Пусковые процессы в дроссельных низкотемпературных системах при работе на смесевых хладагентах

• Автор: Ромашов, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Объекты исследований
1.2. Пусковые режимы низкотемпературных систем
1.3. Низкотемпературная установка как сложная динамическая система
1.4. Анализ изученных методик описания переходных процессов в низкотемпературных установках
1.5. Задачи исследований пусковых процессов в низкотемпературных установках, работающих на смесевых хладагентах
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ РАСЧЕТА УТЕЧЕК И ДОЗАПРАВОК МНОГОКОМПОНЕНТНОГО РАБОЧЕГО ТЕЛА НИЗКОТЕПЕРАТУРНЫХ СИСТЕМ
2.1. Методики и программа расчета
2.2. Погрешности экспериментальных исследований
2.2.1. Погрешности результатов при прямых измерениях
2.2.2. Косвенные погрешности
3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ ПУСКОВЫХ ПРОЦЕССОВ ДРОССЕЛЬНЫХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СИСТЕМ ПРИ РАБОТЕ НА СМЕСЕВЫХ ХЛАДАГЕНТАХ
3.1. Основы расчета реального дроссельного цикла, работающего на многокомпонентных рабочих телах
3.1.1. Влияние пусковых процессов на характеристики компрессорного блока
3.1.2. Изменение характеристик регенеративного теплообменника во время пуска
3.1.2.1. Определение параметров двухпоточного теплообменника
3.1.2.2. Определение параметров трехпоточного теплообменника
3.1.3. Теплопередача и гидравлическое сопротивление при использовании многокомпонентных рабочих тел
3.2. Алгоритм подбора состава МРТ и давлений в цикле для оптимизации пускового периода

4. ПУСКОВЫЕ ПРОЦЕССЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ СВЕРХБЫСТРОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕЙ НА СМЕСЕВОМ ХЛАДАГЕНТЕ
4Л. Назначение низкотемпературной установки
4.2. Описание экспериментальной низкотемпературной установки для быстрого замораживания, работающей на смесевом хладагенте
4.3. Проведение модернизации низкотемпературной установки
4.4. Система сбора и обработки информации на экспериментальной установке
4.5. Изучение пусковых процессов низкотемпературной установки с термокамерой
5. ПУСКОВЫЕ ПРОЦЕССЫ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АЗОТА МАЛОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
5.1. Целесообразность разработки ожижителя азота малой производительности
5.2. Описание опытного образца ожижителя азота малой производительности
5.3. Целесообразность проведения оптимизации пускового периода верхнего контура каскадной низкотемпературной установки
5.4. Оптимизация пускового периода нижнего контура каскадной низкотемпературной установки для ожижения азота
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
С середины XVIII и до начала XX века в качестве хладагентов применяли воду, воздух, диэтиловый и метиловый эфиры, аммиак, двуокись углерода, сернистый ангидрид и др.
В конце 1920-х годов Томас Мидглей открыл новое семейство фреонов -хлорфторуглероды (ХФУ), которое обладало оптимальными свойствами. В 1931 году фирма Дюпон представила на рынке новую торговую марку -Фреон и начала коммерческое производство Фреона-11 и Фреона-12. В 1936 году фирма Дюпон начала производство другого хладагента -гидрохлорфторуглерода (ГХФУ) - Фреона-22. С этими открытиями промышленность получила "зеленый свет" массовому выпуску разнообразной холодильной техники и индустриальные страны приступили к широкомасштабному производству всех видов холодильников и установок для кондиционирования воздуха [7, 65, 111].
Обозначение хладагента буквой R (refrigerant), так же как наименование ФРЕОН и ХЛАДОН, стало общепринятым.
В связи с вступлением с 1 января 1989 г. Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, и с 16 февраля 2005 г. Киотского протокола, запрещающего эмиссию парниковых газов, вопрос о выборе хладагента для холодильных машин стоит более остро, чем прежде [41].
Технология смешения хладагентов привела к появлению в 1952 г. смесевого хладагента R502 (Rl 15+R22), заменившего R22 в низкотемпературных холодильных установках. Эго позволило снизить повышенные температуры нагнетания в компрессорах, характерные для R22. Для получения очень низких температур были разработаны хладагенты R13, R503 и R1ЗВ1 [8].

Эти модификации различаются лишь способами задания параметров b и F; с учетом этого каждая модификация БУС имеет свои области
рационального применения, где р, v, Т данные описываются наиболее точно.
В работах [21, 23, 29] для определения свойств МРТ принята
модификация Барне-Кинга, что связано с учетом двух особенностей БУС. Первая, отмеченная авторами, состоит в том, что уравнение хорошо
описывает свойства широкого класса чистых веществ, в том числе
углеводородов и фреонов. При этом индивидуальные параметры b и F определяются на основе обобщенных зависимостей по значениям
критических Тс, рс и фактора ацентричности Питцера со [135].
Второе обстоятельство, особенно важное для решения поставленной задачи, связано с тем, что параметр, характеризующий взаимодействия разносортных молекул, может быть определен на основе обобщенной корреляции, разработанной М.Ю. Боярским и Д.Ш. Ходжаевым [23]. Эта корреляция связывает свойства чистых веществ в критической точке и перекрестную критическую температуру Ту, характеризующую взаимодействия разносортных молекул в смеси:
Ти - KvKiyjTciTcj,
(2.14)
2(1. х/ ,)05 i J
(2.15)
Поскольку первые потенциалы ионизации молекул для большинства хладагентов близки [23, 29], в расчетах можно принять К1=1.
Параметры Ь и Б рассчитываются по уравнениям: