Исследование влияния испарительного конденсатора на теплоэнергетические характеристики бытового холодильного прибора компрессионного типа

• Автор: Осацкий, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Шахты
• Количество страниц: 162 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ КОНДЕНСАТОРОВ БЫТОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ ПРИБОРОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА КОНДЕНСАЦИИ В ГЕРМЕТИЧНЫХ АГРЕГАТАХ НА ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХОЛОДИЛЬНИКОВ
1.2 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ КОНДЕНСАТОРОВ В СОВРЕМЕННЫХ БЫТОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ ПРИБОРАХ, МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1.2.1 Классификация конденсаторов герметичных агрегатов бытовых холодильных приборов

1.2.2 Направления совершенствования конструкций конденсаторов

1.2.3 Анализ теоретических и экспериментальных исследований испарительных конденсаторов

1.3 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ХОЛОДИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ

2.1 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

2.2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИСПАРИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА БЫТОВОГО КОМПРЕССИОННОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ПРИБОРА
2.2.1 Аналитическое решение систем уравнений тепловых процессов в холодильном агрегате с испарительным конденсатором
2.2.2 Разработка аналитической методики расчета испарительного конденсатора
2.3 АНАЛИЗ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ИСПАРЕНИИ ЧЕРЕЗ ПОРИСТОЕ ПОКРЫТИЕ В ИСПАРИТЕЛЬНОМ КОНДЕНСАТОРЕ БЫТОВОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ПРИБОРА
2.3.1 Методы интенсификации теплообмена в испарительном конденсаторе бытового холодильного прибора
2.3.2 Исследование влияния пористого покрытия на интенсивность теплообмена в испарительном конденсаторе
2.4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ЦИКЛА РАБОТЫ ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ
2.5 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ В ХОЛОДИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИСПАРИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА
2.6 МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ИСПАРИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БЫТОВОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ПРИБОРА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ
3.1 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.2 СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ

3.3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА- 84 НИЙ ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА С ИСПАРИТЕЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ
3.4 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ БЫТОВОГО ХОЛОДИЛЬ- 87 НОГО ПРИБОРА
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

Применение искусственного холода в быту позволяет обеспечить длительное и кратковременное хранение продуктов животного и растительного происхождения, а также рационально организовать питание и снизить затраты труда на ведение домашнего хозяйства. Получение искусственного холода в быту реализуется применением бытовой холодильной техники, которая пользуется у населения большим спросом /1, 2, 3, 4, 5/.
Все возрастающее потребление холода и многообразные потребности населения привело к необходимости создания целой гаммы бытовых холодильных приборов различной конструкции. Бытовые компрессионные холодильники являются наиболее распространенными их представителями. Общей тенденцией совершенствования бытовой холодильной техники в настоящее время является: повышение технического уровня и создание новых типов холодильных машин с применением микропроцессорной техники, изучение и использование новых рабочих тел и смесей, совершенствование конструкций сборочных единиц с целью снижения энергопотребления и повышения долговечности, интенсификация теплообмена и т.д. Современные тенденции развития бытовых холодильных приборов характеризуются увеличением их внутреннего объема путем создания многокамерных моделей и снижением температур в камерах. Реализация такой техники приводит к росту энергетических затрат на производство холода в быту и повышению температурного уровня герметичного компрессора.
Используемые в настоящее время конструкции бытовых компрессионных холодильников различного типа как отечественного, так и импортного производства, отличаются повышенным энергопотреблением. Вследствие этого возникает необходимость повышения эффективности холодильных приборов, что в общем случае может быть осуществлено двумя путями: либо за счет модернизации и совершенствования известных технических решений, либо за счет разработки принципиально новых. Однако, при отсутствии научного обоснования, без наличия необходимых методов расчета элементов конструкции в их совокупности, повысить эффектов-

где к, - линейный коэффициент теплопередачи, Вт/м2-град, определяемый выражением:
к _ 1 /2
Таким образом, линейный тепловой поток в данном случае может быть определен как
q,=kln{ta-tm). (2.3.6)
За время ск линейный тепловой поток уменьшает внутреннюю энергию холодильного агента, изменение которой характеризуется величиной с!(а. Уравнение теплового баланса для данного случая будет иметь вид:
М(б, -Оа+^-ра*« = °>
где тс/2/4-объем агента единичной длины стенки, м2, ра - плотность агента, кг/м3, са - удельная теплоемкость агента, Дж/кгтрад.
Решая уравнение теплового баланса, получим:
4*<
р С СІ} Га а
Интегрируя данное выражение, и произведя несложные преобразования, получим:
—5*4 Гл = 'Т-І-, - ,
-ІІ-г
+(<„-<.> • (2-3.7)
Проанализируем полученное выражение зависимости температуры холодильного агента от времени. При т-»0 имеем /а(), а при г-»со следует, что
/ц(со)-»?и. Для анализа зависимости функции ?а(г) от параметров /вз и к, возьмем соответствующие частные производные:
— = 1 — £? АЛ'А >0.