ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вихревые холодильные камеры, термостаты и нагреватели из "Вихревые аппараты" Несмотря на относительно низкую энергетическую эффективность процесса вихревого температурного разделения газов в ряде случаев целесообразно применять вихревые холодильно-нагревательные аппараты. Эта целесообразность обусловлена следующими особенностями рабочего процесса и конструкции аппарата. [c.172] Однако серьезным недостатком вихревой трубы является относительно низкая термодинамическая эффективность происходящего в ней процесса энергетического разделения поэтому при использовании вихревой трубы в составе холодильно-нагревательных установок стремятся к максимальной утилизации энергии вырабатываемых вихревой трубой потоков.. [c.173] Рассмотрим некоторые широко используемые способы повышения эффективности вихревых установок [16]. [c.174] Принципиальные схемы регенеративных холодильнонагревательных установок приведены на рис. 67. Сжатый газ проходит теплообменник 1, где охлаждается (рис. 67, й) или нагревается (рис. 67,6) потоком охлажденного или нагретого газа, выходящего из термокамеры 3. Далее сжатый газ поступает в вихревую трубу 2, где разделяется на охлажденный и нагретый потоки. Один из них (в зависимости от назначения установки) направляется в] термокамеру, а оттуда в теплообменник сжатого газа. Охлажденный поток из теплообменника 1 можно подавать на охлаждение камеры разделения вихревой трубы (рис. 67,в). [c.174] Во многоступенчатых установках нагретый поток последующей вихревой трубы часто имеет температуру ниже температуры сжатого газа, поступающего в предыдущую вихревую трубу. Тогда для охлаждения сжатого газа перед предыдущей трубой используют и нагретый поток последующей вихревой трубы. Например, нагретый поток последующей вихревой трубы 4 (рис. 67, г) поступает в теплообменник 1 для охлаждения сжатого газа, направляемого в последующую трубу 2. [c.175] В реально м цикле (Л 0) с ростом холодо- или тепло-производительности повышается температура охлаждаемого потока или снижается температура нагреваемого потока на входе в камеру. В холодильном цикле это влияние с ростом параметра ц, возрастает, а при нагреве— снижается. В регенеративном цикле температура сжатого газа повышается с ростом и, а разность температур уменьшается. Так как наибольший эффект вихревого температурного разделения сжатого газа (разность Тг — Тх), определяющий значения (ДТ х)рег и (АГг)рег, достигается при больших л, то естественно, различное влияние, например, недорекуперации в теплообменнике на эффекты охлаждения и подогрева. В режиме подогрева, особенно при высоком заданном значении Тг, подогрев газа происходит в основном в вихревой трубе и роль теплообменника невелика. Наоборот, при охлаждении регенерация холода существенно влияет на эффект охлаждения. В связи с этим необходимо тщательно подходить к выбору теплообменника и устранению потерь холода в окружающую среду. [c.176] Утилизация энергии нагретого потока для эжекции охлажденного потока может иметь двоякий эффект. Во-первых, при заданном давлении сжатого рабочего тела уменьшается давление охлажденного потока и, следовательно, повышается степень расширения е газа, что приводит к росту эффекта охлаждения АГх. Во-вторых, если располагаемая степень расширения оптимальна для заданных условий работы, то возможно снижение давления рабочего тела рс при е = onst. В этом случае при использовании автономного источника сжатого газа уменьшаются затраты энергии. Следует, однако, заметить, что снижение давления рс приводит к ухудшению работы эжектора [16]. [c.177] Недостатком струйного эжектора является его чувствительность к изменению расхода, давления и температуры эжектирующего газа, поэтому, как правило, применяют эжекторы с суживающимся реулируемым соплом. Однако и при этом необходимы проверочные расчеты эжектора на все режимы работы вихревой установки. [c.177] В вихревых термостатах возможно попеременное создание в термокамере повышенной или пониженной температуры. В первом случае в камеру направляют нагретый поток воздуха, а во втором — охлажденный. [c.178] В КуАИ разработан ряд вихревых камер и термостатов с объемом термокамер от 0,01 (ХК-3) до 1 м (ВТ-5). На рис. 69 приведены характеристики холодильной камеры ХК-3 и термостата ВТ-1. [c.179] Реализация в холодильных камерах типа ХК адсорбционного способа осушки приводит к некоторому повышению температуры в холодильной камере, так как при прохождении сжатого воздуха через осушитель его температура повышается за счет подвода теплоты адсорбции. Этого недостатка лишена холодильная камера ХКМ-2 в ней холод регенерируется в переключающихся регенераторах, на насадке которых осаждается влага, содержащаяся в сжатом воздухе. [c.179] На рис. 72 показана зависимость температуры при пуске энергоблоков ТП-ЮР и К-200-130 от нагрузки турбины. Работа вихревой трубы заканчивается при нагрузке 20 МВт. Затем трубу переводят на режим дросселирования, а нагружение турбины ведут с использованием обычных средств. [c.182] На рис. 74 Приведена зависимость температуры сжатого воздуха, при которой происходит самовозгорание ацетилена, от давления воздуха на входе в воспламенитель (кривая 1). Сравнение с аналогичной зависимостью для ацетилена в воздухе в состоянии покоя (кривая 2) показывает, что в вихревых воспламенителях необходимую для самовозгорания ацетилена температуру воздуха можно снизить почти на 200 К. [c.183] Расход сжатого газа в режиме охлаждения и подогрева соответственно 0о=0х1 1 и Оо=Сг/(1 —р). [c.184] После расчета материальных потоков и температур в характерных точках схемы по изложенной методике выполняют конструктивный расчет эжектора. [c.185] Целесообразность применения вихревых аппаратов с автономным источником сжатого рабочего тела определяется технико-экономическими соображениями. Здесь необходимо учитывать весь комплекс факторов, влияющих на экономичность установки, в том числе затраты на создание и эксплуатацию компрессорных станций. В табл. 5 для примера приведены результаты сравнения экономических показателей системы термостатирования с парокомпрессионными холодильными машинами и электронагревателями и воздушной системы с вихревыми трубами [8]. Например, в первой графе таблицы приведены сравнительные данные системы, включающей девять холодильных машин типа ХМ22ФУХ300, и систем, состоящих из пяти компрессоров типа ЦК-100/5,5 и вихревой трубы ВТ. Особенность рассматриваемых систем — расположение их на определенном расстоянии от потребителя. Приведенный пример показывает, что в ряде случаев применение холодильно-нагревательных установок с вихревыми аппаратами экономически целесообразно. [c.186] Вернуться к основной статье