151627 (Удосконалення робочих характеристик повітряних конденсаторів аміаку за наявності неконденсованих газів), страница 4

АННОТАЦИЯ

Андрусенко А.Н. Совершенствование рабочих характеристик воздушных конденсаторов аммиака при наличии неконденсируемых газов. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.14. – Холодильная, вакуумная и компрессорная техника, системы кондиционирования – Одесская государственная академия холода, Одесса, 2008.

Диссертационная работа посвящена модернизации и повышению эффективности систем отвода теплоты конденсации промышленных аммиачных холодильных установок, подверженных влиянию большого количества неконденсируемых газов (НКГ). Рассмотрены данные современных исследований в области влияния НКГ на процесс конденсации. Определены характерные особенности конденсации пара внутри горизонтальных труб при наличии НКГ. Основные проблемы, связанные с эксплуатацией мощных конденсаторных комплексов, в том числе вызванных наличием НКГ состоят в сложности регулирования параметров работы конденсаторов, инерционности системы в целом и отсутствие четких рекомендаций по режимам удаления НКГ, и особенностям проектирования конденсаторов, работающих при наличии НКГ.

Предложена математическая модель процесса конденсации пара холодильного агента внутри горизонтальной трубы с учетом влияния НКГ, которая позволяет описать изменение основных параметров двухфазной смеси при конденсации чистого пара аммиака внутри горизонтальных труб, а также при наличии НКГ разных концентраций при разных температурных режимах. Установлено, что ухудшение теплопередающих способностей горизонтальнотрубных конденсаторов при наличии НКГ происходит ввиду неизотермичности процесса и постепенного понижения температуры конденсации и плотности теплового потока. Сопоставление результатов расчета по модели и известным формулам, а также с результатами экспериментов, показало хорошее согласование. Погрешность не превышает 15%.

Проведен ряд экспериментальных исследований рабочих характеристик воздушных конденсаторов на действующей крупной промышленной аммиачной холодильной установке, подверженной влиянию НКГ высоких концентраций. С помощью мониторинга рабочих характеристик системы конденсации установлено понижение температуры конденсации пара аммиака при наличии НКГ по мере продвижения смеси по трубам. Удалось обнаружить возникновение колебаний рабочих характеристик холодильной установки при наличии НКГ, вызванных увеличением разности температур конденсации и наружного воздуха. В результате диагностики инфракрасного излучения элементов конденсаторов удалось обнаружить конструктивные и функциональные особенности аппаратов.

Определены основные пути оптимизации рабочих параметров конденсаторных систем и разработаны рекомендаций по усовершенствованию конструкции воздушных конденсаторов с целью сокращения эксплуатационных энергозатрат. Внедрен алгоритм контроля и своевременного удаления НКГ из системы крупной промышленной холодильной установки.

Установлено, что совместное влияние температуры окружающей среды, общего давления и объемной доли НКГ на эффективность работы конденсаторов можно оценить, используя вновь введенное понятие относительной насыщенности парогазовой смеси. Эта величина характеризует степень насыщенности парогазовой смеси неконденсируемыми газами при известной температуре и давлении смеси.

Выполнен анализ современных систем удаления НКГ, применяемых в холодильной технике. Разработана конструкция нового отделителя неконденсируемых газов с использованием пластинчатой поверхности теплообмена в качестве основной. На данное изобретение получен патент Украины.

Ключевые слова: воздушный конденсатор, неконденсируемые газы, аммиак, горизонтальные трубы, конденсация, рабочие характеристики, относительная насыщенность, сокращение энергозатрат.

Анотація

Андрусенко А.М. Удосконалення робочих характеристик повітряних конденсаторів аміаку за наявності неконденсованих газів. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.05.14. – Холодильна, вакуумна і компресорна техніка, системи кондиціювання – Одеська державна академія холоду, Одеса, 2008.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню ефективності систем відведення теплоти конденсації промислових аміачних холодильних установок, які підпадають під вплив великої кількості неконденсованих газів. Розглянуті дані сучасних досліджень в області впливу неконденсованих газів на процес конденсації. Визначені особливості конденсації пари усередині горизонтальних труб за наявності неконденсованих газів. Запропонована математична модель процесу конденсації пари аміаку усередині горизонтальної труби з урахуванням впливу НКГ. Проведено ряд експериментальних досліджень робочих характеристик повітряних конденсаторів на промисловій аміачній холодильній установці за наявності високих концентрацій НКГ. Визначені основні шляхи оптимізації робочих параметрів промислових конденсаторних систем, приведені рекомендації по удосконаленню конструкції повітряних конденсаторів з метою зменшення енерговитрат. Упроваджений алгоритм контролю і своєчасного видалення НКГ з системи промислової холодильної установки. Введено поняття відносної насиченості парогазової суміші, що дозволяє точніше оцінити впливи НКГ на роботу конденсаторів за різних зовнішніх умов. Розроблена конструкція нового віддільника неконденсованих газів з використанням пластинчастої поверхні теплообміну як основної. На даний винахід отриманий патент України.

Ключові слова: повітряний конденсатор, неконденсовані гази, аміак, горизонтальні труби, конденсація, робочі характеристики, відносна насиченість, зменшення енерговитрат.

SUMMARY

Andrusenko A.N. Improvement of operational characteristics of air-cooled ammonia condensers at presence of noncondensable gases. – The Manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of Cand. Tech. Sci. by specialty 05.05.14. – Refrigeration, vacuum and compression techniques, air conditioning systems. – Odessa State Academy of Refrigeration, Odessa, 2008.

The dissertation concerns the efficiency improvement of condensing systems of high-capacity ammonia refrigerating installations influenced by high quantities of noncondensable gases. The results of up-to-date investigations of the influence of noncondensable gases on vapor condensation are examined. The influence of the characteristic properties of noncondensable gases on the ammonia vapor condensation inside horizontal tubes are specified. The mathematical model of refrigerant vapor condensation in the presence of noncondensable gases inside horizontal tubes was developed. A series of experimental investigations on the operation of high-capacity air-cooled ammonia condensers in the presence of high concentration of noncondensable gases are carried out. The basic ways for condensing systems optimization and recommendations for condensers construction improvement are given. The algorithm of noncondensable gases concentration control and purging was implemented. It resulted in avoiding the installation operating with excessive energy consumption. It was suggested to evaluate the noncondensable gases influence on heat transfer performance of condensers using the value of relative saturation of vapor-gas mixture. The new design of plate-type noncondensable gases separator was developed and patented in Ukraine.

Key words: air-cooled condenser, noncondensable gases, ammonia, horizontal tubes, condensation, operating characteristics, relative saturation, reducing of energy consumption.