АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ AUTOMATIC CONTROL И РЕГУЛИРОВАНИЕ AND REGULATION Управление состоянием хладагента в конденсаторе холодильной парокомпрессионной установки для интенсификации теплоотдачи *

2014 ISSN 1814-1196 Научный вестник НГТУ Scientific Bulletin of NSTU том   unpublished
Рассматривается рабочий цикл в координатах давление-энтальпия реальной парокомпрессионной холодиль-ной установки. Определены теплофизические параметры хладагента на входе, выходе, в промежуточных сечениях трубы конденсатора. Рассмотрены два случая возможных комбинаций режимов течения хладагента в конденсаторе. Вычислены значения комплексов Кутателадзе-Сорокина и Бейкера. Проведен анализ режимов течения хладагента с помощью диаграмм Кутателадзе-Сорокина и Бейкера. Получены значения чисел
more » ... чения чисел Нуссельта, коэффициентов тепло-отдачи и величин удельной на единицу площади теплоты, отбираемой у хладагента, находящегося в разных режимах течения (первый: дисперсный-преобладание газовой фазы, второй: кольцевой, третий: расслоенный-преобладание жидкой фазы). Анализ процесса теплоотдачи показывает существенные различия чисел Нуссельта для разных режи-мов течения хладагента в конденсаторе. Показана возможность увеличения размера области с наибольшей теплоот-дачей. Расширение участка кольцевого режима течения повышает эффективность конденсатора парокомпрессионной холодильной установки, происходит снижение потерь на трение, уменьшение температуры хладагента, исключается наличие газовой фазы на выходе из конденсатора. Предложена система автоматического управления состоянием хладагента для интенсификации теплоотдачи, содержащая датчики состояния хладагента, блок обработки поступаю-щей информации и формирования команд управления, исполнительные устройства для изменения концентрации фаз. Представлены теоретические основы для построения систем автоматического регулирования интенсификацией теп-лоотдачи в парокомпрессионных холодильных установках. Ключевые слова: управление техническими системами, холодильная установка, конденсатор, рабочий цикл, хладагент, карты режимов течения, диаграммы Кутателадзе-Сорокина и Бейкера, газовая фаза, число Нуссельта, теплоотдача ВВЕДЕНИЕ Улучшение эксплуатационных характеристик холодильных машин производится посто-янно. Конструкция современных парокомпрессионных теплообменных установок полностью отражает прогрессивные технологии, применяются новые материалы, электроника, внедряют-ся более эффективные, экологически безопасные хладагенты и оптимизируются параметры отдельных агрегатов [2, 3, 4]. Процессы испарения и конденсации рабочего тела, реализую-щиеся в парокомпрессионных холодильных машинах, исследованы в многочисленных работах [1, 5, 6]. Теоретически определены и экспериментально проверены параметры основных ре-жимов течения газожидкостных потоков [1, 5, 6, 7, 8]. Вопросы численного моделирования тепломассопереноса и гидродинамики турбулентных двухфазных потоков течения в трубе рассмотрены в [16]. Данные, полученные в работе [16], можно использовать для анализа ин-тенсификации тепломассопереноса в теплообменных аппаратах различного назначения. Пред-ложены методики изменения теплофизических параметров двухфазных систем путем исполь-зования вихревых эффектов [9], естественной конвекции и наножидкостей. * Статья получена 14 января 2013.
fatcat:pectigly5bdjnjfgaf63n666fq