Refrigeration TechnologyRefrigeration TechnologyХолодильная техника制冷技术0023-124X2782-4241Eco-Vector9929910.17816/RF99299ArticlesСтатьиResearch ArticleEksperimental'nyy stend dlya analiza effektivnosti raboty vikhrevoy truby v parokompressionnoy kholodil'noy mashineЭкспериментальный стенд для анализа эффективности работы вихревой трубы в парокомпрессионной холодильной машинеSolovovValeriy Valer'evichСолововВалерий Валерьевич163valera_sol@mail.ruKononovaViktoriya DmitrievnaКононоваВиктория Дмитриевнаvictoriadmitrievna@live.ruSheremet'evStanislav SergeevichШереметьевСтанислав Сергеевичtrmlvnos@gmail.comМГТУ им. Н.Э.БауманаООО «ОПТИМУМ»150820171068NO8 (2017)№8 (2017)323526012022Copyright ©; 2017, Solovov V.V., Kononova V.D., Sheremet'ev S.S.Copyright ©; 2017, Соловов В.В., Кононова В.Д., Шереметьев С.С.2017Solovov V.V., Kononova V.D., Sheremet'ev S.S.Соловов В.В., Кононова В.Д., Шереметьев С.С.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/99299

The paper describes the principal of a vortex tube operation, its main advantages as compared with throttling devices regarding the temperature efficiency and specific refrigerating capacity as well as the spheres of application for moderate pressure gases. A test bench was developed to study the operation of a vaporcompression refrigerating machine (VCRM) with a vortex tube as an expander. The scheme and the test results of the unit with a needle nozzle - throttle are given; refrigerating capacity, energy consumption and energy efficiency ratio of the unit were calculated and specified. A calculation algorithm, main dependences and characteristic equations to take into account natural convection of the environment with a reservoir of cooled 50% ethyleneglycol solution are presented. The choice of the used refrigerant is based, its properties are described. Intermediate conclusions based on the test results are cited; a planned replacement of the expander on the vortex tube is grounded; it is shown that it is necessary to conduct tests using the unit constructively improved together with the comparative analysis of the results.

В данной статье описываются принцип работы вихревой трубы, основные ее преимущества по сравнению с дроссельными устройствами по температурной эффективности и удельной холодопроизводительности, а также области ее применения для газов умеренного давления. Была создана экспериментальная установка для исследования работы ПКХМ с вихревой трубой в качестве расширительного устройства. Приведены схема и результаты испытаний установки с игольчатым вентилем - дросселем; рассчитаны и определены холодопроизводительность, энергопотребление и холодильный коэффициент установки. Представлены алгоритм расчета, основные зависимости и характеристические уравнения для учета естественной конвекции окружающей среды с резервуаром охлаждаемого 50%ного раствора этиленгликоля. Обоснован выбор и описаны свойства применяемого хладагента. Приведены промежуточные выводы по результатам испытаний, обоснована запланированная замена расширительного устройства на вихревую трубу, показана необходимость проведения испытаний на конструктивно усовершенствованной установке со сравнительным анализом результатов.

R134aвихревая трубахолодильный коэффициентрасширительное устройствоПКХМестественная конвекциячисло РэлеяэтиленгликольБетлинский В.Ю., Жидков М.А., Гусев А.П., Рябов А.П., Овчинников В.П. Неадиабатные вихревые трубы в системах низкотемпературного разделения газовых смесей // Газовая промышленность. 2008. № 5. С. 83-86.Бетлинский В.Ю., Жидков М.А., Овчинников В.П. Двухпоточные регулируемые вихревые трубы в промышленных установках очистки и осушки газов // Газовая промышленность. 2008. № 1. С. 72-75.Бетлинский В.Ю., Жидков М.А., Овчинников В.П., Жидков Д.А. Экспериментальное исследование термодинамической эффективности регулируемой вихревой трубы на природном газе // Нефтегазовые технологии. 2008. № 2. С. 2-6.Воронов В.А., Журлова П.Ю., Заболотный Д.Ю., Шереметьев С.С. Подбор смесевых хладагентов для парокомпрессионных холодильных машин и тепловых насосов // Политехнический молодежный журнал. 2016. № 3.Гаранов С.А., Воронов В.А., Заболотный Д.Ю., Журлова П.Ю. Стенд парокомпрессионного теплового насоса // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. № 1 (49). С. 6.Гусев А.П., Рябов А.П., Жидков М.А., Исламкин В.Г., Пахомова Г.Ю. Подготовка нефтяного газа к транспорту с использованием трехпоточных вихревых труб // Oil&gas journal russia. 2007. № 1. С. 90-95.Евушкин А.И., Шереметьев С.С., Воронов В.А., Апсит К.А. Зимний режим работы систем кондиционирования воздуха на парокомпрессионном холодильном цикле с капиллярной трубкой в качестве дроссельного устройства // Политехнический молодежный журнал. 2017. №5 (10). С. 3.Жидков М.А., Бетлинский В.Ю., Зозуля В.Ю., Исламов Г.Ш., Муллаянов Ф.Н., Музиров Р.Р. Подготовка газа с применением вихревой технологии // Oil&gas journal russia. 2007. № 7. С. 92-98.Жидков М.А., Гусев А.П., Бетлинский В.Ю., Солдатов П.Я., Овчинников В.П., Рябов А.П. Трехпоточная вихревая труба успешно эксплуатируется на Капитоновском месторождении // Oil&gas journal russia. 2008. № 1. С. 42-46.Жидков М.А., Комарова Г.А., Гусев А.П. Особенности термодинамических характеристик трехпоточных вихревых труб для очистки и осушки технологических газов // Холодильная техника. 2001. № 1. С. 12-14.Жидков М.А., Шперкин М.И., Хомяков А.В., Плотникова А.В. Реализация вихревой технологии в производстве бутиловых спиртов // Химическая промышленность. 2006. № 1. С. 24-29.Журлова П.Ю., Самсоненков А.Е., Шереметьев С.С., Гаранов С.А. Повышение энергоэффективности теплового насоса «водавода» // Наука сегодня: реальность и перспективы: сб. докл. Международной научнопрактической конференции. - Вологда: Научный центр «Диспут», 2016. С. 28-31.Зеленцов А.И., Солдатов П.Я., Жидков М.А., Рябов А.П., Исламкин В.Г., Пахомова Г.Ю. На Капитоновском попутный газ сжигать не будут // Oil&gas journal russia. 2007. № 9. С. 28-31.Николаев В. В., Овчинников В.П., Жидков М.А., Комарова Г.А., Резвых А.И. Опыт эксплуатации регулируемой вихревой трубы на газораспределительной станции // Газовая промышленность. 1995. № 10. С. 13-14.Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.Шереметьев С.С., Ширшиков А.О, Лавров Н.А. Экспериментальная установка для исследования работы систем регулирования малых холодильных машин // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. Вып. 11 (59).