разное

Термоэкономическая оптимизация универсальной машины

Регенеративный цикл воздушной машины имеет преимуще­ства при больших интервалах температур между Тср и Тхол. Высокие значения rjстс при 7^л«Гср создают благоприятные предпосылки в использовании регенеративного цикла для воздушных тепловых насосов (Тср«Тгор) при производстве тепла, например, на уровне 7^=110 ... 140°С. Перспективным также является использование регенеративного цикла для теплофикационной воздушной машины. Производство холода в воздушной холодильной машине осуще­ствляется при переменной температуре, что создает предпосылки к ее использованию для многотемпературных охлаждаемых объектов, например, при одновременном хранении: мороженых продуктов (-20°С), охлажденных продуктов (-Ю...0°С), сочной растительной продукции (0...5°С), охлажденных жидкостей (5...10°С) и кондиционирования воздуха (Ю...15°С). Аналогично возможно создать воздушный тепловой насос для многотемпературных нагреваемых объектов.

На кафедре холодильных машин ОГАХ в начале 2000-ых го­дов Л. И.Морозюк и Л. В.Ястребова предложили новую оригинальную

Этот пример еще раз подтверждает вывод о том, что корректный выбор цикла - образца для проведения термодинамического анализа оказывает значительное влияя - ние на оценку величины степени термодинамического совершенства машины.

Рис.18.11. Оригинальная регенеративная воздушная машина, работающая в любом режиме (холодильной машины, теплового насоса или теплофикационной машины): а) схема; б) цикл

Схему и цикл воздушной холодильной машины (теплового насоса, теплофикационной машины) - рис. 18.11.

Все процессы в машине протекают при давлениях выше атмос­ферного. Машина работает следующим образом. Воздух, забираемый из окружающей среды, сжимается компрессором. Поток горячего воздуха с давлением выше атмосферного направляется в двухсекцион­ный регенеративный теплообменник, где ступенчато охлаждается вначале до температуры, равной Тср, а затем - до более низкой температуры Т3ч которая и определит наинизшую температуру в цикле Т4 (после расширения воздуха в детандере). Процесс 4-5 - производство холода при переменной температуре от Т4 до Т5 происходит в рефрижераторе. После выхода из рефрижератора воздух последовательно нагревается в двух секциях РТО до наивысшей температуры в машин (Т6). Если машина предназначена исключи­тельно для производства холода, то воздух в состоянии, соответст­вующем точке б, возвращается в окружающую среду. Если машина работает в режиме теплового насоса или теплофикационной машины, то в процессе 6-7 производится полезное тепло при переменной температуре от Т6 до Т7.

1-2*-3*-4*-5*-6*-7-1 - теоретический цикл машины; 1-2-3-4-5- 6-7 - действительный цикл с учетом необратимостей во всех элементах машины. Для выполнения термодинамического анализа все необратимости, обусловленные наличием разности температур в
теплообменных аппаратах, будут представлены через ЛТЬ а необра­тимости, обусловленные присутствием аэродинамических сопротив­лений - коэффициентами восстановления полного давления ок.

Ід

Выражение для определения СОР действительного цикла без регенерации записывается как

Т3 тм

CQpteucme = --------- Ц---- vw------ yj _ N, (18.31)

Т, т,

Где точка N соответствует концу обратимого процесса расширения в детандере 3-N, точка М - концу обратимого процесса сжатия в компрессоре 1-М (точки NhMhzl рис. 18.11 не показаны).

Для проведения термодинамического анализа в терминах энтропийно-циклового метода, необходимо «перенести» все необрати­мости, возникающие в машине, на необратимости процессов расшире­ния и сжатия, тем самым, упростив анализ до случая, описанного в п. 18.4.5. Введем обозначения

Т* Тси + ЛТ2

= -2--------- - , (18.32)

Т; Тхол-ЛТ}

И

І3- = ЇК. = Я~Т =а, (18.33)

Тм Т,

Где ЛТ2= АТ'2 + АТ"2 и ЛТ,= AT', + AT",.

Величины AT'), АТ'2 представляют необратимости, обуслов­ленные наличием разности температур; величины AT"/, АТ"2 - необра­тимости, обусловленные присутствием аэродинамических сопротив­лений, при «переносе» их на дополнительные величины разности Р2

Температур; я - в теоретическом цикле.

Pi

Т ~ а(а-1)

Совместное решение ур.(18.31) с ур.(18.32) и (18.33) имеет вид

СОР™ = ——-. (18.34)

При оптимизации величина b (ур.(18.32)) может быть принята постоянной, тогда в результате оптимизации можно будет определить

Все переменные, при которых СОРхмСтв =max • Если предположить, что величина b переменная, то в результате оптимизации можно определить переменные, при которых масса теплообменных аппара­тов машины будет минимальной (М=тш), или суммарное аэродина­мическое сопротивление в машине будет минимальным (Дрш-тіп).

Совместный анализ величин СОР^м™» М и 4у tot (после оптимизации) определит термодинамическую эффективность маши­ны, а также величины капитальных и эксплуатационных затрат, т. е. термоэкономическую эффективность машины.

Величина а для проведения оптимизации также может быть постоянной либо переменной. При оптимизации цикла с целью опре­деления M-min и Арш-тіп величина а - постоянная. При оптимиза­ции цикла с целью определения СОР^ств = max, выражение для определения а имеет вид

ЧдЪ


Если величины b и а заданы, то при условии СОР^м™ = max температура Тм определяется как

Г* (2.36)

А

Для разомкнутого цикла следует учесть, что Т3=Тср, ЛТ2=0, Ь-Тср/1) и

7м=TV-

Выражение для СОР регенеративного цикла с целью дальней­шего анализа рационально записывать как

NrkJ>deucme _ аі(ТХОД + ЛТ3 Тм ) ЛТ3______

СОРш - --------------------------- ,(18.37)

11* 1ср Ш4 ) лгг „ >

Где

Тхм + АТ3 - Т5 т2. - ( Тср-ЛТ4)

„ -------- 1---- і. и л =--------------------------- £---------- .

Д ТХОЙ + АТ3-Тм, км Т2-(Тср-АТ4)

Принимая во внимание зависимость между Т2* и Тм, перепи­шем ур.(2.37) следующим образом

АТ3

Тхол + лт, - ТЛА ТСР-ДТ4

А, --

СОРшСтв =----- ^ 3---- —. (18.38)

А2тм

При проведении оптимизации с целью определения СОРхмств = fficix величины г}д и Цкм, а также Тход и Тср принимают постоянными, тогда величина Тм будет иметь строго соответствующее значение. Для определения характеристик цикла, при которых M-min и Aptot-min, величины гд и цкм, а также Тхш и Тср (все или некоторые из них) должны быть приняты переменными.

В обобщенном виде функция для определения эффективности любой схемы воздушной машины имеет вид

COpdeucme = ЛТь аь щ ПД} Цш) (18 39)

Определение характеристик термодинамического цикла, соответствующего условию СОРхм°тв = тах позволяет выявить предельные возможности воздушной машины для корректного сравнения ее с другими машинами.

В качестве иллюстрации рассмотрим характеристики цикла воздушной машины (рис. 18.11) для условий работы в составе системы кондиционирования воздуха в летнее время: Тхол-= 23°С, ГФ=32...47°С, 2...5, 7^=0,75... 1,0, 7/йи=0,8...1,0. Для всех теплообменных аппаратов АТ^5 град и 93...0,995.

Результаты расчетов в графическом виде представлены на рис. 18.12. Видно, что аэродинамические сопротивления в теплообменных аппаратах не оказывают значительного влияния на СОР. При низких значениях Цд, г/ш и изменение величин п и Тср практически не оказывают влияния на изменение величины СОР, которая в диапазоне изменения параметров термодинамического цикла остается почти постоянной.

А) б) в)

Рис. 18.12. Результаты расчетов схемы, изображенной на рис.18.11: a) COP-fiTcp) б) СОР=Дя) в) СОР= j{цд, Цкму, зона 1 - IcTk-l, Цкм-h верхний предел л-2, нижний предел 71=5',

Зона 2 - £сгк=0,9, цд=0,9, Цкм-0,9, верхний предел ж-2, нижний 7Г=5; зона 3 - Еак=0,8, гд=0,8, т]Ш=0,8, верхний предел 71=2, нижний тс=5 зона 4 - Uak=l, Цд-U Цкм-1, верхний предел Тср=27Х^у нижний Тср=47°С зона 5 - Eak=0,8, ^=0,8,^^=0,5,верхний предел Тср=27, нижний Тср=47[53]С зона 6 - изменение Есгк при тг=2,верхний предел Тср=27, нижний Тср=47Х^ зона 7 - изменение гід при 7Г=2,верхний предел Гс/,=27, нижний Тср=47Х^ зона 8 - изменение г/ш при ^=2,верхний предел Тср=27, нижний Тср=479С.

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.