Ніченко Сергій Володимирович. Вплив компресорних мастил на термодинамічні властивості робочих тіл холодильного устаткування. : Дис... канд. наук: 05.14.06 - 2008.
Анотація до роботи:
Ніченко С.В. Вплив компресорних мастил на термодинамічні властивості робочих тіл холодильного устаткування – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – «Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика». – Одеська державна академія холоду, Одеса, 2008 р.
Дисертація присвячена комплексному експериментально-розрахунковому вивченню фазових рівноваг, термічних та калоричних властивостей на лінії насичення розчинів холодоагенту R-600a з мінеральним компресорним мастилом Reniso WF 15A, розробці з використанням отриманої інформації таблиць довідкових даних з термічних і калоричних властивостей для реального робочого тіла R-600a/компресорне мастило Reniso WF 15A, розробці діаграм тиск-ентальпія та ентальпія-концентрація (діаграми Меркеля) а також дослідженню впливу домішок мастила на показники енергетичної ефективності компресорної системи.
Для виконання поставлених у дисертації завдань використовувалась створена раніше експериментальна установка для проведення комплексних досліджень термодинамічних властивостей розчинів холодоагент/мастило (РХМ), включаючи: фазові рівноваги, поверхневий натяг і густину розчинів холодоагенту R-600a с мастилом Reniso WF 15A. Також була створена експериментальна установка та проведені експериментальні дослідження калоричних властивостей розчинів холодоагент/мастило.
З використанням отриманих експериментальних даних розроблено діаграми тиск-ентальпія та ентальпія-концентрація. У додатку дисертації наведені вперше отримані експериментальні дані з термічних і калоричних властивостей для реального робочого тіла R-600a/Reniso WF 15A.
Вперше для реального робочого тіла R-600a/Reniso WF 15A виконано теоретичне дослідження впливу домішок мастила в холодоагенті на показники ефективності холодильного циклу. Показано, що присутність домішок мастила в холодоагенті призводить до значного зниження холодопродуктивності та холодильного коефіцієнта, досліджено вплив концентрації мастила у холодоагенті перед дросельним пристроєм, а також величини перегріву робочого тіла у випарнику на показники енергетичної ефективності циклу.
Показано, що підбір оптимального сорту мастила має не менше значення, аніж вибір альтернативного холодоагенту. Розроблені практичні рекомендації для забезпечення нормальної циркуляції домішок мастила у холодоагенті R-600a по контуру холодильної системи. У наслідку виконаного дослідження показано, що використання регенеративного теплообмінника при використанні у холодильному обладнанні холодоагенту R-600a дозволяє у значній мірі знизити негативну наявність домішок мастила у випарнику та підвищити показники енергетичної ефективності термодинамічного циклу компресорної системи.
У дисертації розроблена база довідкових даних з термічних і калоричних властивостей для розчинів R-600a/Reniso WF 15A. Для вирішення поставленої мети треба було вирішити ряд взаємозалежних експериментальних і теоретичних завдань. До найбільш важливих наукових і практичних результатів і висновків, отриманих у дисертації, можуть бути віднесені:
Розроблено й створено стенди для експериментального дослідження селективної розчинності холодоагентів у компресорних мастилах і вивчення калоричних властивостей РХМ.
Отримано дані експериментально-розрахункового дослідження фазових рівноваг рідина-рідина й рідина-пара, густини, ентальпії, теплоємності й поверхневого натягу розчинів холодоагенту R-600a з мастилом Reniso WF 15A.
Запропоновано метод дослідження, обліку поправок і обробки експериментальних даних для ентальпії розчинів холодоагент/мастило в адіабатному крижаному калориметрі.
Запропоновано методику визначення псевдокритичних параметрів для термодинамічного моделювання густини РХМ.
Розроблено таблиці довідкових даних з термодинамічних властивостей розчинів R-600a з компресорним мастилом Reniso WF 15A. Інформація з тиску насиченої пари, густини, поверхневого натягу, ентальпії й теплоємності R-600a/Reniso WF 15A рекомендується до використання при проектуванні випарників, компресорів і теплообмінників нового покоління холодильного устаткування.
Установлено, що застосування розроблених у роботі діаграм тиск-ентальпія для РРТ (R-600a/Reniso WF 15A, R-600a/ХМИ Азмол, R-134a+R-152a/ХФ 22с16, R-134a/Castrol Icematic SW22, R-134a/Mobil EAL Arctic 22, R-245fa/Planetelf ACD 100FY) дозволяє розраховувати енергетичні характеристики компресорних систем, що добре узгоджуються з результатами експлуатаційних досліджень компресорів, дозволяючи, таким чином, ще на стадії проектування створювати умови одержання максимальної енергетичної ефективності холодильного устаткування.
Розроблено діаграми тиск-ентальпія й ентальпія-концентрація (діаграми Меркеля) для реального робочого тіла (R-600a/Reniso WF 15A, R-600a/ХМИ Азмол, R-134a+R-152a/ХФ 22с16, R-134a/Castrol Icematic SW22, R-134a/Mobil EAL Arctic 22, R-245fa/Planetelf ACD 100FY), які зручно використовувати для обліку впливу домішок мастила на показники енергетичної ефективності компресорної системи.
Установлено, що мінімальне достатнє, з точки зору вирішення холодильних задач, значення фіктивного перегріву для R-600a/Reniso WF 15A становить приблизно 6-7 К. При даному фіктивному перегріві відносний внесок домішок мастила в зміну адіабатної роботи стиску становить порядку 4-5 %, питомої холодопродуктивності - 1,5 %, холодильного коефіцієнта - 5-7 % на 1 % концентрації мастила в холодоагенті перед дросельним пристроєм.
Одержав підтвердження висновок про те, що отримані в результаті експериментальних вимірювань термодинамічні властивості розчинів R-600a/Reniso WF 15A повинні бути віднесені до концентрацій рідкої фази розчину, що змінюється при ізохорному нагріванні досліджуваного зразка у вимірювальному осередку.
Встановлено, що склад поверхневого шару РХМ відрізняється від складу рідкої фази. Тому при термодинамічному моделюванні густини й тиску насиченої пари повинні використовуватися різні значення псевдокритичних температур
Доведено, що широко застосовувана в роботах різних авторів методика розрахунку надлишкової ентальпії для розчинів холодоагент/мастило за формулою Кірхгофа не забезпечує узгодження з отриманими в роботі експериментальними даними.
Запропоновано методику визначення концентрації мастила в холодоагенті при проведенні експлуатаційних випробувань холодопродуктивності компресорів виконуваних відповідно до ISO 917-89 і ДСТ 17008-8.
Публікації автора:
Диаграммы для растворов хладагент – масло: зб. наук. праць [“Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2005. – 134 с. (Спецвип.: додаток до журналу «Холодильна техніка і технологія»)).
Практические аспекты применения диаграмм давление-энтальпия для реальных рабочих тел: зб. наук. праць [“Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2005. – 134 с. (Спецвип.: додаток до журналу «Холодильна техніка і технологія»)).
Термодинамически согласованная методика прогнозирования термических и калорических свойств веществ на линии насыщения: материалы докладов и сообщений Российской конференции по теплофизическим свойствам, 4–7 октября 2005 г., Санкт-Петербург, Россия. Т. 1 / Акад. наук России, Санкт-Петерб. гос. унив. низк. и пищ. техн. [и др.]. – С.-П. : СПбГУНиПТ, 2005. – 320 с.
Железный В.П. Влияние примесей масла на теоретические показатели эффективности холодильной системы / В.П. Железный, Д.А. Проценко, С.В. Ниченко // Холодильная техника. – 2005. – №11. – С.42–45.
Железный В.П. Влияние примесей масла на теоретические показатели эффективности холодильной системы / В.П. Железный, Д.А. Проценко, С.В. Ниченко // Холодильная техника. – 2005. – №12. – С.34–37.
Влияние примесей компрессорного масла Planetelf ACD 100 FY на эффективность термодинамического цикла теплового насоса на хладагенте R245fa: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук.-техн. конф. [“Промисловий холод і аміак”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2006. – 168 с.
Фиктивный перегрев реальных рабочих тел в испарителе и кривые расслоения некоторых растворов хладагент/масло: зб. наук. праць за матеріалами міжнар. наук.-техн. конф. [“Промисловий холод і аміак”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2006. – 168 с.
Вплив домишік мастила на теоретичні показнники ефективності компресорної системи на рабочому тілі R600a/ХМИ Азмол: зб. наукових праць [“Обладнання та технології харчових виробництв”] / М-во освіти і науки України, Донецький нац. унів. Економіки і торгівлі ім. Михайла Туган-Барановського. – Дон.: ДонНУЕТ, 2006. – 206 с.
Influence of admixtures of the compressor oil to the enthalpy of working fluid in evaporator : proc. 4-th international conference [“Compressors – 2004”], (Papiernika, Slovak Republic, 2004) / International Institute of Refrigeration – S. : IIR, 2004. – 685 p.
The Accounting of Oil Additives Effect on Energy Efficiency of Refrigerating Equipment: proc. 5-th international conference [“Problems of industrial heat engineering”] / National Academy of Sciences of Ukraine, Ins. of Engineering Thermophysics. – K.: Inst. of Engineering Thermophysics, 2007. – 323 p.
Влияние примесей компрессорного масла на показатели эффективности компрессорной системы: зб. наук. праць [“Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2005. – 148 с.
Експериментальное исследование калорических свойств компрессорніх масел и их растворов с хладагентами: зб. наук. праць [“Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2005. – 148 с.
Исследование давления насыщенных паров, плотности, капиллярной постоянной и поверхностного натяжения растворов изобутан/ Reniso WF 15A: зб. наук. праць [“Сучасні проблеми холодильної техніки і технології”] / М-во освіти і науки України, Одес. держ. академія холоду. – Одеса: ОДАХ, 2005. – 148 с.
Ниченко С.В. Экспериментальные исследования энтальпии растворов хладагента R-600a с маслом Reniso WF 15A / С.В. Ниченко, Ю.В. Семенюк, В.П. Железный, Д.А. Проценко, // Холодильна техніка і технологія. – 2008. – № 1. – С. 4-9.
An investigation of the thermophisical properties of solution refrigerant–compressor oil: R245fa/Planetelf ACD 100FY, R600a/HMI Azmol, R600a/Reniso WF 15A : proc. 5-th international conference [“Problems of industrial heat engineering”], (Kyiv, Ukraine, 22–26 May 2007) / National Academy of Sciences of Ukraine, Ins. of Engineering Thermophysics. – K.: Inst. of Engineering Thermophysics, 2007. – 323 p.
Семенюк Ю.В. Экспериментальное исследование растворимости хладагента R-600a в компрессорном масле Reniso WF 15A / Ю.В. Семенюк, С.В. Ниченко, В.П. Железный, В.В. Сеченых // Вестник Международной Академии Холода. – 2008. – № 1. – С. 10–14.
New method for prediction of the thermophisical properties for the refrigerant-oil solution : proc. 4-th international conference [“Phisics of liquid matter: Modern problems”], (Kyiv, Ukraine, 23–26 May 2008) / Ministry of Education and Science of Ukraine, Taras Shevchenko Kyiv National University. – K.: Taras Shevchenko Kyiv National University, 2008. – 154 p.
Экспериментальное исследование и моделирование термодинамических свойств растворов R600a/Reniso WF 15 A : зб. наукових праць [“Обладнання та технології харчових виробництв”] / М-во освіти і науки України, Донецький нац. унів. Економіки і торгівлі ім. Михайла Туган-Барановського. – Дон.: ДонНУЕТ, 2008. – 307 с.
Показатели эффективности компрессорной системы, работающей на R600a/Reniso WF 15A: зб. наукових праць [“Обладнання та технології харчових виробництв”] / М-во освіти і науки України, Донецький нац. унів. Економіки і торгівлі ім. Михайла Туган-Барановського. – Дон.: ДонНУЕТ, 2008. – 307 с.
Особистий внесок автора в роботах, виконаних у співавторстві: [1, 3] – участь у розробці методів прогнозування термічних і калоричних властивостей речовин, розрахунки за запропонованими моделями і аналіз результатів розрахунку, підготовка матеріалів для публікацій і презентацій, доповіді на конференціях і участь у дискусіях; [2, 4, 5, 8, 9-11] – участь у розрахункових дослідженнях, підготовка матеріалів для публікацій і презентацій; [7, 12-19] – участь в експериментальному дослідженні, обробка експериментальних даних, розрахунки за запропонованими моделями, підготовка матеріалів для публікацій і презентацій, доповіді на конференціях і участь у дискусіях.
