УЧЕТ ОГРАНИЧЕНИЙ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВНУТРИТРУБНОГО КИПЕНИЯ ХЛАДАГЕНТОВ В СУДОВЫХ ИСПАРИТЕЛЯХ
Аннотация
Высокая интенсивность теплоотдачи и малое падение давления при заданных условиях кипения хладагента достигается, когда разность между средней температурой внутренней стенки труб и температурой насыщения на выходе из зоны кипения становится минимальной. Она учитывает как необратимые потери, обусловленные наличием конечной разности температур, так и влияние гидравлического сопротивления испарителя на производительность компрессора. Существующие методики оптимизации по этому критерию распространяются лишь на традиционные хладагенты и используют устаревшие формулы для определения коэффициента теплоотдачи. Численный метод позволяет учесть больше факторов, влияющих на процесс кипения как традиционных, так и альтернативных хладагентов. С использованием компьютерной программы в достаточно широком диапазоне исходных данных, определяющих условия кипения четырех хладагентов, подобраны оптимальные значения массовой скорости при известных плотностях теплового потока. После модификации программы подобраны значения оптимальной длины зоны кипения при заданных значениях тепловой нагрузки и других сочетаниях исходных данных. Путем регрессионного анализа результатов подбора получены степенные зависимости для приближенного определения оптимальных параметров. Значения коэффициентов степенной зависимости для расчета основных искомых переменных представлены в двух таблицах. На основе анализа опубликованных в отечественной литературе рекомендаций, сформулированных по итогам экспериментального и аналитического исследования эффективно работающих испарителей, предложено при оптимизации вводить ограничения на разность температур, а также на скорость пара, выходящего из зоны кипения.
Ключевые слова
испаритель, хладагент, внутритрубное кипение, энергоэффективность, оптимизация, численный метод, ограничение параметров
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Цветков О. Б. Энерго- и экологически эффективные рабочие вещества в технологиях генерации холода и теплоты / О. Б. Цветков, Ю. А. Лаптев // Холодильная техника. - 2016. - № 3. - С. 18-24.
Малышев А. А. Перспективные типы испарителей холодильных машин / А. А. Малышев, В. О. Мамченко, В. М. Мизин [и др.] // Вестник Международной академии холода. - 2013. - № 2. - С. 13-18.
Малышев А. А. Новые методы прогнозирования режимов течения кипящих хладагентов в макро- и миниканалах / А. А. Малышев, К. В. Киссер, А. С. Филатов // Вестник Международной академии холода. - 2016. - № 2. - С. 67-70.
Малышев А. А. Истинные параметры кипящих хладагентов в трубах и каналах / А. А. Малышев, К. В. Киссер, А. В. Зайцев // Вестник Международной академии холода. - 2017. - № 2. - С. 53-56.
Гоголин А. А. Об оптимальной скорости фреона в трубках испарителей / А. А. Гоголин // Холодильная техника. - 1965. - № 1. - С. 29-33.
Захаров Ю. В. Определение оптимальной массовой скорости хладагента в горизонтальных трубках испарителей / Ю. В. Захаров, Н. И. Радченко // Холодильная техника. - 1980. - № 3. - С. 25-29.
Granryd E. Om val av seriekopplad rӧrlӓngd och tryckfall vid fӧrongare med fullstandig fӧrongning / E. Granryd // Kylteknisk tidskrift. - 1966. - № 4. - Pp. 65-68.
Granryd E. Optimum Circuit Tube Length and pressure drop on the Refrigerant side of evaporator / E. Granryd // International Refrigeration and Air Conditioning Conference. - Paper 143. - 1992. - Pp. 73-82.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015663262. Общая программа расчета коэффициента теплоотдачи и падения давления при кипении десяти хладагентов в плоских змеевиках с разным числом труб / А. И. Ейдеюс, С. В. Кошелев; правообладатель ФГБОУ КГТУ. - Дата регистрации 31.08.2015 г.
Ейдеюс А. И. Сравнение интенсивности теплоотдачи и падения давления при кипении хладагентов R404A и R22 в горизонтальных трубах / А. И. Ейдеюс, М. Ю. Никишин, C. В. Кошелев // Вестник Международной академии холода. - 2015. - № 1. - С. 69-74.
Ейдеюс А. И. Теплоотдача и падение давления при кипении хладагентов в змеевиках / А. И. Ейдеюс, C. В. Кошелев, М. Ю. Никишин // Вестник Международной академии холода. - 2016. - № 2. - С. 42-47.
Гоголин А. А. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин/ А. А. Гоголин, Г. Н. Данилова, В. М. Азарсков, Н. М. Медникова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 224 с.
Кошелев C. В. Влияние условий внутритрубного кипения хладагентов на внешнюю необратимость в испарителях / C. В. Кошелев, А. И. Ейдеюс, М. Ю. Никишин // Известия КГТУ. - 2016. - № 42. - С. 117-125.
Ейдеюс А. И. Падение давления в змеевиковых испарителях и производительность компрессора / А. И. Ейдеюс, C. В. Кошелев, М. Ю. Никишин // Компрессорная техника и пневматика. - 2015. - № 5. - С. 14.
Об авторах
Кошелев Сергей Валерьевич - аспирант
ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет»Ейдеюс Альгирдас Иозапович - кандидат технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет»
