Теоретические основы создания альтернативных многофункциональных энергетических систем и тепломасообменной аппаратуры

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 536. 248. 2:532. 529. 5
м. в. Розум ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ АППАРАТУРЫ
В статье приведены разработанные схемные решения альтернативных энергосистем на основе тепло -использующего абсорбционного цикла. Разработана концепция создания тепломассообменной аппаратуры (ТМА) на основе моноблоковъх многоканальных полимерных структур. Разработаны математические модели процессов совместного тепломассообмена с учетом особенностей пленочнъх течений
Ключевые слова: теплоиспользующий абсорбционный цикл, тепломассообмен, реконденсация, абсорбция, десорбция, испарительное охлаждение, конденсация
1. Введение
Основной альтернативой традиционной холодильной технике являются теплоиспользующие абсорбционные системы с «приводом» от солнечной энергии, либо любого наличного источника низкопотенциального тепла. Такие системы обеспечивают снижение энергозатрат сравнительно с парокомпрессионной техникой на 40−60% при существенном снижении антропогенного воздействия на среду обитания. Новым в разрабатываемых решениях является построение схемных решений, ориентированное на многоступенчатые осушители и охладители сред, а также широкое использование полимерных материалов в конструкции всех без исключения тепломассообменных аппаратов.
2. Постановка проблемы
Разрабатываемые альтернативные многофункциональные энергетические системы включают осушительный и охладительный блоки и значительное количество тепломассообменной аппаратуры. Переход на многоканальные моноблоковые структуры из полимеров в условиях многоступенчатого оформления основных элементов схем потребовал совершенствования математического аппарата с учетом новых особенностей протекания процессов, в первую очередь это касается устойчивости пленочных течений и проблемы реконденсации (в испарительных охладителях и аппаратах осушительного контура), без чего поставленные задачи не могут быть решены.
3. Основная часть
3.1. Обзор литературных публикаций по теме исследования
В работе [1] были созданы теоретические ос-
новы интеграции открытых абсорбционных систем с солнечными преобразователями в тепловую и электрическую энергию. Мировой опыт создания испарительных охладителей нового поколения на основе многоступенчатых многоканальных структур был проанализирован в работе [2], в которой выявлены условия их эффективной работы и основные направления совершенствования. Полученные в работе [3] математические модели и экспериментальные результаты позволяют проводить анализ совместной работы ряда тепломассообменных аппаратов и выявить условия их оптимальной интеграции в рамках единых схемных решений. Работа [4] посвящена рассмотрению возможности непрямой регенерации абсорбента с учетом теплофизических свойств и возможностей питающего источника (обеспечение регенерации абсорбента и поддержание непрерывности цикла), а также вопросам моделирования процессов совместного переноса тепла и массы в аппаратах осушительного (абсорбер-десорбер) и охладительного контуров систем. В работе [5] были рассмотрены перспективы создания солнечного обеспечения регенерации с использованием полимеров в конструкции плоских солнечных коллекторов и представлены результаты тепловых испытаний в рамках международных тестовых систем. Анализ показал перспективность такого похода и определил основные решения, положенные в дальнейшую разработку. В работе [6] рассмотрены фундаментальные проблемы пленочных течений по поверхностям насадочных структур тепломассообменных аппаратов, включая вопросы волнообразования и устойчивости таких течений, что, при переходе на плотные компоновки ТМА энергетических систем представляет особую важность и обеспечивает возможность установления предельных загрузок по газу и жидкости. Работа [7] посвящена рассмотрению возможностей испарительных охладителей непрямого типа применительно к разрабатываемым многофункциональным
TECHNOLOGY AUDIT AND PRODUCTION RESERVES — № 5/1(7), 2012 © M. Razum
27
системам и показана перспективность таких решений для охладительного контура- был разработан новый принцип оформления таких НИО именно с использованием внутренней регенерации, что обеспечивает значительное снижение достигаемого температурного уровня охлаждения.
3.2. Результаты исследований
В рамках выполненного теоретического анализа были определены основные требования к типам используемых растворов абсорбентов и их теплофизических свойств, разработаны новые схемные решения и типы многоступенчатых ТМА для обоих контуров систем, выполнено моделирование процессов трансформации солнечной энергии в тепловую и проведена экспериментальная оценка полученных результатов, выполнено моделирование процессов тепломассообмена с учетом основного явления реконденсации [8, 9]. В результате были получены новые экспериментальные данные, обеспечивающие возможность расчета и проектирования солнечных преобразователей- представлены результаты расчетов, обеспечивающих общее снижение энергозатрат на реализацию процессов испарительных охладителях до 45%, сравнительно с традиционными решениями и выполнен предварительный анализ характеристик альтернативных энергосистем в целом. Планируется расширение экспериментальных исследований и создание принципиально новых моделей процессов с учетом таких явлений как устойчивость пленочных течений и проблема реконденсации.
Литература
1. Дорошенко, А. В. Солнечная энергетика (Теория, разработка, практика) [Текст] / А. Н. Горин, А. В. Дорошенко, М. А. Глауберман. — Донецк: Норд-Пресс, 2008. — 374 с.
2. Дорошенко, А. В. Альтернативные холодильные системы и системы кондиционирования воздуха [Текст] / А. Н. Горин, А. В. Дорошенко — 2-е изд., перераб. и доп. -Донецк: Норд-Пресс, 2007. — 362 с.
3. Дорошенко, А.В. Alternative Refrigerating, Heat-Pumping and Air-Conditioning Systems on the Basis of the Open Absorption Cycle and Solar Energy. [Текст] / Alexander V. Doroshenko, Leonid P. Kholpanov, Yury P. Kvurt. — USA. Nova Science Publishers, Inc., 2009. — 210 р.
4. Дорошенко, А. В. Солнечные системы теплохладос-набжения с непрямой регенерацией абсорбента и тепломассообменной аппаратурой с псевдоожиженным слоем [Текст]: межвед. науч. сб. / А. В. Дорошенко, И. И. Казак, М. А. Глауберман, В. И. Андреев // Физика аэродисперсных систем. — Одесса: ОНУ имени И. И. Мечникова, 2007. — С. 67−77.
5. Дорошенко, А. В. Тепловые испытания полимерных солнечных коллекторов [Текст] / В. В. Костенюк, А. В. Дорошенко // Холодильная техника и технология. -2010. — № 4 (126). — С. 54−59.
6. Дорошенко, А. В. Особенности пленочных течений в газо-жидкостных коллекторах-регенераторах солнечных абсорбционных систем [Текст] / А. В. Дорошенко, В. Х. Кириллов // Problemele Energeticii Regionale. — Moldova, Academia de Stiinte, Institutul de Energetica. — №
3(11). — 2009. — p. 10−24.
7. Дорошенко, А. В. Испарительные охладители непрямого типа. Разработка и анализ возможностей [Текст] / А. В. Дорошенко, Д. Н. Чебан // Холодильная техника и технология. — 2010. — № 1 (123). — С. 55−63.
8. Розум, М. В. Многоступенчатые испарительные охладители для холодильных и кондиционирующих систем [Текст] / А. В. Дорошенко, М. В. Розум // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. — 2011. — № 1/5 (49). — С. 45−48.
9. Розум, М. В. Многоступенчатые испарительные охладители для холодильных и кондиционирующих систем [Текст]: сб. тр. XXV Междунар. науч. конф. / В. Н. Бабак, Ю. П. Квурт, А. В. Дорошенко, О. А. Лисогурская, М. В. Розум // Математические методы в технике и технологиях — ММТТ-25. — Волгоград: Волгогр. гос. техн. ун-т, 2012. — Т.8. Секция 12. — С. 16−20.
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ СТВОРЕННЯ АЛЬТЕРНАТИВНИХ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ І ТЕПЛОМАСООБМІННОЇ АПАРАТУРИ
М. В. Розум
В статті приведені розроблені схемні рішення альтернативних енергосистем на основі тепловикористуючого циклу абсорбції. Розроблена концепція створення тепломасообмінної апаратури (ТМА) на основі моноблокових багатоканальних полімерних структур. Розроблені математичні моделі процесів сумісного тепломасообміну з урахуванням особливостей плівкових течій
Ключові слова: тепловикористуючий цикл абсорбції, тепломасообмін, реконденсація, абсорбція, десорбція, випарне охолоджування
Марина Валеріївна Розум, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри інформаційних технологій Одеського національного морського університету, тел. (067) 487−51−97, e-mail: marina_rozum@ukr. net
THEORETICAL BASES OF CREATION OF THE ALTERNATIVE MANYFUNCTIONAL POWER SYSTEMS AND HEAT-MASS EXCHANGE APPARATUSES
M. Rozum
Developed scheme decisions of alternative grids on the basis of heat used absorption cycle are led in article. Conception of creation of heat-mass exchange apparatuses on the basis of mono-unit multichannel polymeric constructions is developed. Mathematical models of processes of joint heat-mass exchange are developed taking into account the features of pellicle
Keywords: heat used absorption cycle, heat-mass exchange, re-condensation, absorption, desorption, evaporated cooling
Maryna Rozum, candidate of physical and mathematical sciences, associate professor of Department of information technologies of the Odessa National Marine University, tel. (067) 487−51−97, e-mail: marina_rozum@ukr. net
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 5/1(7), 2012

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой