Холодильная техника

Повышение энергетической эффективности ректификационных колонн, широко используемых в различных областях промышленности, находится в центре внимания многих исследователей. Несмотря на то, что традиционные ректификационные колонны широко распространены, соответствуют высокому технологическому совершенству и низким капитальным затратам, применение новых технологий может значительно снизить эксплуатационные затраты, привести к существенной экономии общих затрат на установку ректификации и важно для достижения устойчивого развития в целом. В данной статье рассматриваются и сравниваются технологии, направленные на повышение энергоэффективности ректификационных установок: многоэффектная ректификация, термически связанная ректификация и диабатическая ректификация. Многоэффектная ректификация позволяет увеличивать количество ступеней разделения, тем самым повышая эффективность процесса. В термически связанной ректификации благодаря прямому контакту потоков пара и жидкости из различных колонн снижается количество необходимых теплообменных аппаратов. Диабатическая ректификация характеризуется тем, что в колонне применяются управляемые теплообменные аппараты, обеспечивающие приближение условий рабочего процесса к линии фазового равновесия системы. Также в работе описаны некоторые перспективные разработки, связанные с усовершенствованием конструкции ректификационных колонн: такие как колонна с разделительной стенкой и ректификация с промежуточными теплообменниками. Указанные технологии имеют свои преимущества и могут быть при определенных условиях интегрированы в промышленность. Цель данной статьи — рассмотреть и сравнить наиболее распространенные существующие решения, направленные на повышение энергетической эффективности ректификационных колонн.

Обоснование. Разработка нового сверхзвукового гражданского самолета (СГС) требует создания новой системы кондиционирования воздуха (СКВ) для удовлетворения повышенных требований, предъявляемых к современным пассажирским самолетам в части топливной эффективности. Повышения энергетической эффективности для повышения топливной эффективности СГС предлагается достичь путем применения для подготовки сжатого воздуха в СКВ электрокомпрессоров (ЭК).

Цель работы — оценить работоспособность схемы СКВ, разработанной в ходе научно-исследовательской работы (НИР) по разработке СКВ для СГС.

Материалы и методы. Создана статическая математическая модель СКВ СГС с регулированием влагосодержания для определения характеристик системы на основных ожидаемых режимах эксплуатации.

Результаты. Приведены данные об основных параметрах СКВ СГС. Даны результаты расчета параметров СКВ СГС на основных ожидаемых режимах эксплуатации.

Заключение. Приведены выводы о работоспособности разработанной схемы СКВ для СГС, об уровне готовности разрабатываемой технологии СКВ, о необходимости проведения НИР по разработке демонстраторов технологий ЭК и установки охлаждения воздуха (УОВ).

Обоснование. В холодильной отрасли постоянно развиваются новые технологии, внедряемые в повседневную практику работы коммерческих и промышленных предприятий. Наглядным примером последнего является использование микроканальных воздушных теплообменников. Они отличаются высокой энергетической эффективностью, экономией материалов и минимальным содержанием хладагента. Несмотря на все преимущества, микроканальные конденсаторы обладают главным недостатком — малоизученностью. Поэтому настоящая работа посвящена исследованию указанных теплообменников, а именно, экспериментальному исследованию параметров теплообмена и сравнительному анализу микроканальных и пластинчато-трубчатых воздушных конденсаторов.

Цель работы — сравнительный анализ микроканального и пластинчато-трубчатого конденсатора по температурному градиенту и термодинамической эффективности холодильных машин на базе этих конденсаторов.

Методы. Поставленные задачи решались путем проведения в лаборатории экспериментального исследования микроканальных и пластинчато-трубчатых конденсаторов, обработкой экспериментальных данных, оценкой погрешностей измерений, а также термодинамическим анализом циклов работы холодильных машин на базе воздушных конденсаторов.

Результаты. Получены результаты по температурному градиенту, температурам переохлаждения исследуемых теплообменников, а также рассчитаны величины холодильных коэффициентов машин.

Заключение. Исследования показали, что разница температур конденсации и окружающей среды на микроканальном конденсаторе меньше, чем на пластинчато-трубчатом теплообменнике. Холодильная машина на базе микроканального аппарата обладает более высоким эффективным холодильным коэффициентом.

Обоснование. К современным пассажирским самолетам предъявляются повышенные требования по топливной эффективности. Система кондиционирования воздуха (СКВ), являющаяся одной из основных общесамолетных систем, должна иметь высокую энергетическую эффективность для обеспечения топливной эффективности самолета в целом, в т.ч. за счет использования в составе СКВ автономных источников сжатого воздуха и турбохолодильников с электрическим приводом.

Цель работы — расчетная оценка работоспособности схемного решения, созданного в ходе научно-исследовательской работы (НИР) по энергоэффективной электрической СКВ самолета.

Материалы и методы. Разработана статическая математическая модель электрической СКВ с регулированием влагосодержания для расчета параметров системы на различных эксплуатационных режимах.

Результаты. Приведены сведения о технических характеристиках основного агрегата рассматриваемой электрической СКВ — электротурбокомпрессоре (ЭТК). Приведены результаты расчета параметров СКВ на различных эксплуатационных режимах.

Заключение. Сделаны выводы о работоспособности предлагаемого схемного решения энергоэффективной СКВ с ЭТК для регионального самолета с распределенной силовой установкой, о достигнутом уровне готовности технологии СКВ, о необходимости проведения НИР по созданию демонстраторов технологий ЭТК и установки охлаждения воздуха (УОВ) на основе ЭТК.