Том 100, № 7 (2011)

Благодаря термоакустическим процессам тепло может частично превращаться в акустическую энергию, а акустическая энергия может перекачивать тепло из области с низкой температурой в область с высокой температурой. Правильно сконструированные термоакустические устройства позволяют достичь плотности преобразования энергии (на единицу объема) и эффективности ее преобразования такие же, как в двигателях внутреннего сгорания. Одно из главных достоинств термоакустических устройств - их экологическая чистота: рабочим телом здесь является смесь благородных газов. Дана краткая история термоакустических исследований, начиная с Рийке, Стирлинга, Рэлея, Такониса, работ по неустойчивости в ракетных двигателях и кончая современными разработками эффективных термоакустических и акустотермических преобразователей. Приведены расчетные формулы, позволяющие количественно определить возможности этих преобразователей. Отмечены экспериментальные разработки термоакустических и акустотермических устройств.

Методом энтропийно-статистического анализа исследованы простой и регенеративный циклы одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины, работающей в режиме кондиционирования воздуха на разных хладагентах. Расхождение полученных в результате анализа расчетных величин адиабатной работы сжатия со значениями, определенными по диаграммам T-s (lg р-h), для циклов на R22 не превышает 1 %. Проведенный в рамках энтропийно-статистического анализа расчет распределения потерь работы в холодильной машине дает возможность выделить определенные элементы (узлы), которые требуют особого внимания. Выявлено также влияние вида хладагента на распределение потерь работы сжатия в холодильной машине.

Для моделирования процесса замораживания продукта сложной геометрической формы на основе нелинейного дифференциального уравнения теплопроводности Фурье с учетом фазового перехода был применен расчетный комплекс Comsol Multiphysics 3.3. Расчеты проведены для процесса замораживания креветки и пангасиуса эллиптической формы, а также филейной части тунца, представленной как 1/8 усеченного конуса. Выполнены экспериментальные исследования замораживания креветок, пангасиуса и филейной части тунца в диапазонах температур охлаждающего воздуха от -70 до -100 °С и скоростей воздуха от 5 до 15 м/с. Проведено сравнение расчетов с экспериментом, определены оптимальные режимы замораживания креветок, пангасиуса и филейной части тунца.