разное

Абсорбционно-диффузионные машины

В завершение рассмотрим адсорбционно-диффузионные ма­шины, представляющие особый класс абсорбционных машин.

Принципиальное отличие схемы абсорбционно-диффузионной машины от абсорбционной состоит в том, что в термохимическом компрессоре абсорбционно-диффузионной машины используется термонасос, который осуществляет подачу слабого раствора из гене­ратора в абсорбер, тогда как в абсорбционных машинах механический насос подает крепкий раствор из абсорбера в генератор.

В связи с этим абсорбционно-диффузионные машины иногда называют безнасосными (имея в виду отсутствие механического насоса).

Особенность процессов, происходящих в абсорбционно- диффузионных машинах, обусловлена использованием смеси «агент - абсорбент - неконденсирующийся газ» в качестве рабочего вещества.

Абсорбционно-диффузионные машины бывают только малой производительности (масштабный фактор проведения процессов не позволяет создать крупные машины), однако могут работать как в режиме «холодильная машина», так и «тепловой насос».

Идея создания непрерывно действующей абсорбционной машины без движущихся частей принадлежит Г. фон Гепперту (Германия), который в 1899 году впервые ввел в дополнение к рабочей смеси «агент-абсорбент» вспомогательный неконденсирую­щийся газ (первоначально для этих целей был предложен воздух, в связи с чем разработки фон Гепперта практического применения не получили). Первая реальная абсорбционно-диффузионная холодиль­ная машина была создана в 1922 году на основании теоретических и экспериментальных разработок студентов, а в дальнейшем инжене­ров-исследователей КТН (Шведского Королевского Технологического института, Стокгольм) Б. фон Платена и К. Мунтерса. В качестве рабочего вещества они использовали смесь NH3-H20 с Н2 как неконденсирующимся газом. Малая плотность Н2 по сравнению со смесью NH3-H20 позволила обеспечить надежную циркуляцию рабочего вещества в машине.

На рис.22.36а представлена уже совершенствованная конструкция абсорбционно-диффузионной холодильной машины (охлаждение конденсатора и абсорбера воздушное), выполненная Платеном и Мунтерсом в 1929 году, которая легла в основу машин, начатых производиться фирмой «Electrolux» (Швеция) с 1931 года. На рис.22.366 представлена одна из современных конструкций абсорб­ционно-диффузионной холодильной машины фирмы «Electrolux» для домашнего холодильника.

Интенсивное развитие абсорбционно-диффузионные холо­дильные машины получили в 1930-50-ые годы в Швеции, Германии, Италии, Франции, Швейцарии, Англии и СССР. Результаты теорети­ческих и экспериментальных исследований В. Бюхе, Э. Альтеркирха, М. Беккштрема, А. Каттаньо, Н. П.Третьякова (ЛТИХП) обобщил в 1959 году В. Нибергалл (Германия). Исследования, проведенные в 1960-ых годах на фирме «Sibir» (Швейцария) под руководством Г. Стирлина, послужили основой к дальнейшему, весьма перспектив­ному, развитию и совершенствованию этих машин.

Абсорбционно-диффузионные машины

А) б)

Рис.22.36. Абсорбционно-диффузионные холодильные машины*: а) конструкция Платена-Мунтерса;

Б) современная конструкция «Electrolux»

Достаточно указать, что величина СОР абсорбционно-диффу - зионных холодильных машин от ОД2...О, і7 (первые конструкции) была повышена до 0,65...0,7 (современные машины).

В бывшем СССР абсорбционно-диффузионные машины стали объектом исследований в Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности, где внимание ученых было сосредо­точено на изучении процесса испарения NH3 в парогазовый поток. Полученные критериальные уравнения для процессов тепломассооб­мена позволили проводить теплотехнические расчеты испарителя и абсорбера с точностью, достаточной для инженерной практики, кроме того были созданы основы для расчета термодинамических и теплофизических свойств смеси «агент-абсорбент-неконденси­рующийся газ».

За рубежом научные исследования в этом же направлении принадлежат Н. Эберу и Г. Стирлину (Швейцария), Д. Коуременосу и

А. Стегоу-Сагиа (Греция). В результате проведенных работ были созданы уникальные диаграммы состояний h-X для смеси NH3~H2.

Значительный вклад в развитие теории и практики абсорб- ционно-диффузионных холодильных машин сделан при длительном научном сотрудничестве между кафедрой холодильных машин ОТИХП (ОГАХ), НИИЭМП «Веста» (г. Киев) и Васильковским заводом холодильников.

Абсорбционно-диффузионные машины пользуются славой машин с чрезвычайно сложной комбинацией термодинамических и гидродинамических процессов. Однако, если первоначально избежать углубления в анализ процессов и расчеты, то можно ясно представить основные принципы работы машины, оценить ее возможности и определить проблемы.

Принципиальная схема простейшей абсорбционно-диффузион­ной холодильной машины представлена на рис.22.37а.

Машина работает следующим образом. Крепкий раствор из абсорбера через теплообменник растворов поступает в термонасос (Н(Т)) и далее направляется в генератор. Частичная генерация пара и подъем жидкости происходят в термонасосе. После термонасоса крепкий раствор продолжает кипеть, разделяясь на пар и слабый раствор. Пар агента через ректификатор и дефлегматор направляется в конденсатор, слабый раствор через РТО-Р в абсорбер. Для функ­ционирования термонасоса существует условие, что во всех элементах машины установливается единое давление, равное давлению конден­сации агента рк. При кипении крепкого раствора в генераторе некон­денсирующийся газ вытесняется из генератора и конденсатора, оста­ваясь в абсорбере и испарителе. Таким образом присутствие некон­денсирующегося газа способствует обеспечению единого давления в машине.

После конденсатора агент через РТО-А поступает в испари­тель. Сюда же после РТО-А поступает неконденсирующийся газ в виде обедненной парогазовой смеси с агентом.

В испарителе при собственном низком парциальном давлении агент испаряется в парогазовую смесь, производя холод. Обогащаясь парами агента в испарителе, парогазовая смесь повышает свою плот­ность. После испарителя парогазовая смесь через РТО-А направляется в абсорбер (к нижнему уровню). В абсорбере слабый раствор двига­ется противотоком к парогазовой смеси и абсорбирует из него агент, находящийся при собственном низком парциальном давлении. Обра­зующиеся в процессе абсорбции крепкий раствор и обедненная паро-

Абсорбционно-диффузионные машины

Газовая смесь при дальнейшем продвижении замыкают контуры цир­куляции.

Цикл абсорбционно-диффузионной холодильной машины в диаграмме T-s (рис.22.376) дает представление о процессах, происхо­дящих в машине, однако для инженерных расчетов необходимо использовать специальные диаграммы.

Для анализа процессов удобно представить абсорбционно- диффузионную машину, состоящую из двух самостоятельных блоков:

высокотемпературного, где осуществляются процессы прямо­го термодинамического цикла. Рабочее вещество - смесь «агент- абсорбент». Процессы., происходящие? в этом блоке, подобны тем, которые происходят в соответствующих элементах обычных абсорб­ционных машин. Наличие термонасоса вносит особенности в конст­рукцию генератора, формирует самостоятельную теорию расчета, проектирования и оптимизации генератора с термонасосом;

низкотемпературного, где реализуется обратный термоди­намический цикл. Рабочее вещество - смесь «агент - неконденси­рующийся газ». Процессы, происходящие в этом блоке, специфичны, поэтому рассмотрим их подробно.

Метод получения низкой температурык абсорбционно - диффузионной холодильной машине - испарение жидкости в парога­зовую смесь. В испаритель машины поступает поток жидкого агента и парогазовой смеси. Под действием разности потенциалов давлений и температур происходит испарение жидкого хладагента с понижением его температуры. При достижении динамического равновесия в про­цессе адиабатного тепломассообмена, устанавливается минимальная температура испарения агента - температура мокрого термометра. Уравнение теплового баланса описанного процесса имеет вид

А(Тпг - Т0тш) = гР(р0тіп-РпГ), (22.50)

Где а - коэффициент конвективной теплоотдачи от парогазовой смеси к поверхности жидкости; Тпг - температура поступающей парогазовой смеси вдали от жидкости; T0mm - температура испаряющегся агента, температура по «мокрому термометру»; p0mm - парциальное давление пара агента, равновесное насыщенной жидкости при Т0тш\ рп<тт ~ пар­циальное давление пара агента в парогазовом потоке вдали от по­верхности жидкости; г - удельное тепло фазового перехода; коэф­фициент массоотдачи, отнесенный к разности парциальных давлений.

После этого происходит процесс получения холода путем испарения агента в парогазовый поток при теплообмене с охлаж­даемым объектом.

На рис.22.38 представлена принципиальная схема процесса в испарителе, на рис.22.39 - обобщенный характер изменения темпе­ратур и давлений в канале испарителя. На начальном участке испарителя I-II (процесс получения низкой температуры) происходит охлаждение жидкого агента от Тж до T0mm - При этом давление пара

Абсорбционно-диффузионные машины

Парогазовая смесь

Парогазовая смесь

Рис.22.38. Принци­пиальная схема про­цессов в испарителе абсорбционно-диффу - зионной холодильной машины

О

Процесс получения низкой температуры

Т.'Щ


Цикл холодильной машины

Абсорбционно-диффузионные машины

У| L - t ---- Ymax

Г min °

J min 1 лг

4-і - испаоит&ль

Абсорбционно-диффузионные машины

Цикл холодильной машины

Ш

1 //

Рис.22.39. Обобщенный

Характер изменения темпе­ратур и давлений в канале испарителя абсорбционно - диффузионной холодиль­ной машины ( агент; * • ■» парогазовая смесь)

■ • • ■

Над поверхностью жидкости изменяется от ровщ до роип. В канале испарителя 11-ТИ (процесс получения холода) при подводе тепла от охлаждаемого объекта температура жидкости агента и температура парогазовой смеси изменяются от Т0тт и Тп<тт до Т0пшх с соот - ретствующим изменением давлений ротш —>Р(Га\ pjnn —»Pn. nULX-

Процесс, происходящий в испарителе абсорбционно-диффу- 4ионной холодильной машины, характеризуется таким соотношением начальных параметров входящих потоков, когда по всей поверхности их контакта массоперенос направлен от жидкости к парогазовой і меси, а поток тепла меняет свое направление.

При расчете и проектировании величина Т0тш обычно задана как функция температуры в охлаждаемом объекте. Для получения м ой температуры (в соответствии с ур.(22.50)) в цикле абсорбционно - диффузионной холодильной машины необходимо предварительно vподготовить парогазовую смесь» с параметрамир„"пп и Тп"1т, освобо­див ее от паров агента, а пары агента сконденсировать.

Со щание низкотемпературных абсорбционно-диффузионных холодильных машин возможно только при значительном охлаждении обедненной парогазовой смеси путем внутренней регенерации тепла. Таким образом РТО-А представляет достаточно сложную конструк­цию, в которой должны соединиться требования большой теплооб­менной поверхности и малых газодинамических сопротивлений.

Математическое моделирование процессов, происходящих в абсорбционно-диффузионных холодильных машинах, производится

Абсорбционно-диффузионные машины

Рис.22.40. Функциональная схема современной абсорбционно-диффушонной холодильной машины для домашнего холодильника «SIBIR-60»: 1 - сборник крепкого раствора; 2 - РТО-Р; 3 - термософионный насос; 4 - генератор; 5 ~ дефлегматор; 6 - конденсатор; 7 - трехпоточный РТО «богатая парогазовая смесь - бедная парогазовая смесь - жидкий агент», 8 - испаритель; 9 - абсорбер; 10 - воздушный охладитель; 11 - уравнительная линия; 12 - электронагреватель (источник первичной энергии), О - NH3-H20; * - Н2

На основании теорий, разработанных для абсорбционных машин совместно с элементами анализа некоторых химико-технологических процессов, частные случаи которых имеют место в абсорбционно - диффузионных машинах.

В качестве иллюстрации современных достижений в области абсорбционно-диффузионных холодильных машин, на рис.22.40 представлена функциональная схема агрегата для домашнего холо­дильника.

Ч

Абсорбционно-диффузионные машины

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.