Авторы

Экспериментальное исследование влияния примесей фуллеренов C60 в компрессорном масле и величины вязкости масла на показатели эффективности холодильной компрессорной системы

DOI: 10.21047/1606-4313-2016-15-1-41-46
УДК 621.56-022.532

Экспериментальное исследование влияния примесей фуллеренов C60 в компрессорном масле и величины вязкости масла на показатели эффективности холодильной компрессорной системы

Мороз С. А. , Хлиева О. Я. , Лукьянов Н. Н., Железный В. П.

Аннотация
Выполнен анализ влияния вязкости компрессорного масла и добавок в него фуллеренов С₆₀на показатели эффективности холодильной системы с компрессором бытового холодильного прибора. Рассмотрена технология приготовления компрессорного масла с примесями фуллереновС₆₀и показана хорошая агрегативная стабильность полученного образца наномасла. Приводятся результаты исследования значений концентраций примесеймасла и фуллеренов в рабочем теле в различных узлах компрессорной системы. Представлены результаты экспериментального исследования холодопроизводительности и мощности потребляемой компрессором холодильной компрессорной системы на рабочих телах R600а/компрессорное масло (ν₄₀= 8 сСт), R600а/компрессорное масло (ν₄₀= 19,5 сСт) и R600а/компрессорное масло (ν₄₀= 19,5 сСт) / фуллерены С₆₀при разных расходах рабочего тела. Показано, что добавка0,0036 гфуллереновС₆₀на 1 г рабочего тела заправленного в компрессорную систему не приводит к заметному изменению холодопроизводительности, но способствует снижению потребляемой компрессором мощности и увеличению холодильного коэффициента. Приведенные результаты исследования демонстрируют, что научно обоснованный выбор вязкости компрессорного масла и включение в состав рабочего тела фуллеренов являются важными факторами, которые способствуют повышению эффективности бытовых холодильных приборов.

Ключевые слова: фуллерены С60, рабочее тело, раствор хладагент-масло, холодильная компрессорная система, холодопроизводительность, холодильный коэффициент.

Список литературы

1. Zhelezny V. P. An application of nanotechnologies in refrigeration–perspectives and challenges. Proc. 11th IIR Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants, IIR Hangzhou. China, 2014.

2.Celen A., Çebi A., Aktas M., Mahian O., Dalkilic A. S., Wongwises S. A review of nanorefrigerants: Flow characteristics and Applications. International Journal of Refrigeration. 2014. Vol. 44.P.125–140.

3.Chen G., Zhelezny V., Shestopalov K., Lukianov N., Polyuganich M. An experimental and theoretical investigation of the compressor oil and nanoparticles admixtures influence on the performance of the compressor systems. Proc. 24th International Congress of Refrigeration. Yokohama, Japan, August 16-22, 2015. ID 318.

4. Efstathios, E. (Stathis) Michaelides (2014). Nanofluidics Thermodynamic and Transport Properties Springer International Publishing Switzerland, 335 p. doi: 10.1007/978-3-319-05621-0

5. Nikitin D., Zhelezny V., Grushko V., Ivchenco D. Surface tension, viscosity, and thermal conductivity of nanolubricants and vapor pressure of refrigerant/nanolubricant mixtures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies.2012. Vol. 5, Is. 5 (59). P. 12-17.

6. Bi S., Shi L., Zhang L. Application of nanoparticles in domestic refrigerators. Applied Thermal Engineering. 2008. Vol. 28, Issue 14-15. P. 1834-1843. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2007.11.018.

7. Bi S., Guo K., Liu Z., Wu J. Performance of a domestic refrigerator using TiO2-R600a nano-refrigerant as working fluid. Energy Conversion and Management.2011. Vol. 52, Isssue 1. P. 733-737. doi: 10.1016/j.enconman.2010.07.052.

8. Subramani N., Prakash M. J. Experimental studies on a vapour compression system using nanorefrigerant. International Journal of Engineering, Science and Technology.2011. Vol. 3, Issue. 9. P. 95-102. doi: 10.4314/ijest.v3i9.8.

9. Jwo C. S., Jeng L. Y., Teng T. P., Chang H. Effects of nanolubricant on performance of hydrocarbon refrigerant system. Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures.2009. Vol. 27, Issue. 3. P. 1473-1477.

10. Kumar D. S., Elansezhian R. D. Experimental Study on Al2O3-R134a Nanorefrigerant in Refrigeration System. International Journal of Modern Engineering Research. 2012. Vol. 2, Issue. 5. P. 3927-3929.

11. Sabareesh R. K., Gobinath N., Sajith V., Das S., Sobhan C. B. Application of TiO₂ nanoparticles as a lubricant-additive for vapor compression refrigeration systems – An experimental investigation. InternationalJournalRefrigeration.2012. Vol. 35, Issue7. P. 1989-1996.

12. Кулешов Д.К., Красновский И.Н. Экспериментальное исследование характеристик домашнего холодильника, использующего нанофлюид R600А/TiO₂ // Холодильная техника та технология. 2014. № 5 (151). С. 12-16.

13.Лукьянов Н. Н., Хлиева О. Я., Железный В. П., Семенюк Ю. В. Исследование перспектив применения нанохладагентов с целью повышения эколого-энергетической эффективности оборудования // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2015. Т. 3, № 5 (75). C. 32-40.

14.Xing M., Wang R., Yu J. Application of fullerene C60 nano-oil for performance enhancement of domestic refrigerator compressors. International Journal of Refrigeration. 2014.Vol. 40. P.398-403.

15. Ku B.C., Han Y.C., Lee J.E., Lee J.K., Park S.H. Tribological effects of fullerene (C60) nanoparticles added in mineral lubricants according to its viscosity. Int. J. Precis. Eng. Man.2010. Vol. 11. P. 607-611.

16. Lee K., Hwang Y., Cheong S., Kwon L., Kim S., Lee J. Performance evaluation of nanolubricants of fullerene in refrigeration mineral oil. Current Applied Physics.2009. Vol. 9, Issue 2. P. 128-131.

17. Lee K., Hwang Y., ets. Understanding the Role of Nanoparticles in Nano-oil Lubrication. Tribology Letters. 2009. Vol. 35, Issue 2. P127-131.

18. Zhelezny, V. P. Experimental and theoretical investigation of heat transfer coefficient for boiling of the isobutene/compressor oil solution flow in the pipe [Text] / V. P.Zhelezny, G. M. Chen, K. O. Shestopalov, A. V. Melnyk. Proc. 11th IIR Gustav Lorentzen Conference on Natural Refrigerants, IIR Hangzhou. China, 2014.

19. Melnyk, V. A. The Local Heat Transfer Coefficient Variation at the Boiling of the Isobutane/Compressor Oil Solution Flow in the Pipe [Text] / A. V.Melnyk, A. G. Nikulin, V. P. Zhelezny.Proceedings of CONV-14: Int. Symp. on Convective Heat and Mass Transfer. Turkey, 2014.

20. Безмельницын В.Н., Елецкий А.В., Окунь М.В. Фуллерены в растворах // Успехи физических наук. 1998. Т. 168, № 11. C. 1195-1220.

21. RuoffR. S., TseDoris S., MalhotraRipudaman, LorentsDonald C. Solubility of fullerene (C60) in a variety of solvents. J. Phys. Chem.1993. 97(13). Р. 3379-3383.

Читать статью полностью