- •1. Состояние вопроса. Цели и задачи исследования
- •1.1 Основные типы регулировочных устройств.
- •1.1.1 Капиллярная трубка - как регулирующее устройство.
- •1.1.2 Особенности работы капиллярной трубки.
- •1.2 Особенности работы холодильных машин, использующих в качестве регулирующего устройства капиллярную трубку.
- •1.2.1. Условия работы подобных холодильных машин.
- •1.2.2. Преимущества.
- •1.2.3. Недостатки.
- •1.3 Характеристики капиллярных трубок.
- •1.3.1. Параметры, влияющие на величину расхода хладагента через капиллярную трубку.
- •1.3.2. Зависимость расхода хладагента от диаметра капиллярной трубки.
- •1.3.3. Зависимость расхода хладагента от длины капиллярной трубки.
- •1.3.4. Зависимость расхода хладагента от величины разности давлений на входе и выходе из капиллярной трубки.
- •1.3.5. Зависимость расхода хладагента от состояния хладагента, поступающего в капиллярную трубку.
- •1.4 Существующие методики подбора и расчета капиллярных трубок.
- •1.4.1 Метод пошагового интегрирования.
- •1.4.2 Метод приближенного расчета.
- •1.5 Особенности применения капиллярной трубки для режима теплового насоса.
- •1.6 Цели и задачи исследования.
- •2. Математическая модель процесса дросселирования хладагента r22 в капиллярной трубке
- •2.1 Эффект Джоуля - Томпсона.
- •2 .1. 1 Дросселирование.
- •2.1.2 Общее уравнение дифференциального джоуль-томсоновского эффекта.
- •2.1.3 Физическая сущность джоультомсоновского эффекта.
- •2.1.4 Изоэнтропийное расширение газа.
- •2.2 Дросселирование хладагента r22 в капиллярной трубке.
- •2.2.1. Уравнения, используемые для описания однонаправленного потока в капиллярной трубке круглого сечения [25].
- •2.2.2. Отрезок 0-1. Вход трубки.
- •2.2.3. Отрезок 1-2. Часть трубки, содержащая только жидкость.
- •2.2.4. Отрезок 2-3. Участок, содержащий смесь насыщенной жидкости и пара.
- •2.3 Математическая модель течения хладагента в капиллярной трубке.
- •3. Объект исследований. Экспериментальная установка и методика проведения испытаний.
- •3.1 Объект исследований и экспериментальная установка.
- •3. 2. Методика вычисления холодо и теплопроизводительности.
- •3.3 Практические предпосылки для разработки методики испытаний.
- •3.4. Методика проведения испытаний.
- •3.5 Оценка точности измерений.
- •3.6 Выводы по главе.
- •4. Результаты экспериментальных исследований.
- •4.1 Испытания макетного образца с ручным вентилем в качестве регулирующего устройства.
- •4.2 Основная и дополнительная капиллярные трубки одинакового внутреннего диаметра.
- •4.3. Основная и дополнительная капиллярные трубки разных диаметров.
- •4.4. Возможность использования только одной капиллярной трубки.
- •4.5. Выводы по главе.
1.2 Особенности работы холодильных машин, использующих в качестве регулирующего устройства капиллярную трубку.
1.2.1. Условия работы подобных холодильных машин.
КПД машины с капиллярной трубкой максимальный, если только условия работы стабильные. Необходимо подчеркнуть, что при работе машины с капиллярной трубкой происходит саморегулирование подачи хладагента до определённой величины, и она удовлетворительно функционирует в определенном диапазоне рабочих условий, если ее конструкция и применение соответствуют требуемым условиям. Уменьшение или увеличение нагрузки на систему в нормальных условиях вызывает изменение расхода хладагента через капиллярную трубку. Это происходит вследствие изменения величины давления конденсации и величины переохлаждения жидкости в конденсаторе. В результате жидкость накапливается в конце конденсатора. Одновременно жидкость в конце конденсатора подвергается большему переохлаждению, и поэтому меньше пара образуется при дросселированные в капиллярной трубке. Следовательно, расход хладагента через трубку увеличивается, и производительность установки уравнивается с возросшей нагрузкой на систему. И наоборот, при уменьшении нагрузки на систему давление конденсации и переохлаждение жидкого хладагента уменьшаются, в результате чего понижается его расход через трубку [15].
Капиллярная трубка отличается от других регуляторов расхода хладагента тем, что она не перекрывает и не останавливает поток хладагента к испарителю во время нерабочей части цикла. Когда компрессор выключается, давления всасывания и нагнетания уравниваются через открытую капиллярную трубку и остаточная жидкость из конденсатора перетекает в испаритель, где более низкое давление, и остается в нем до включения компрессора. По этой причине величина зарядки установки с капиллярной трубкой хладагентом имеет очень важное значение. Между конденсатором и капиллярной трубкой ресивер не устанавливают, и поэтому зарядка хладагентом должна быть минимальной, но достаточной только для заполнения испарителя и созданий гидравлического затвора в конденсаторе (на входе в капиллярную трубку) в конце рабочего цикла. Поскольку жидкостной трубопровод отсутствует, то любое избыточное количество хладагента, поступающего в конденсатор, повышает давление конденсации, которое в свою очередь понижает КПД системы и создает в ней дисбаланс, так как расход хладагента через трубку повышается. Если избыток хладагента достаточно велик, то может произойти перегрузка привода компрессора. Однако более важно то, что весь избыток хладагента из конденсатора перетекает в испаритель во время нерабочей части цикла, быстро его нагревает. В результате или оттаивает испаритель, или компрессор работает короткими циклами. Кроме того, если в испаритель поступает значительное количество жидкости во время нерабочей части цикла, то может произойти выброс жидкости из испарителя в компрессор при пуске последнего.
Диаметр труб конденсатора должен быть минимальным, чтобы небольшое количество накопившейся в конденсаторе жидкости создавало повышение давления конденсации и, следовательно, максимальный расход хладагента через трубку.
В испарителе, предназначенном для работы с капиллярной трубкой, должен накапливаться жидкий хладагент на выходе из него для предотвращения выброса жидкости в компрессор при пуске. Это обеспечивает отделитель жидкости.