Організаційний комітет конференції




НазваниеОрганізаційний комітет конференції
страница6/17
Дата26.10.2012
Размер1.83 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

ПЕРСПЕКТИВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

В ХОЛОДИЛЬНОЙ ТЕХНИКЕ

Железный В.П., Никитин Д.Н., Приходченко Н.А.

ОГАХ, г. Одесса


Холодильной техникой потребляется примерно 20% производимой электрической энергии. Поэтому повышение энергетической эффективности является приоритетным направлением в создании нового поколения холодильного оборудования. Эта цель может быть достигнута при реализации трех технологических направлений.

Конструктивное совершенствование элементов холодильного оборудования. Это технологическое направление связано с переоборудованием предприятий и внедрением новых технологий, что потребует больших финансовых затрат. Поэтому этот путь совершенствования холодильного оборудования может быть реализован только в долгосрочной перспективе.

Использование новых альтернативных рабочих тел (растворов хладагент/масло), для которых термодинамическая эффективность холодильных циклов выше, чем на традиционно применяемых рабочих телах. Однако это технологическое направление, во-первых, может привести к повышению энергетической эффективности холодильного оборудования лишь на несколько процентов. Во-вторых, его реализация также сопряжена с большими трудностями, которые связаны как с разработкой новых хладагентов и компрессорных масел, так и созданием новых технологий их производства, изучением антропогенных характеристик альтернативных рабочих тел. Дополнительные трудности возникают при замене прокладочных, конструкционных и электроизоляционных материалов. То есть, это технологическое направление совершенствования холодильного оборудования также требует больших финансовых затрат и длительных тестовых испытаний хладагентов, масел, конструкционных материалов и т.п.

Внедрение нанотехнологий при создании новых альтернативных рабочих тел и теплоносителей на базе уже применяемых в холодильной технике веществ. Это направление позволяет увеличить показатели энергетической эффективности холодильной техники, повысить коэффициенты теплопередачи в аппаратах холодильного оборудования, что приведет к уменьшению материалоемкости, снижению стоимости и повышению конкурентоспособности производимого холодильного оборудования на рынке. Данное технологическое направление не требует разработки новых технологий производства холодильного оборудования, хладагентов и компрессорных масел, замены конструкционных, прокладочных и электроизоляционных материалов.

Основной технологический принцип получения новых нановеществ для холодильной техники состоит в ультразвуковом диспергировании растворов, состоящих из базовых веществ (хладагентов, теплоносителей, компрессорных масел) и наночастиц (металлы, их окислы, фуллерены, нанотрубки и т.д.). Для сохранения стабильности полученных нанофлюидов обычно применяются дисперсанты (имидазолин, олеиновая и рицинолеиновая кислоты и т.д.).

Проведенные исследования показывают, что перспективы применения нанотехнологий в холодильном оборудовании определяются несколькими факторами, связанными с изменением свойств реальных рабочих тел.

Присутствие примесей наночастиц в растворах хладагент/масло приводит к повышению давления насыщенных паров растворов хладагентов в наномаслах. Этот термодинамический эффект способствует увеличению плотности паров хладагента в картере компрессора, что при неизменном его объёмном расходе позволит увеличить удельную холодопроизводительность и холодильный коэффициент оборудования.

Примеси наночастиц (определенного химического состава) в компрессорном масле в ряде случаев способствуют существенному уменьшению трения и износа сопрягаемых деталей компрессора. Снижение работы трения в компрессоре приведет к уменьшению затрат электрической энергии холодильным оборудованием.

В ряде опубликованных работ показано, что наличие наночастиц в компрессорных маслах приводит к увеличению их теплопроводности. Следовательно, возрастет значение теплопроводности растворов хладагент/масло, что будет способствовать уменьшению термического сопротивления пограничного слоя кипящего рабочего тела в испарителе и понижению температуры компрессора. Следствием этого эффекта будет понижение температуры нагнетания хладагента, которое будет способствовать повышению холодильного коэффициента оборудования.

Отмеченное в работах авторов уменьшение поверхностного натяжения компрессорных масел способствует интенсификации теплообмена при кипении реальных рабочих тел в испарителе, увеличению давления насыщенных паров растворов хладагент/масло.

Проведенные исследования указывают, что примеси наночастиц способствуют увеличению вязкости масел и теплоносителей. Поэтому при оценке эффективности применения нанотехнологий в холодильной промышленности нужно решать оптимизационную задачу связанную с оценкой влияния таких положительных факторов как увеличение теплопроводности и теплоемкости нанохладоносителя с возросшими энергетическими затратами на его циркуляцию. Увеличение вязкости хладагентов, масел и растворов хладагент/масло оказывает как негативное, так и позитивные влияние на показатели энергетической эффективности компрессорной системы. Негативный эффект обусловлен увеличением затрат энергии на трение в компрессоре. Позитивный эффект может быть достигнут за счет использования в компрессорах масел с меньшей вязкостью, что будет способствовать лучшему уносу масла из испарителя и интенсификации теплообмена при сохранении коэффициента подачи (за счет влияния примесей наночастиц на вязкость компрессорного масла).

Результаты проведенных исследований показывают, что присутствие наночастиц в хладагенте способствует интенсификации процессов кипения, как в свободном объеме, так и при кипении в трубе. Физическим обоснованием этого эффекта является понижение поверхностного натяжения нанохладагента по сравнению с чистым хладагентом, а также существенные физические изменения в перегретом поверхностном слое вблизи поверхности испарителя: появление дополнительных центров парообразования, увеличение теплопроводности, уменьшение поверхностного натяжения.

Как показывают проведенные недавно в ОГАХ исследования, еще одним позитивным эффектом присутствия наночастиц в базовых жидкостях является их влияние на параметры кривых расслоения растворов хладагент/масло, что может способствовать улучшению растворимости хладагентов в компрессорных маслах.

Анализ опубликованных работ, например посвященных исследованию теплофизических свойств и теплообмена при кипении нанофлюидов, показывает, что приготовление образцов является едва ли не ключевой проблемой. Многие авторы выполненных исследований отмечают процессы кластеризации и выпадения осадка из образца. Наночастицы в базовой жидкости со временем могут слипаться друг с другом образуя агломераты. Одним из возможных решений этой технологической проблемы является применение при приготовлении нанофлюидов поверхностно-активных веществ – дисперсантов, таких как цитрат аммония, имидазолин, олеиновая и рицинолеиновая кислоты и т.д. Вместе с тем следует констатировать, что проблема устойчивости нанофлюидов сложна и не имеет на сегодняшний день общих решений.

С учетом изложенного, можно сформулировать общий вывод о перспективности внедрения нанотехнологий в холодильном оборудовании. В большинстве публикаций отмечается позитивное влияние наночастиц на теплофизические свойства теплоносителей, рабочих тел и интенсивность теплообмена в аппаратах холодильного оборудования. Однако все опубликованные по рассматриваемой тематике исследования носят до сих пор фрагментальный характер, посвящены отдельным аспектам изучения свойств нанофлюидов, теплообмена и их возможного применения в практике холодильного машиностроения. В настоящее время в литературе до сих пор отсутствует информация о комплексных исследованиях теплофизических свойств нанохладагентов, испытаниях новых нанохладагентов в холодильном оборудовании. По мнению авторов, эти обстоятельства сдерживают технологический прогресс в холодильном машиностроении.


Расширение диапазона регулирования производительности микрокомпрессоров средствами АВТОМАТИЗИРОВАННОГО электропривода

Карпович О.Я., Онищенко О.А.

ОГАХ, Одесса


Для большинства современных однопоршневых холодильных микромпрессоров требуется плавное регулирование их производительности [1]. Энергетически наиболее эффективный способ регулирования – с помощью автоматизированного, управляемого по частоте вращения, электропривода [2]. Установлено, что простыми средствами обеспечить требуемый ( 4…5) диапазон регулирования холодопроизводительности практически невозможно [3, 4]. Предлагается новое решение, обеспечивающее заданный диапазон регулирования холодопроизводительности герметичных микрокомпрессоров малых холодильных установок, использующее систему автоматического управления (САУ) вентильно-индукторным электроприводом (ВИП) с эталонной моделью (ЭМ) динамики и сигнальной самонастройкой – дополнительной положительной обратной связью [5]. Используя результаты моделирования и экспериментальных исследований установлено, что применение скользящего режима работы в САУ с ЭМ и сигнальной самонастройкой для микрокомпрессора с ВИП нецелесообразно.

Авторами разработаны отличающиеся от известных решений структурная схема и математическая модель (ММ) автоматизированного ВИП микрокомпрессора с ЭМ динамики. ММ, в частности, учитывает:

– изменения приложенного к валу электродвигателя микрокомпрессора результирующего момента сопротивления, содержащего ряд составляющих (основную резкопеременную, являющуюся функцией угла поворота вала двигателя и режима работы холодильной установки, и две относительно небольших составляющих – реактивного характера и вязкого трения);

– приведенный к валу момент инерции, изменяющийся в течение одного оборота вала двигателя дважды;

– особенности работы ВИП (датчиков, инвертора и других элементов).

Особенностью предложенной системы является то, что ее синтез основан на предположении, что САУ ВИП с ЭМ является активным фильтром (АФ) низких частот [6], на который воздействует периодическая помеха – изменяющийся в функции угла поворота статический момент сопротивления при переменном моменте инерции. Для того чтобы АФ пропускал без искажений входной сигнал в заданном диапазоне частот, необходимо сформировать его амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в этом диапазоне частот с неизменным коэффициентом усиления (К  1), но при этом обеспечить фазочастотную характеристику (ФЧХ) с постоянным (Δ  0) или слабо возрастающим фазовым сдвигом. Для герметичного микрокомпрессора, используя указанный тезис, создана ММ ВИП с ЭМ динамики.

На рисунке 1 приведены некоторые из результатов моделирования: графики изменения скорости  микрокомпрессора и электромагнитного момента М его электродвигателя при практически пятикратном уменьшении холодопроизводительности микрокомпрессора (относительно номинального значения).



Рисунок 1 – Динамика САУ с ЭМ ВИП при сред= 31,7 рад/с


Техническая реализация представленного принципа построения САУ с ЭМ ВИП, кроме обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости (= ном/мин = 142/31,7  4,5) компрессора, позволяет снизить уровень его шума, вибраций и массогабаритные показатели.

Литература

1. Онищенко О.А. Модель холодильной установки с автоматизированным электроприводом компрессора / О.А. Онищенко // Холодильная техника и технология (прил. к журналу). – 2005. – №5(97). – С. 120-129.

2. Онищенко О.А. Оценка энергетических затрат на выработку холода бытовым холодильным прибором / О.А. Онищенко // Вiсник КДПУ ім. М. Остроградського. – 2007. – № 3(44), ч. 1. – C. 106-110.

3. Карпович О.Я. Алгоритм моделирования вентильно-индукторных электроприводов микрокомпрессоров / О.Я. Карпович, О.А. Онищенко // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – 2011. – №3/8(51). – С. 19-24.

4. Онищенко О.А. Система управления электроприводом поршневого компрессора холодильной установки / О.А. Онищенко // Электромашинобудування та електрообладнання. – 2005. – №65. – С. 23-28.

5. Фролов Ю.М. Адаптивная система с самонастройкой параметров / Ю.М. Фролов // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2008. – № 4. – С. 29-31.

6. Хьюлсман Л.П. Введение в теорию и расчет активных фильтров / Л.П. Хьюлсман, Ф.Е. Аллен. Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1984. – 384 с.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ

ХЛАДАГЕНТА R410A С КОМПРЕССОРНЫМ МАСЛОМ

RENISO TRITON SEZ 32

Лозовский Т. Л., Ивченко Д. А., Железный В. П., Семенюк Ю.В.

ОГАХ, г. Одесса


Реальным рабочим телом (РРТ) в парокомпрессионных холодильных системах является раствор, состоящий из хладагента и масла. Поэтому при разработке мероприятий направленных на повышение энергетической эффективности холодильного оборудования необходимо располагать информацией о его термодинамических свойствах. Вместе с тем в настоящее время экспериментальные исследования остаются практически единственным источником получением достоверной информации о свойствах растворов хладагент/масло (РХМ). Из анализа опубликованной информации следует, что большинство работ посвящено исследованию фазовых равновесий и вязкости. Данные по плотности, капиллярной постоянной, поверхностному натяжению и калорическим свойствам РХМ в литературе практически отсутствуют.

Использование существующих теоретических моделей применительно к РХМ сводится, к аппроксимации экспериментальных данных о фазовых равновесиях жидкость-пар. При этом для достижения приемлемой погрешности описания фазовых равновесий требуется значительный объем экспериментальных данных, в которых могут содержаться методические погрешности. Следует подчеркнуть, что растворы хладагент/масло (РХМ) относятся к сложным термодинамическим системам, поскольку состоят из неопределенного количества компонентов, значительно отличающихся по своим физико-химическим свойствам. Трудности экспериментального изучения свойств РХМ связаны с длительностью установления термодинамического равновесия, зеотропным характером изменения давления насыщенных паров, градиентом концентрации хладагента в поверхностном слое жидкой фазы.

Проблемы моделирования свойств РХМ обусловлены их существенными отклонениями от поведения идеальных растворов, отсутствием данных о псевдокритических параметрах и о молекулярной массе масел. Большинство из предложенных методов предполагает наличие достоверной экспериментальной информации о фазовых равновесиях жидкость-пар. Однако, как показывает анализ, качество описания экспериментальных данных по фазовым равновесий РХМ в рамках существующих моделей остается на низком уровне. Это обстоятельство ограничивает возможности дальнейшего развития методов моделирования теплофизических свойств РХМ.

В связи с этим в докладе рассмотрена задача создания научно обоснованной базы данных по теплофизическим свойствам растворов смесевого хладагента R410A с компрессорным маслом Reniso Triton SEZ 32 (как реального рабочего тела для систем кондиционирования). С этой целью была разработана методика прогнозирования фазовых равновесий жидкость-пар РХМ с использованием кубических уравнений состояния и учетом эффективного состава поверхностного слоя.

В докладе представлены результаты экспериментального исследования фазовых равновесий плотности жидкости на линии кипения и поверхностного натяжения модельного раствора R134a/R143a и смесевого хладагента R410A с компрессорным маслом Reniso Triton SEZ 32. На основании полученных экспериментальных данных разработаны методики прогнозирования поверхностного натяжения галоидопроизводных хладагентов и их растворов, и методика прогнозирования концентрации поверхностного слоя (основанная на трехфазной модели раствора Гуггенгейма). На основе полученной экспериментальной и расчетной информации была создана новая методика для прогнозирования фазовых равновесий жидкость-пар исследованных РХМ на основе кубических уравнений состояния с учетом эффективной концентрации поверхностного слоя РХМ.

На рис. 1 приведена диаграмма фазовых равновесий жидкость-пар растворов R410A с компрессорным маслом Reniso Triton SEZ 32, а на рис. 2 приведена концентрационная зависимость плотности изученного РХМ.




Рисунок 1 – Давление насыщенных паров растворов R410A/Reniso
Triton SEZ32



Рисунок 2 – Плотность жидкой фазы растворов R410A/Reniso
Triton SEZ32

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Похожие:

Організаційний комітет конференції iconПрограма ІІ міжнародної науково-практичної інтернет-конференції Аграрна наука ХХІ століття
Відкриття конференції – директор навчально-наукового інституту економіки професор Запара Людмила Анатоліївна
Організаційний комітет конференції iconВісник містить матеріали березневої 2008 року наукової конференції Донецького відділення нтш. Доповіді І повідомлення присвячені проблемам літературознавства. Секція конференції працювала у Донецьку
Світі „пражан
Організаційний комітет конференції iconМатеріали ХVI i міжнародної науково-практичної конференції у двох частинах Ч. I харків 2009 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconПлан роботи конференції 1 грудня 2004 р., середа 00-22. 00 Заїзд, розміщення учасників І гостей конференції у готелі
Основні підсумки документознавчих досліджень Всеросійського науково-дослідного інституту документознавства та архівної справи
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Матеріали ХVIII міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2010 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Тези доповідей ХIX міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2011 ббк 73 І 57
Співголови конференції: Патко Д. (Угорщина), Поп Е. (Румунія), Клаус Е. (Німеччина), Хамрол А. (Польща), Ілчев І. (Болгарія)
Організаційний комітет конференції iconТараса Шевченка Юридичний факультет Програм а Міжнародної науково-практичної конференції
Київського національного університету імені Тараса Шевченка; зустріч учасників конференції з організаційним комітетом
Організаційний комітет конференції iconДиректор Департаменту охорони здоров’я та соціальних питань Світлана Горбунова-Рубан
Організаційний розвиток ігс харкова: куди рухаємося та чого бракує (фото, відео)
Організаційний комітет конференції iconМодератор
У другій половині дня робота конференції продовжувалась у формі „Відкритий простір”. Під час роботи трьох сесій була організована...
Організаційний комітет конференції icon06-10 червня 2012 р. Севастополь, Крим, Україна Запрошення
Організатори конференції мають за честь запросити Вас до участі у Міжнародній науково-практичній конференції “Ольвійський форум-2012:...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница