Исследование теплогидравлических процессов в автоколебательных насосах теплового действия применительно к системам тепло - и хладоснабжения

• Автор: Буй Мань Ту
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Современное состояние разработок термоколебательных двухфазных теплопередающих устройств.

1.1 Управляемым насос теплового действия

1.1.1 Простейший управляемый насос теплового действия

1.1.2 Управляемый насос теплового действия с термо

электрическим холодильником

1.2 Автоколебательный насос теплового действия.

1.2.1 Первая модель автоколебательного насос теплового действия.

1.2.2 Простейший автоколебательный насос теплового действия.

1.2.3 Двухфазный пульсационный насосный контур с одним парогенератором и внутренним промежуточным сосудом
1.2.4. Устройство и принцип действия системы насоса теплового действия с одной трубкой.
1.2.5. Насос теплового действия для жидкостного контура
1.2.6. Термонагрстатель вытеснительного типа с внешним контуром.
1.2.7. Двухфазный контур с сильфонным нагнетателя
1.3. Выводы
Глава 2. Предварительные экспериментальные исследования насоса теплового действия и его элементов
2.1 Описание действующего макета насоса
2.2 Описание экспериментальной установки
2.3 Проверка работоспособность насоса определение основных этапов цикла.
2.4 Экспериментальные исследования элементов насоса.
2.4.1 Определение гидравлических характеристик обратных клапанов
2.4.2 Определение тепловых потерь испарителя
2.4.3 Физическое моделирование динамических процессов парогенерации.
2.4.4 Конструктивные методы увеличения производительности насоса
2.5 Выводы
Глава 3. Математическое моделирование процессов тепло и массопереносл насоса теплового действия.
3.1. Изменение давления пара
3.2. Уравнения движения жидкости в накопительной мкости и внешнем контуре.
3.3. Тепломассопередача в испарителе
3.4. Тепломассопередача в накопителеконденсаторе.
3.5. Особенности поэтапного расчта параметров цикла насоса теплового действия
3.6. Анализ результатов расчта и краткие выводы по главе.
Глава 4. Рекомендации по применению перекачивающих насосов теплового действия в технике
4.1 Нагнетательные насосы в абсорбционных трансформаторах тепла.
4.2 Перекачивающие и нагнетательные насосы в струйных трансформаторах тепла эжекторные холодильные машины
4.3 Использование НТД в системе солнечного теплоснабжения
4.4 Перекачивающие насосы в парокомпрессионных аммиачных холодильных установках.
4.5 Особенности конструирования насоса теплового действия
4.6 Выводы
Основные выводы но диссертационной работе.
Список использованных источников


В первой главе основное внимание уделено той части развития технологии термоколебательных двухфазных теплопередающих устройство (ТДТУ), в которой термоколебательный принцип прокачки жидкости может быть совмещен с традиционными принципами организации двухфазных теплопередающих систем (например, двухфазных устройствах с раздельными каналами для транспорта пара и жидкости). В диссертации главным образом рассматриваются устройство и принцип действия насосов теплового действия (НТД), которые можно отнести к ТДТУ. Такие насосы в некоторых случаях, могут конкурировать с капиллярными и электромеханическими насосами, используемыми в двухфазных теплоиередающих системах различного назначения. Под испарительно-конденсационным насосом здесь понимается устройство, которое при наличии циклического или постоянного подвода тепла к нему обеспечивает прокачку теплоносителя через внешний котур за счет испарения и конденсации прокачиваемой жидкости. Испарение и конденсация происходят внутри насоса (в его рабочей камере). На схеме рис. МТД, установленного в двухфазный контур []. Для обеспечения циркуляции теплоносителя в таком контуре к НТД необходимо подводить тепловой поток. В зависимости от конструкции насоса тепло может подводиться постоянно или периодически. Прокаливание теплоносителя происходит, в частности, благодаря тому, что на входе и на выходе насоса установлены обратные клапаны. При падении давления в насосе его внутренний объем заполняется рабочей жидкостью через один патрубок, а при повышении давления - жидкость выталкивается через другой патрубок. Рис. Здесь уместно провести сравнение двухфазного контура, содержащего НТД с такими известными системами как LHP (Loop Heat Pipes - контурные тепловые трубы) или CPL (Capillary Pump Loops - контуры с капиллярным насосом). Сходство ТДТУ с капиллярными двухфазными контурами состоит в том, что циркуляция теплоносителя в этих системах организована но контуру в одном определенном направлении и раздельно для пара и жидкости, как и в "гибридных" CPL (т. CPL с электромеханическим насосом). Так как НТД располагается на жидкостной магистрали, то сравниваемые системы могут работать со значительным превышением испарителя над конденсатором и так же, как и системы с капиллярными насосами, контур с НТД способен работать без механических приводов. ТД не требуются высокие технологии. Управляемый насос теплового действия (УНТД) представляет собой устройство, нагреватель которого включается и выключается системой автоматики по некоторым контролируемым параметрам []. Простейший управляемый ІІТД изображен на рис. Рис. Простейшим управляемый НТД 1- камера; 2- нагреватель; 3- входная труба; 4- выходная труба 5- впускной обратный клапан; 6- выпускной обратный клапан; 7- фитиль. Первая стадия: Оба клапана закрыты, нагреватель выключен. Происходит охлаждение рабочей камеры насоса в результате потерь теплоты в окружающую среду (для этого температура внутри камеры должна быть выше, чем температура окружающей среды). В этой фазе количссгво жидкости в насосе минимально, а её пар конденсируется, что приводит к падению давления внутри рабочей камеры. Вторая стадия: Впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт. После падения давления, вызванного конденсацией паров, начинается заполнение рабочей полости жидкостью. На этой фазе процесс конденсации еще более ускоряется за счет подвода жидкости с низкой температурой. Фаза завершается заполнением рабочей полости жидкостью и закрытием впускного клапана. Третья стадия: Оба клапана закрыты, происходит включение нагревателя (например, по контролируемой температуре внутри рабочей камеры). Начинается разогрев и испарение жидкости, в результате чего давление в рабочей полости возрастает. В этой фазе в рабочей камере насоса находится максимальное количество жидкости, давление к концу фазы -также максимальное. Четвертая стадия: Впускной клапан закрыт, выпускной - открыт. Под давлением паров происходит выталкивание жидкости и насос опорожняется. После выталкивания и испарения жидкости температура внутри камеры продолжает расти и достигает некоторой величины, при которой автоматика отключает нагреватель. Затем вновь происходит фаза 1 и цикл повторяется. Рис.