Моделирование рабочего процесса криогенного термокомпрессора при отсутствии условия изотермичности полостей
УДК 621.57
Благин Е.В., Довгялло А.И., Угланов Д.А.
Аннотация
Представлен расчет рабочего процесса термокомпрессора. Устройство работает по принципу термомеханического преобразования энергии, которое включает в себя передачу энергии из тепловой формы в потенциальную энергию давления без промежуточного перехода в механическую энергию. Предложено использовать термокомпрессор, работающей на криогенном рабочем теле, так как это позволит использовать тепло окружающей среды в качестве верхнего источника тепла. В таком случае энергия будет затрачиваться исключительно на перемещение вытеснителя. Предложена методика расчета с учетом изменения температуры газа в полостях термокомпрессора. Выявлено, что изменение температуры газа может значительно изменяться от частоты. В частности, существует оптимальный режим, который для данных условий был в районе частоты 1 Гц. На данном режиме производительность термокомпрессора за единицу времени максимальна. В качестве критерия оценки энергетической эффективности использовался коэффициент преобразования механической энергии, который изменялся от 4,5 при частоте 0,2 Гц до 1 при частоте 4 Гц. Падение производительности термокомпрессора связано с его перегревом и, как следствие, запиранием. В качестве возможных способов борьбы с перегревом можно рекомендовать интенсификацию теплообмена, особенно в холодной полости, а также использование сетки регенеративного теплообменника с большей пористостью.
Ключевые слова: термомеханические преобразователи, термокомпрессор, неизотермичность, коэффициент подачи, коэффициент преобразования механической энергии
Моделирование рабочего процесса криогенного термокомпрессора при отсутствии условия изотермичности полостей
Аннотация
Представлен расчет рабочего процесса термокомпрессора. Устройство работает по принципу термомеханического преобразования энергии, которое включает в себя передачу энергии из тепловой формы в потенциальную энергию давления без промежуточного перехода в механическую энергию. Предложено использовать термокомпрессор, работающей на криогенном рабочем теле, так как это позволит использовать тепло окружающей среды в качестве верхнего источника тепла. В таком случае энергия будет затрачиваться исключительно на перемещение вытеснителя. Предложена методика расчета с учетом изменения температуры газа в полостях термокомпрессора. Выявлено, что изменение температуры газа может значительно изменяться от частоты. В частности, существует оптимальный режим, который для данных условий был в районе частоты 1 Гц. На данном режиме производительность термокомпрессора за единицу времени максимальна. В качестве критерия оценки энергетической эффективности использовался коэффициент преобразования механической энергии, который изменялся от 4,5 при частоте 0,2 Гц до 1 при частоте 4 Гц. Падение производительности термокомпрессора связано с его перегревом и, как следствие, запиранием. В качестве возможных способов борьбы с перегревом можно рекомендовать интенсификацию теплообмена, особенно в холодной полости, а также использование сетки регенеративного теплообменника с большей пористостью.
Ключевые слова: термомеханические преобразователи, термокомпрессор, неизотермичность, коэффициент подачи, коэффициент преобразования механической энергии
English
Русский
