Введение к работе
Актуальность работы. Большинство тропических стран длительное время холились в колониальной экономической зависимости и имеют сегодня слабую ономику, базирующуюся на сельском хозяйстве. В таких странах и районах іблюдается несоответствие растущего населения и валютной потребности гьему выращиваемых и потребляемых фруктов и овощей. Показатель нсгического производства отдельных продовольственных культур устанавливает шествующие и потенциальные возможности каждой страны. Из-за недостатка :рерабатывающих технологий часть урожая гибнет.
Холод как один из видов консервирования позволяет сохранять урожай без менения основных свойств продуктов: питательной ценности, массы, вкуса и іешнего вида.
Использование искусственного холода в странах с тропическим климатом гределяется несколькими показателями и ограничениями. Повышенная мпература окружающей среды является причиной роста температуры и івления конденсации и приводит к снижению эффективности любой (лодилытой машины и теплового насоса. Связанный с этим дополнительный ісход энергии является причиной загрязнения окружающей среды (атмосферы :мли), величина которого описана показателем TEWI.
Применение сутцествующих рабочих веществ холодильных машин и готовых насосов в этих условиях ограничено, поэтому целью настоящего гследовання является рассмотрение возможностей изменения схемного и іпаратного решения холодильных машин и тепловых насосов применительно к :ловиям повышенных температур конденсации рабочего вещества; поиск ібочих веществ для этих машин, удовлетворяющих экологическим требованиям имеющих высокие значения термодинамической эффективности при эиемлемых рабочих давлениях, с учетом повышенной температуры окружающей )еды, характерной для условий тропического климата.
Для достижения цели были поставлены задачи:
изучить основные направления исследований в области современных ібочих веществ для холодильных машин и тепловых насосов:
изучить метод термодинамического анализа циклов холодильных ашин и тепловых насосов с однокомпонентным рабочим веществом и применить -о к исследованию циклов этих машин на смесях:
разработать метод выбора состава смесей для машин тропического сполнеїшя на основе термодинамических и теплофизических свойств эмпонентов:
исследовать и выявить особенности процессов подвода и отвода тепла
машинах, внутренней регенерации тепла при переменной теплоемкости
пажного пара:
разработать новые схемы и циклы холодильных машин и теплої
насосов на базе смесей для высоких температур окружающей среды.
Научная новизна работы подтверждается выбором объекта исследоваї холодильных машин и тепловых насосов со смесями качестве рабочих веще< Автором предложена концептуальная модель выбора рабочего вещества , холодильных машин и тепловых насосов в тропическом исполнении, разрабо метод определения оптимального состава смеси для таких условий. Предлоз метод термодинамического анализа циклов со смесями, на его основе предлож* иоые схемы и циклы, имеющие высокую термодинамическую эффективность.
Впервые рассмотрена возможность использования водоаммиачной смес качестве рабочего вещества холодильных машин и тепловых насо тропического исполнения и разработаны схемы и циклы этих машин.
Теоретическая ценность работы заключается в создании мет термодинамического анализа циклов со смесями, метода оценки необрати» потерь и предложены способы их уменьшения путем синтеза новых схев циклов.
Практическая ценность работы заключается в разработке мет проектирования холодильных машин и тепловых насосов, позволяющего выбр схему машин для предлагаемой смеси либо для конкретной машины подоб; рабочую смесь так, чтобы при этом машина будет обладать высо термодинамической эффективностью при заданных температурных услові Методика расчета циклов может быть использована в учебном процессе либо инженерных, расчетов.
Основные положения, которые выносятся н защиту: \. Метод термодинамического анализа циклов холодильных машин зег.лозых ьасосов с последовательным включением в цикл необратимых поте] отдельных процессах с учетом термодинамических свойств смеси в каждої нт, г. i./M шеле теплоты смешения.
-
Метод создания практических схем холодильных машин и тепло насосоь с учетом характера изменения теплоемкости влажного пара в процеї подвода и отвода тепла.
-
Метод выбора состава рабочей смеси для заданных внешних услови частности для повышенных температур окружающей среды тропических стран
Реализация результатов исследований
Работы по дальнейшему изучению и практическому использованию матери; диссертации входят в планы госбюджетных научно-исследовательских р; кафедры геплохладотехники Одесской государственной академии пище
їхнологий и кафедры холодильных и компрессорных машин Одесской ісударственной академии холода.
Апробация работы
езультаты работы докладывались на 55 и 56 научных конференциях ОГАПТ , десса, 1995 и 1996 год; на IX Международной конференции "Удосконалення роцессів та апаратів хімічних, харчових та нафтохімічних виробництв" ОГАПТ , десса, 1996 год; на Международной конференции "Application for natural ifrigerants", Арахус, Дания, 1996 ; на 5-ой Международной конференции "Energy jency conference heat pumping technologies ", Монреаль, Канада, 1996 год; на [еждународном Симпозиуме "Advances in Computational Heat Transfer", Чесме, урция, 1997 год; на Международной конференции "Pompe a chaleur, maitrise de energie et rechauffement de la planete ", Линц, Австрия, 1997 год.
Структура и объем диссертации