РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛА И ХОЛОДА В УСТАНОВКАХ С МНОГОКОМПОНЕНТНЫМИ И МНОГОФАЗНЫМИ РАБОЧИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У  вступі  обґрунтовано актуальність, сформульовано науково-технічні

суперечності,  проблему,  мету  і  завдання,  зазначено  наукову  новизну  і

практичну цінність дослідження.

У розділі 1 обговорено проблему вибору робочої речовини для установок

перетворення  та  отримання  тепла  і  холоду,  що  працюють  за  зворотними

змішаними  й  гібридними  термодинамічними  циклами.  Проблему  розкрито

послідовно, починаючи від пошуку робочої речовини і закінчуючи вибором

оптимальної (найкращої) робочої речовини як відповідної до різних критеріїв,

сформованих у процесі розвитку холодильної та теплопомпової техніки. Цими

критеріями  є  такі:  основні  термодинамічні  і  теплофізичні  властивості,  що

впливають на ступінь термодинамічної досконалості циклу, на конструкцію

теплообмінних апаратів; взаємодія з конструкційними матеріалами, взаємодія з

мастильними оливами і водою; вплив на організм людей та харчові продукти;

економічні (вартість обладнання) та екологічні показники (ODP, GWP, TEWI).

Задовільнення  усіх  цих  вимог  привело  до  зміни  номенклатури

використовуваних  чистих  робочих  речовин  і  появи  великого  класу

багатокомпонентних  речовин,  що  складаються  з  чистих  компонентів,

дозволених  у  виробництві  та  застосуванні,  а  також  натуральних  речовин.

7

Посилаючись  на  роботи  провідних  учених,  автор  аналізує  використання

сумішей,  простежує  еволюцію  їх  якісного  та  кількісного  складу,  галузей

застосування. Підсумком розгляду стає класифікація установок, що працюють з

багатокомпонентними робочими речовинами як комплекс «структура -  робоча

речовина».

До  терміна  «багатокомпонентні»  автор  додає  термін  «багатофазні»,

оскільки цей термін вживають під час аналізу циклів, якщо робоча речовина

перебуває в різних фазах не тільки у двофазній зоні, але й в однакових фазах на

різних рівнях температур і тисків, або  багатокомпонентна суміш має в своєму

складі газ, неконденсований за робочих тисків і температур, що реалізуються в

установці.

Для вибирання суміші залишаються вимоги, пропоновані до робочих

речовин  загалом,  та  оцінні  критерії  їх  термодинамічної  досконалості.

Послідовно, відповідно до теорії Р. Планка,  розглянено термодинамічні та

теплофізичні  властивості  сумішей,  проаналізовано  специфічні  необоротні

втрати в циклах із сумішами, вказано шляхи їх зниження через ускладнення

схем установок і зміни конструкції апаратів.

На  підставі  аналізу  автор  вважає  перспективним  напрямом  з

використанням сумішей установки для охолоджування і нагрівання потоків

рідин та газів і багатотемпературні теплофікаційні установки.

З  усіх  критеріїв  як  головний  розглянено  енергетичний  –  ступінь

термодинамічної досконалості суміші

.СТС дейст обробразцаСОР СОР

. 

Автор  доводить,  що  використання  циклу  Карно  як  універсального

оборотного циклу-зразка (рис. 1а, б) впливає на висновки, які часто свідчать не

на  користь  дійсних  робочої  речовини  і  установок.  У  розділі  порушено  і

розв'язано завдання  вибору іншого циклу-зразка, найбільш відповідного до

використовуваних  робочих  речовин  і  процесів  у  теплових  помпах  і

холодильних установках. Автор пропонує розглядати як оборотний зразок -

цикл Лоренца для циклів з неазеотропними сумішами (рис. 1в), у яких процеси

підведення і відведення тепла здійснюються за змінних температур. Для циклів

з внутрішньою регенерацією тепла запропоновано  узагальнений цикл Лоренца

(«Лоренц з регенерацією») (рис. 1г). Пропоновані цикли призначаються для

аналізу  прямих  циклів  (енергетичних  установок)  і  зворотних  циклів  з

компенсувальним  процесом  у  вигляді  механічної

роботи.