Разработка и исследование холодильных установок с использованием в качестве рабочих тел экологически безопасных газомоторных топлив

• Автор: Жердев, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 281 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ГАЗОМОТОРНЫЕ ТОПЛИВА И ИХ ХЛАДОРЕСУРС

1.1. Экологические и экономические предпосылки перехода на

газовое моторное топливо

1.1.1. Вопросы безопасности использования ГМТ

1.2. Основные свойства газовых моторных топлив

1.3. Понятие хладоресурса и его величина

1.3.1. Холодопроизводительность разомкнутых циклов, в которых

ГМТ является рабочим телом
1.3.2. Эффективность использования расходной системы охлаждения
« на авторефрижераторе
1.4. Эксергия исходного хладоресурса ГМТ
1.5. Примеры использования хладоресурса СИГ и жидкого водорода в циклах ВСУ
1.5.1. Газотурбинный замкнутый цикл
1.5.2. Замкнутый многоступенчатый цикл
1.5.3. Цикл для получения температуры криостатирования ниже температуры хранения топлива
1.5.4. Увеличение охлаждающей способности ГМТ выше температуры хранения топлива
1.5.5. Комбинированные циклы холодильной установки авторефрижератора на СПГ с гибридным двигателем

2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛАДАГЕНТОВ. РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНЫХ ЦИКЛОВ
2.1. Уравнение состояния Редлиха-Квонга для чистых хладагентов
2.2. Определение термодинамических свойств чистых хладагентов в
области перегретого пара и на пограничной кривой
2.3. Расчет термодинамических свойств бинарных смесей хладагентов
2.3.1. Расчет фазовых равновесий бинарных смесей
2.3.2. Определение коэффициента бинарного взаимодействия
2.3.3. Расчет термодинамических свойств бинарных смесей в
двухфазной области
2.4. Расчет циклов парокомпрессионных холодильных машин с
помощью уравнения Редлиха-Квонга
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ АВТОРЕФРИЖЕРАТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПБГ В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА И ХЛАДАГЕНТА
3.1. Теоретическое исследование разомкнутых циклов и рабочих процессов холодильной установки авторефрижератора,
работающего на СПБГ
3.1.1. Состав СПБГ и свойства его как хладагента
3.1.2. Удельная холодопроизводительность разомкнутого цикла и температура охлаждения в зависимости от состава СПБГ и температуры окружающей среды. Влияние регенерации на
работу холодильной установки

3.1.3. Выход на режим ГБХУ. Охлаждение теплоизоляции
3.2. Перспективы использования хладоресурса СПБГ в транспортных
холодильных установках
3.2.1. Двухуровневое охлаждение в холодильных установках авторефрижераторов
3.2.2. Замкнутый холодильный цикл с хладагентом-топливом
3.3. Область рационального применения расходных холодильных установок авторефижераторов, использующих в качестве
хладагента СПБГ
3.4. Экспериментальное исследование опытных образцов холодильной установки авторефрижератора
3.4.1. Создание малотоннажного авторефрижератора на базе
автомобиля ГАЗ 3301 с ГБХУ
3.4.2. Испытание опытных образцов авторефрижераторов
3.5. Анализ результатов испытаний и рекомендации по проектированию холодильной установки рефрижератора, работающей по разомкнутому циклу
4. ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР - ПЕРСПЕКТИВНОЕ ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО И ХЛАДАГЕНТ
4.1. Использование ДМЭ в качестве дизельного топлива
4.1.1. Стоимость ДМЭ - топлива
4.2. Использование ДМЭ в качестве хладагента
4.2.1. Эксплуатационные свойства ДМЭ
4.3. Построение диаграммы "1п Р - і" для ДМЭ

оправдано, поскольку в анализируемых схемах ГТУ объектом охлаждения является отходящий (выхлопной) газ. Более правильным, с нашей точки зрения, является использованный авторами термин "химическая регенерация теплоты". Авторы совершенно правы, рекомендуя применение химической регенерации за счет поглощения теплоты аэродинамического нагрева сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов, когда температура окружающей среды, определенная как температура торможения, приближается или превосходит температуру химической реакции преобразования топлива.
Холодильная и криогенная техника изучают процессы получения температур ниже температуры окружающей среды. В основе работы холодильных машин лежит второй закон термодинамики, в соответствии с которым охлаждение тел ниже температуры окружающей среды требует компенсации в виде энергетических затрат. При этих условиях теплота, отнятая от охлаждаемых тел и затраченная энергия, передаются телам окружающей среды с более высокой температурой.
Применительно к задачам искусственного охлаждения, охлаждающая способность - хладоресурс жидких и газообразных топлив, определяемый возможностью их нагревания при давлении подачи топлива в двигатель до заданной температуры, которая ниже или в пределе равна температуре окружающей среды. Для наземного, водного транспорта и дозвуковой авиации окружающей средой является воздух или вода с температурой, зависящей от сезона. Для сверхзвуковых самолетов за температуру окружающей среды следует принимать температуру торможения набегающего потока воздуха:
где Т) - температура воздуха за бортом;
М - число Маха;
к=1,4 - показатель адиабаты для воздуха.