Wyniki 1-10 spośród 13 dla zapytania: authorDesc:"Kamil Śmierciew"

Technologia strumienicowa w chłodnictwie - nowe kierunki badawcze


  Zagadnienia wprowadzenia nowych technologii w chłodnictwie, klimatyzacji i pompach ciepła obecnie nabierają szczególnego znaczenia. Pomimo tego, że techniki obniżania temperatury dotyczą urządzeń technicznych o znacznie mniejszej skali niż obiegi energetyczne, to jednak obciążają one środowisko w stopniu porównywalnym. Dzieje się tak z dwóch powodów. Po pierwsze - aktualnie pracuje wielka liczba urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych, przez co ich udział w obciążeniu środowiska naturalnego nie może być pominięty. Po drugie - stosowane dotąd czynniki posiadają potencjał tworzenia efektu cieplarnianego od kilku, do nawet kilkudziesięciu tysięcy razy wyższy od dwutlenku węgla. Dodatkowo, obciążenie środowiska przez urządzenia chłodnicze i klimatyzacyjne wywołane jest również emisją dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń powstających przy produkcji energii elektrycznej do napędu tychże urządzeń. Nie dziwi więc, że nawet urządzenia o małej mocy w znaczący sposób mogą obciążać środowisko naturalne. Taki stan rzeczy wyraźnie ukazuje potrzebę podjęcia prac badawczych i wdrożeniowych, mających na celu obniżenie poziomu emisji zanieczyszczeń spowodowanych funkcjonowaniem tych urządzeń. Istnieje kilka potencjalnych metod ograniczenia emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych. Metodą bezpośrednią jest głównie zastosowanie naturalnych, ekologicznych czynników roboczych zamiast czynników syntetycznych. Czynniki naturalne posiadają potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (ang. Global Warming Potential) GWP < 150, zaś obecnie stosowane czynniki syntetyczne z grupy CFC i HFC posiadają współczynnik GWP leżący w przedziale 1000-5000. Metodą pośrednią jest natomiast opracowanie nowych technologii podwyższających efektywność energetyczną urządzeń. W efekcie uzyskuje się zmniejszenie zużycia paliwa. Dodatkowo atrakcyjne wydaje się także zwiększanie udziału energii odnawialnych w ogólnym jej zużyciu. W Unii Europejskie[...]

Analiza wykorzystania niskotemperaturowego ciepła odpadowego do produkcji wody lodowej w układach strumienicowych


  W artykule dokonano oceny efektywności energetycznej urządzenia strumienicowego dedykowanego do produkcji wody lodowej. Do analizy wybrano czynniki należące do grupy tzw. czynników suchych, tj. takich, których krzywa nasycenia pary ma dodatnie nachylenie. Jako czynniki reprezentatywne wybrano: R123, R134a, R227ea, R245fa i R600a. Analizie poddano wpływ temperatury parowania oraz temperatury skraplania na współczynnik COP urządzenia strumienicowego oraz inne podstawowe parametry opisujące obieg strumienicowy, tj. współczynnik zasysania i spręż. Przedstawiono podstawowe informacje o obiegach strumienicowych wraz z niezbędnymi zależnościami opisującymi proces zachodzący w urządzeniu strumienicowym, na podstawie których dokonano wspomnianej analizy. Przedstawiono wyniki analizy wraz dyskusją. Pracę podsumowano dokonując wstępnej propozycji czynnika roboczego. Instalacje i urządzenia 1. Wstęp W krajach wysokorozwiniętych jednym z głównych konsumentów energii elektrycznej są urządzenia chłodnicze i klimatyzacyjne. Na pokrycie zapotrzebowania na energię elektryczną przez chłodnictwo i klimatyzację zostaje przeznaczone 15% światowej produkcji. Zaobserwowana w okresie ostatniej dekady tendencja wzrostowa konsumpcji energii elektrycznej do napędu systemów klimatyzacyjnych i chłodniczych oraz pomp ciepła wymusza poszukiwania bardziej efektywnych rozwiązań zapewniających minimalizację energochłonności. Dodatkowo, obecne przepisy prawne, z racji dużego oddziaływania czynników roboczych na środowisko naturalne, wymagają substytucji tych czynników na płyny charakteryzujące się niskim potencjałem tworzenia efektu cieplarnianego. Takimi płynami są głównie czynniki naturalne. Te z kolei powodują znaczne obniżenie efektywności energetycznej układów. Zasadniczo do produkcji wody lodowej wykorzystuje się agregaty absorpcyjne. Urządzenia te charakteryzują się jednak pewną niekorzystną cechą, którą jest zależność efektywności energetycznej o[...]

Wybrane aspekty modelowania gazowych strumienic chłodniczych


  W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące modelowania numerycznego strumienic stosowanych w urządzeniach chłodniczych. We wcześniejszych publikacjach autorów [1, 2, 3] przedstawiono metody obliczania strumienic modelami o parametrach skupionych, w niniejszej pracy poświęcono uwagę modelom 2D i 3D. Przedstawiono najważniejsze cechy modeli 2D i 3D wskazując różnice wynikające z każdego z modeli. Poruszono zagadnienie tworzenia siatek obliczeniowych oraz modelowania turbulencji. Wstęp Strumienica jako element urządzenia chłodniczego znana jest od dawna, mimo tego problem w zakresie modelowania numerycznego pracy strumienicy parowej jest jak dotąd wciąż otwarty, co ogranicza możliwości właściwego doboru jej geometrii. Wynika to z faktu pracy strumienicy, gdyż może pracować zarówno w obszarze jednofazowym (para przegrzana), jak również dwufazowym (para mora). Zależy to m.in. od rodzaju zastosowanego czynnika roboczego. W artykule skupiono się na najprostszym chłodniczym obiegu strumienicowym, w którym czynnikiem napędowym jest para. Uproszczony schemat takiego obiegu przedstawia rysunek 1. Na rysunku 2 przedstawiono obieg realizowany w urządzeniu strumienicowym w układzie współrzędnych ciśnienie - entalpia właściwa. W obiegu strumienicowym można wyróżnić obieg chłodniczy i obieg napędowy. W idealnym układzie, tzn. takim, w którym nie występują żadne straty, para napędowa o stanie 1 rozpręża się izentropowo w dyszy napędowej do stanu 2. Podczas tego rozprężania na skutek spadku ciśnienia wzrasta prędkość czynnika. Para o niskim ciśnieniu i dużej prędkości (stan 2) zasysa parę o stanie 7. Na pewnym odcinku długości strumienicy następuje mieszanie się czynników. Mieszanie jest wynikiem wymiany pędu pomiędzy strumieniem pary napędowej i zasysanej. Efektem tego procesu jest utrata prędkość pary napędowej i tym samym wzrost prędkości pary zasysanej. Spadek prędkości powoduje jednoczesny wzrost ciśnienia, przy [...]

Początek skraplania pary przegrzanej w przepływie


  Artykuł dotyczy badań eksperymentalnych początku procesu skraplania w przepływie przez kanały. Badania przeprowadzono dla czynników: R507 oraz R600a, przy czym w przypadku czynnika R507 skraplano parę zawierającą mgłę olejową. Przeprowadzono także badania wizualizacyjne początku procesu skraplania pary przegrzanej. Wykazano, iż następuje proces skraplania pary już przed osiągnięciem stanu nasycenia, co wywołane jest obecnością oleju.W artykule podjęto zagadnienie dotyczące początku skraplania pary silnie przegrzanej wewnątrz kanału o przekroju kołowym. Problem ten istotny jest zwłaszcza dla obszaru zastosowania wymienników ciepła do odzysku ciepła przegrzania w wielu układach chłodniczych działających z płynami takimi jak np. amoniak czy propan. W takich wymiennikach jednym z podstawowych problemów jest identyfikacja, czy w wymienniku występuje proces skraplania pary, czy też następuje jedynie konwekcyjna jednofazowa wymiana ciepła w trakcie schładzania pary przegrzanej. Ma to istotne znaczenie na intensywność wymiany ciepła, w przypadku procesu skraplania bowiem występują zazwyczaj stosunkowo bardzo duże wartości współczynnika wnikania ciepła w przeciwieństwie do konwekcji jednofazowej pary przegrzanej. W warunkach silnego przegrzania pary na wlocie do kanału w wymienniku ciepła może powstać strefa bezkondensacyjna (obszar przepływu jednofazowego), czego efektem są bardzo niedogodne warunki wymiany ciepła. Strefa bezkondensacyjna może obejmować nawet niemal połowę całkowitego obszaru wymiany ciepła. Należy dodać, że problem wpływu strefy bezkondensacyjnej na efektywność wymienników ciepła jest nadal otwarty i powinien być uwzględniany przy oszacowaniu powierzchni wymiany ciepła. Strefa bezkondensacyjna dotyczy klasycznego przypadku konwektywnej wymiany ciepła w obszarze pary przegrzanej, co stanowi zagadnienie bardzo dobrze rozpoznane. Strefa skraplania pary nasyconej dotyczy warunków wymiany ciepła również dość [...]

Analiza regulacji wydajności układu strumienicowego metodą zmiany przekroju gardła dyszy napędowej


  Strumienice parowe w układach chłodniczych strumienicowych charakteryzują się najlepszą pracą przy parametrach zewnętrznych odpowiadającym obliczeniowym warunkom projektowym. W rzeczywistych układach chłodniczych taki charakter prac jest stosunkowo rzadko spotykany z uwagi na okresowe zmiany parametrów zewnętrznych. Wówczas regulacja wydajności strumienicy jest niezbędna. W pracy przedstawiono wstępne wyniki analizy pracy strumienicy w warunkach regulacji wydajności przez zmianę przekroju krytycznego dyszy napędowej. ANALYSIS OF THE PERFORMANCE OF THE EJEKTOR SYSTEM WITH VARIABLE PRIMARY NOZZLE GEOMETRY The best operating parameters of the cooling gas ejector is when the operating parameters corresponding to the design operating parameters. Due to periodical changes of external parameters in real cooling devices such operation of the gas ejector is very rare. In such cases the control of the ejector performance is necessary. The ejector performance can be controlled by change of the critical area of the primary nozzle. In this paper the preliminary numerical results of the operating of the ejector with variable primary nozzle geometry are presented. Variable area ratio was achieved by applying a movable spindle at the primary nozzle inlet.Regulacja ilościowa wydajności strumienicy w układach chłodniczych strumienicowych zależy bezpośrednio od strumienia napędowego dopływającego do dyszy napędowej. Ilość strumienia zasysanego jest funkcją parametrów roboczych, wymiarów geometrycznych, jak również uwarunkowana jest wymianą pędu pomiędzy rozprężonym i rozpędzonym do naddźwiękowej prędkości strumieniem napędowym oraz strumieniem zasysanym. Ponieważ ilość strumienia napędowego zależy wprost od parametrów roboczych po stronie napędowej oraz od geometrii dyszy, a w zasadzie [...]

Badania elektrostatycznej separacji mgły olejowej w układach chłodniczych Część 1 Separacja mgły olejowej z przepływu metodą elektrostatyczną


  W artykule stanowiącym pierwszą część cyklu przedstawiono nową metodę usuwania mgły olejowej z przepływu. W Instytucie Maszyn Przepływowych PAN opracowana została oryginalna metoda separacji mgły oleju z przepływu o średnicach kropel mniejszych od 5 μm, a więc takich, w przypadku których zastosowanie konwencjonalnych metod usuwania oleju jest nieskuteczne. W artykule opisano ideę metody oraz zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych.Potrzeba skutecznej separacji mgły olejowej występuje powszechnie we wszystkich instalacjach sprężonego powietrza, są w nich bowiem z reguły stosowane sprężarki tłokowe lub śrubowe, które wymagają stosowania środków smarnych. Separacja mgły o średnicach kropel mniejszych niż 5 mm jest stosunkowo trudna do realizacji przy wykorzystaniu konwencjonalnych cyklonów i podobnych urządzeń, zaś zastosowanie odpowiednich filtrów wymaga pokonania znacznych oporów przepływu, co z jednej strony powoduje zwiększoną konsumpcję energii, z drugiej zaś ogranicza dyspozycyjny poziom ciśnienia w instalacji [1, 2, 3]. W Instytucie Maszyn Przepływowych PAN opracowano całkowicie nowatorską i oryginalną metodę elektrostatycznego usuwania kropel oleju o bardzo małych średnicach z przepływu w warunkach wysoko-ciśnieniowych. Badania eksperymentalne przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym przedstawionym schematycznie na rysunku 1. Stanowisko składało się z kanału, układu generacji mgły olejowej, układu wymuszającego przepływ, systemu rejestracji optycznej obrazów. Kanał laboratoryjny wykonano z przezroczystych rur metapleksowych (polimetakrylan a[...]

Badania elektrostatycznej separacji mgły olejowej w układach chłodniczych.Część 2 Wpływ wyładowania koronowego na stabilność chemiczną czynnika chłodniczego


  Artykuł stanowi kontynuację serii prac poświęconych zagadnieniom obiegu oleju w urządzeniach chłodniczych, w którym dotąd przedstawiono własną metodę usuwania mgły olejowej z przepływu powietrza - metodę elektrostatyczną. Należy dodać, że celem autorów jest zastosowania tejże metody do usuwania oleju z czynnika chłodniczego. W niniejszym artykule zaprezentowane zostały wyniki badań wpływu wyładowania koronowego na stabilność chemiczną czynnika chłodniczego, co stanowi warunek konieczny pozwalający na separację oleju z wykorzystaniem metody elektrostatycznej. Wstęp Jedną z propozycji rozwiązania problemu separacji kropel mgły olejowej z przepływu zarówno w wysokociśnieniowej instalacji powietrznej, jak i w urządzeniach chłodniczych jest wykorzystanie strumienia jonów i pola elektrycznego. Wyniki pomiarów skuteczności działania takich systemów odkraplania zaprezentowano w pracach [1, 2] dla instalacji powietrznych. Jednym z problemów pojawiających się przy implementacji metody usuwania mgły olejowej z przepływu w przewodzie tłocznym sprężarki chłodniczej za pomocą strumienia jonów i pola elektrycznego jest niebezpieczeństwo rozkładu czynnika w strumieniu jonów i polu elektrycznym. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań wyładowania w wysokociśnieniowym reaktorze wypełnionym powietrzem i czynnikiem chłodniczym. Zbadano również wpływ wyładowania na stabilność chemiczną badanego czynnika chłodniczego. Badania pokazały występowanie wyład[...]

Badania elektrostatycznej separacji mgły olejowej w układach chłodniczych Część 3 Elektrostatyczna separacja mgły olejowej w urządzeniu chłodniczym


  Artykuł stanowi kontynuację wcześniej prezentowanych prac z zakresu metod usuwania mgły olejowej z przepływu. W poprzednich pracach zaprezentowano wyniki separacji oleju z przepływu powietrza dokonanej nowatorską metodą elektrohydrodynamiczną opracowaną w Instytucie Maszyn Przepływowych PAN. Zbadano również możliwość zastosowania tejże metody do czynników chłodniczych pod kątem stabilności chemicznej czynnika w obliczu wyładowania koronowego. Pozytywne wyniki prac badawczych skłoniły autorów do podjęcia prób usuwania oleju metodą elektrohydrodynamiczną z rzeczywistego urządzenia chłodniczego. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań separacji mgły olejowej z czynnika chłodniczego przeprowadzone na laboratoryjnym urządzeniu chłodniczym pracującym z czynnikiem R507. Zaprezentowano również wyniki badań wizualizacyjnych identyfikacji przepływu dwufazowego para przegrzana-olej. Wstęp Wyniki wcześniejszych badań eksperymentalnych usuwania mgły olejowej z przepływu [5] przy wykorzystaniu metody elektrostatycznej zachęciły autorów do podjęcia badań w kierunku wykorzystania tejże metody do usuwania oleju z przewodu tłocznego sprężarki w rzeczywistych urządzeniach chłodniczych. Badania te zostały przeprowadzone na laboratoryjnym agregacie chłodniczym pracującym z czynnikiem R507. Stanowisko badawcze (rys. 1) wyposażone było w sprężarkę firmy BOCK oraz płytowe wymienniki ciepła APV. Układ zasilania sprężarki wyposażono w przetwornicę częstotliwości, która wraz systemem odłączania cylindrów pozwalała na precyzyjną zmianę wydajności chłodniczej agregatu w zakresie od 35% do 100% [1]. Stabilność zasilania parownika uzyskano przez zastosowanie elektronicznego zaworu rozprężnego. Do pomiaru [...]

Badania eksperymentalne pracy dwufazowej pompy strumienicowej pracującej z izobutanem


  W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych pracy dwufazowej pompy strumienicowej w zastosowaniu do układów chłodniczych. Badania przeprowadzono dla strumienicy pracującej z izobutanem. W artykule przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wyniki eksperymentów w postaci charakterystyk pracy strumienicy oraz współczynnika wnikania ciepła. EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF TWO-PHASE INJECTOR operation WITH ISOBUTANE Paper deals with experimental investigation of two-phase vapour-liquid injector as a liquid pump in refrigeration systems. The experiment results for the injector are presented for the case of isobutane as working fluid. Experimental data was shown as the operation characteristics of the injector as well as heat transfer coefficient.1. Wstęp Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii do produkcji energii elektrycznej, ciepła w kogeneracji oraz chłodu jest obecnie jednym z najbardziej kluczowych wyzwań dla współczesnej energetyki. Szczególne znaczenie przy wykorzystaniu zasobów energii odnawialnej mają przy tym obiegi cieplne, wykorzystujące odnawialne zasoby nisko- bądź średniotemperaturowego ciepła do produkcji energii elektrycznej oraz chłodu. Jednym z kluczowych problemów związanych z wykorzystaniem energii odnawialnych w postaci energii promieniowania słonecznego, geotermalnej, energii cieplnej pochodzącej ze spalania biomasy, bądź ciepła odpadowego przez zastosowanie obiegów cieplnych - jest opracowanie odpowiedniej pompy ciekłego czynnika [1]. Problem ten dotyczy zarówno obiegów cieplnych prawobieżnych - służących do produkcji energii elektrycznej, jak również obiegów lewobieżnych - służących do produkcji chłodu. Warto zauważyć, że zużycie energii elektrycznej do napędu tych systemów nie jest głównym problemem, ponieważ w większości przypadków ilość energii potrzebnej do napędu pompy mechanicznej wynosi najwyżej kilka procent całkowitego bilansu energetycznego systemu. Zasadniczym problemem j[...]

Zastosowanie metod elektrohydrodynamicznych do intensyfikacji wymiany ciepła w skraplaczach płaszczowo-rurowych


  W artykule przedstawiono głównie kierunki badań efektywnych elektrohydrydynamicznych metod intensyfikacji wymiany ciepła w skraplaczach urządzeń chłodniczych. Zwrócono uwagę na możliwość znacznego podwyższenia COP drogą poprawy wymiany ciepła. Zwrócono też uwagę na szczególnie ważny problem właściwej geometrii elektrod dla skraplaczy płaszczowo-rurowych. Application of elektro -hydrodynamic methods of heat trans fer enhancement in shell and tube condenser The general directions of possibile heat transfer enhancement elektro-hydrodynamic techniques in refrigeration condensers are presented. Attention has been paid to possibile improvement of COP due to heat transferimprovement. Appropriate geometry and configuration of the drainage electrodes for the shell-and-tube condensers has been discussed.1. Wprowadzenie Przedmiotem artykułu jest przegląd możliwych zastosowań jednego z najbardziej efektywnych sposobów intensyfikacji procesów wymiany ciepła, jakim jest zastosowanie pola elektrycznego. Jest to metoda uznawana za najnowocześniejszą, lecz zarazem najmniej dotychczas zbadaną. Zanim zostaną przedstawione podstawowe informacje dotyczące tego sposobu intensyfikowania wymiany ciepła, celowe wydaje się uzasadnienie poszukiwania wysokoefektywnych metod poprawy wymiany ciepła w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Od obu urządzeń oczekuje się wysokich wartości współczynnika efektywności energetycznej ich pracy COP. Wartość współczynnika COP (zarówno w przypadku pompy ciepła, jak i urządzenia chłodniczego) jest tym wyższa, im mniejsza jest różnica temperatury pomiędzy górnym źródłem ciepła (środowisko odbierające ciepło skraplania) i źródłem dolnym (środowisko, od którego pobierane jest ciepło parowania). Na tę różnicę temperatury konstruktor urządzenia zwykle nie ma zasadniczego wpływu, gdyż przynajmniej w części wynika ona z zadanych warunków pracy instalacji. Konstruktor urządzenia ma jednak zasadniczy wpływ na różni[...]

 Strona 1  Następna strona »