насосы в парокомпрессионных фреоновых 110 холодильных установках
4.2.3 Безнасосные фреоновые эжекторные холодильные машины
4.3 Применение пульсационных контуров в отопительных системах
4.4 Использование насосов теплового действия в солнечных системах 117 тепло- и хладоснабжения
4.4.1 Использование пульсационных систем для установок 118 кондиционирования воздуха
4.4.2 Двухфазные антигравитационные термосифоны с 119 использованием солнечной энергии для систем теплоснабжения
4.5 Системы охлаждения защитных оболочек реактора АЭС с 122 использованием НТД
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях развития энергетического комплекса с учетом роста энергопотребления и тарифов и целей, поставленных в Энергетической стратегии России и ФЗ-261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности...» актуальными становятся задачи повышения надежности и энергетической эффективности систем тепло- и
холодоснабжения.
Одним из способов решения поставленных задач является применение устройств, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и вторичные энергетические ресурсы (ВЭР), что способствует обеспечению энергетической безопасности и снижению негативного влияния на
окружающую среду за счет экономии органического топлива.
Эти источники могут быть использованы в качестве тепловых приводов для таких важных элементов энергетических систем, как нагнетательное оборудование, которое работает, в основном, от электрической энергии.
Предлагаемые в работе двухфазные тепломассопередающие системы могут работать автономно, а также для замещения или резервирования уже существующих электромеханических нагнетателей с целью повышения общей надежности системы и снижения энергопотребления.
В настоящее время известен обширный ряд двухфазных тепломассопередающих систем, успешно применяемых на практике при
разработке систем обеспечения теплового режима различных объектов, создании энергосберегающих теплотехнологических процессов и
оборудования. К их числу относятся термосифоны и тепловые трубы, двухфазные циркуляционные контуры с капиллярными, механическими и вытеснительными насосами.

Рассматривалась также возможность использования двухфазного пульсационного насосного контура с регулируемой подачей теплоносителя (Рисунок 1.2.15).
Рисунок 1.2.15. Двухфазный пульсационный насосный контур с одним парогенератором и внутренним промежуточным сосудом 1 - гидросифон; 2 - парогенератор; 3 - промежуточный сосуд;
4 - аккумулирующие сосуды; 5 - обратный клапан;
6 - бак для приёма жидкости; 7 - конденсатор; 8 - манометр;
9 - бак для отбора жидкости; 10, 11 - обратные клапаны
Принцип работы установки заключается в следующем: жидкость в парогенераторе 2 получает теплоту Qп и испаряется. Давление пара в процессе испарения повышается и закрывает обратный клапан 10. Полученный в парогенераторе пар через аккумулирующие сосуды 4, которые в этот момент работают как конденсатор, направляется в конденсатор 7, где отдает теплоту окружающей среде и превращается в жидкость. Конденсатор может находиться ниже парогенератора. Когда вся жидкость в парогенераторе выкипает, давление в системе начинает понижаться. При некотором давлении Рмин закрывается клапан 5, открывается обратный клапан 11, и