ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Целью настоящей работы является численное исследование основных элементов рабочего процесса в устройстве температурной стратификации (ГТС): тепломассообмена и газодинамики в пограничных слоях на проницаемой и непроницаемой поверхностях в сверх- и дозвуковых потоках в одно- и двухфазных течениях; температурной стратификации в газовых потоках при использовании перспективных теплоносителей, в том числе с большими и малыми числами Прандтля; а также определение оптимальных режимов работы устройства применительно к холодильных циклам газовых машин. Данная цель достигается выполнением следующих задач: 1. Исследование отдельных аспектов, определяющих рабочий процесс в устройстве температурной стратификации, таких как, течение газа в трубе с проницаемыми стенками при организации пористого и щелевого вдува (отсоса), исследование двухфазных сверхзвуковых течений (впрыскивая капли влаги в сверхзвуковой воздушный поток, можно достичь значений коэффициента восстановления на стенке, близких к нулю, и температуры стенки, равной термодинамической температуре потока); 2. Определение предельных значений температурной стратификации и оптимальных режимов работы устройства в холодильных циклах; 3. Термодинамический расчет холодильных циклов под заданную тепловую нагрузку (или заданную температуру холодильной камеры); 4. Эксергетический сравнительный анализ циклов новых холодильных машин, использующих устройство температурной стратификации, и существующих холодильных циклов.
The aim of this work is the numerical study of the main elements of the working process in the temperature stratification device (GTS): heat and mass transfer and gas dynamics in boundary layers of permeable and impermeable surfaces in the super- and subsonic flows in one- and two-phase flows; temperature stratification in the gas streams using advanced heat transfer fluids, including large and small Prandtl numbers; also the determination of the optimal operating modes of the device applied to the refrigeration cycle gas engines. This goal is achieved by performing the following tasks: 1. The study of certain aspects defining the working process in the GTS device, such as the gas flow in a pipe with permeable walls under the organization of the porous and crevice injection (suction), a study of two-phase supersonic flows (squirting drops of water in a supersonic air flow can be achieved recovery factor values on the wall close to zero, and the wall temperature equal to the thermodynamic temperature of the flow); 2. Determination of the limits of temperature stratification and optimal modes of operation of the device in the refrigeration cycle; 3. Thermodynamic calculation of refrigeration cycles for a given heat load (or the set temperature of the refrigerating chamber); 4. Exergic comparative analysis of cycles of new chillers, using the device of temperature stratification, and existing refrigeration cycles.
Конечный продукт НИР - результаты численного исследования тепловых и динамических процессов в устройстве газодинамической температурной стратификации (ГТС) и три схемы новых циклов холодильных машин с использованием ГТС в сравнении с существующими циклами (эксергетический и термодинамический сравнительный анализ).
Получены результаты численного исследования тепловых и динамических процессов в устройстве газодинамической температурной стратификации (ГТС) и представлены три схемы новых циклов холодильных машин с использованием ГТС в сравнении с существующими циклами (эксергетический и термодинамический сравнительный анализ).
Фонд содействия развитию малых форм предприятий в НТС, «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК») |
# | Сроки | Название |
1 | 30 марта 2015 г.-30 марта 2016 г. | Разработка новых циклов холодильных машин на базе эффекта газодинамической температурной стратификации |
Результаты этапа: Численно исследованы основные элементы рабочего процесса в устройстве газодинамической температурной стратификации (ГТС): тепломассообмен и газодинамика в пограничных слоях на проницаемой и непроницаемой поверхностях в сверх- и дозвуковых потоках; температурная стратификация в газовых потоках при использовании перспективных теплоносителей, в том числе с большими и малыми числами Прандтля. Исследовано влияние различных параметров задачи на коэффициент восстановления температуры, аналогии Рейнольдса и энергоразделение между потоками газа на проницаемых и непроницаемых поверхностях. Получены зависимости характеристик теплообмена при турбулентном течении в трубе от числа Прандтля и интенсивности отсоса газа через проницаемую стенку. Рассмотрены циклы холодильных машин, использующих эффект энергоразделения, приведен анализ цикла Карно на базе ГТС. | ||
2 | 15 июня 2016 г.-31 декабря 2017 г. | Разработка новых циклов холодильных машин на базе эффекта газодинамической температурной стратификации |
Результаты этапа: Предложено три новых холодильных цикла с ГТС: Цикл каскадной холодильной установки, Цикл холодильной установки, работающей на газовой смеси с числом Pr<1, Цикл холодильной установки, работающей на углекислом газе в околокритической области параметров. Основным элементом всех циклов является устройство газодинамической температурной стратификации в различных вариантах исполнения устройства в зависимости от назначения и характеристик рабочего тела. С использованием термодинамического анализа проведено качественное и количественное сравнение цикла холодильной установки, работающей на углекислом газе, с идеальным циклом Карно и существующими прототипами - циклами простой парокомпрессионной установки и установки с вихревой трубой. Приведены возможные технические решения, позволяющие повысить эффективность данных циклов. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".