Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности систем охлаждения путем применения гидратных аккумуляторов холода Корниенко, Владимир Николаевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Корниенко, Владимир Николаевич. Повышение эффективности систем охлаждения путем применения гидратных аккумуляторов холода : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.04.03.- Москва, 1993.- 28 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность проблемы. Рациональное использование холода в народном хозяйстве является важной задачей, необходимость решения которой обусловлена дефицитом топливно-энергетических ресурсов.

Один из путей решения указанной проблемы - аккумулирование холода. Применение аккумуляторов холода позволит обеспечить оптимальные режимы работы оборудования, повысить надежность систем охлаждения, устранить возможные несоответствия между временем производства и потребления холода, разгрузить системы энергоснабжения в часы пикового потребления электроэнергии, уменьшить установленную мощность холодильного оборудования, расширить области применения естественного холода.

Преимущества систем охлаждения с аккумуляторами способствовали в последние годы их широкому внедрению в нашей стране и за рубежом. Однако высокие требования, предъявляемые к современному холодильному оборудованию и новым технологиям холодильной обработки продуктов, не всегда могут быть выполнены при использовании традиционных аккумулирующих веществ и существующих конструкций аккумуляторов холода. Поэтому большинство исследований в данной области направлено на поиск новых эффективных веществ и разработку экономичных аккумуляторов на их основе.

Наибольшее распространение аккумуляторы холода получили в системах комфортного и технологического кондиционирования воздуха, системах охлаждения предприятий ігропромьішленного комплекса и пищевой промышленности, в которых используется умеренный холод около-нулевых и положительных температур. Для данной температурной области перспективными аккумулирующими веществами, по оценкам отечественных и зарубежных специалистов, являются клатратные соединения включения. з частности гидраты газов и органических жидкостей.

Возможности использования гидратов в холодильной технике изучаются в научно-исследовательских центрах и лабораториях США, Канады, Японии и других стран. В Рослій и странах СНГ проблемами гидратов занимаются такие

ведущие учреждения, как ИПОС СО АН РФ, ИПНГАН РФ, НПО "Агрохолодпром", ОИНТЭ, КИСМ и др. Полученные результаты показывают, что аккумулирование холода по гидратной технологии можно осуществлять с высокой эффективностью. В первую очередь это связано с тем, что образование и плавление гидратов при поддержании высоких скоростей процесса можно организовать в объеме аккумулятора без адгезии кристаллов к теплообменным поверхностям. При этом теплофизические свойства гидратов, полученных путем включения молекулы гидратообразователя в кристаллическую решетку из молекул воды, близки к свойствам льда. Аккумулирующее вещество на их основе представляет собой водную суспензию, по внешнему виду напоминающую "снежную шугу", поддающуюся перемешиванию и транспортировке.

Многообразие свойств известных гидратообразоваїе-лей (более половины рабочих веществ, применяемых в холодильной технике) предопределяют гибкость гидратной технологии аккумулирования холода и позволяет разработать аккумуляторы, учитывающие специфику систем охлаждения различного профиля.

Цель работы - создание и исследование аккумуляторов холода, рабочим веществом которых являются гидраты газов и органических жидкостей, для систем охлаждения различного назначения.

Задачи работы:

  1. Получить экспериментальные данные по основным кинетическим характеристикам процесса аккумулирования холода и конвективного теплообмена гидратной суспензии с теплопередающей поверхностью, необходимые для проектирования гидратных аккумуляторов холода (ГАКХ).

  2. Разработать и исследовать схемы систем охлаждения и конструкции ГАКХ для различных областей применения.

  3. Разработать, создать и исследовать на экспериментальных стендах и в промышленных условиях макетные образцы ГАКХ.

Научная новизна. Впервые предложены и исследованы ГАКХ искусственного и естественного холода. Экспериментально изучены процессы образования и плавления гидра-

тов органических жидкостей при аккумулировании холода в стационарных и нестационарных условиях. Получены зависимости основных характеристик: скорости зарядки, скорости разрядки, удельной хладоемкости ГАКХ, от параметров процесса аккумулирования. Исследован конвективный теплообмен гидратной суспензии с теплопередающей поверхностью в условиях механического перемешивания. Экспериментально и теоретически определена область оптимальных значений коэффициента теплоотдачи, зависящая от объемной концентрации гидратов и массового соотношения компонентов вещества. На основании результатов термодинамического анализа доказана эффективность применения ГАКХ по сравнению с аккумуляторами традиционных типов.

Практическая ценность. Предложены принципиальные схемы ГАКХ, на основе которых разработаны конструкции аккумуляторов и схемы их включения в состаи системы охлаждения. Даны рекомендации по выбору наиболее перспективных гидратообразователей в зависимости от конструктивных решений, назначения и области применения ГАКХ. Получены расчетные зависимости для определения скоростей зарядки и хладоемкости ГАКХ и уравнение теплоотдачи гидратной суспензии к теплопередающей поверхности, Экспериментально оценены аккумулирующие свойства гидратов некоторых органических жидкостей и их коррозионная активность по отношению к конструкционным материалам. Разработана методика сравнительного термодинамического анализа систем охлаждения с аккумуляторами различных типов. Доказана работоспособность макетных образцов ГАКХ искусственного и естественного холода.

Реализация результатов в промышленности. Макетный образец ГАКХ естественного холода (а.с. 1307179) прошел промышленную проверку в системе охлаждения (а.с. 1227132) кагата сахарной свеклы на Первомайском сахарном заводе (Украина) .В результате снижения потерь массы и сахаристости свеклы в период хранения выход конечного продукта к общему количеству сырья увеличился на 0,4 . . .0,5%.

Апробация работы. Основные положения и резуль-

таты работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Теоретические и практические аспекты ускорения научно-технического прогресса в мясной и молочной промышленности" (Москва, 1987 г.), Всесоюзной научно-практической конференции "Искусственный холод в отраслях АПК" (Кишинев, 1987 г,), научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников Кировоградского института сельскохозяйственного машиностроения (1989-1991 гг.), а также на заседаниях Ученого совета Всероссийского научно-исследовательского института холодильной промышленности (Москва, 1985-1992 гг.) и научном семинаре по проблемам газовых гидратов Института проблем нефти и газа АН РФ (Москва, 1989 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, получено 10 авторских свидетельств.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Работа изложена на -{$ страницах машинописного текста, содержит 1 таблицу, ~ рисунков, ./^- приложений на .^бстраницах, библиография включает /$$ наименований работ отечественных и зарубежных авторов.