2003-2004 UoN-ОГАХ

В период с 2003 по 2004 г. в Ноттингемском Университете, (University of Nottingham), Великобритания, был выполнен международный научно-исследовательский проект в содружестве с Одесской Государственной Академией Холода (ОГАХ), Украина, при финансовой поддержке CANMET Energy Technology Centre of Ottawa, Канада, имеющий целью разработку и исследование экспериментальной эжекторной холодильной машины (ЭХМ), утилизирующей теплоту выхлопных газов микрогазотурбинной энергетической установки.

При реализации проекта было проведено опытное исследование следующих методов повышения эффективности ЭХМ – на основе разработок, выполненных как в Ноттингемском Университете, так и в Одесской Государственной Академии Холода:

  1. Применение озононеразрушающего холодильного агента.
  2. Совершенствование схемы ЭХМ и ее рабочего цикла.
  3. Оптимизация конструкции эжектора, а также профиля и геометрических характеристик его проточной части.

В качестве холодильного агента Ноттингемским университетом было выбрано нетоксичное и негорючее рабочее вещество R236fa с нулевыми значениями ODP и GWP.

Рисунок 1. Внешний вид экспериментальной ЭХМ

Рисунок 1. Внешний вид экспериментальной ЭХМ

Внешний вид экспериментальной ЭХМ приведен на Рисунке 1. Экспериментальный стенд состоял из следующих основных компонентов: нагреватель воды, парогенератор, сепаратор, эжектор, испаритель, конденсатор, питательный насос, рекуператор и переохладитель. В качестве генератора, конденсатора и испарителя использовались пластинчатые теплообменные аппараты. Рекуператорами на всасывающей и нагнетательной стороне эжектора служили теплообменники типа "труба в трубе", имеющие малые гидравлические сопротивления для эжектируемого и сжатого пара.

Рисунок 2. Внешний вид экспериментального эжектора со сменными соплом и камерой смешения

Рисунок 2. Внешний вид экспериментального эжектора со сменными соплом и камерой смешения

Внешний вид экспериментального эжектора приведен на Рисунке 2. Основными элементами эжектора являлись: корпус; сопло; камера смешения, выполненная совместно с диффузором; рама. Конструкция эжектора предусматривала осевое перемещение сопла и обеспечивала возможность двухстороннего и одностороннего повода эжектируемого пара в приемную камеру – с целью экспериментальной проверки эффективности каждого из способов.

Исследования эжектора проводились со сверхзвуковым соплом, цилиндрической камерой смешения и коническо-цилиндрической камерой смешения конструкции ОГАХ, а также с коноидально-цилиндрической камерой смешения, спроектированной с использованием метода Constant Rate of Momentum Change (CRMC) в Ноттингемском Университете.

Экспериментальные исследования проводились в широком диапазоне рабочих параметров и геометрических характеристик эжектора. Позже в Ноттингемском Университете экспериментальная машина была исследована на хладагенте R245fa. Основные результаты теоретического и экспериментального исследования эжектора и ЭХМ, работающих на хладагентах R236fa и R245fa в расчётных и нерасчётных условиях, приведены в статьях и тезисах докладов (см. список ниже).

ЛИТЕРАТУРА

  1. Eames I.W., Petrenko V.O., Ablwaifa A.E. Design and experimental investigation of a jet pump refrigerator // Proceedings of 3rd International conference on Heat Powered Cycles, HPC 2004. – 11th-13th October, 2004. – Larnaca, Cyprus.
  2. Ablwaifa A.E. A Theoretical and experimental investigation of jet-pump refrigeration. PhD thesis, Nottingham University. - 2006.
  3. Eames I.W., Ablwaifa A.E., Petrenko V.O. Results of an experimental study of an advanced jet-pump refrigerator operating with R245fa // Applied Thermal Engineering. – 2007. – Vol. 27, Issue 17-18. – pp. 2833-2840.
  4. Петренко В.А., Воловик А.С. Разработка и проектирование автоматизированных эжекторных холодильных машин, работающих на легкокипящих хладагентах // Холодильная техника и технология. – 2007. – №1 (105). – C. 41-47.
  5. Петренко В.А., Воловик А.С. Анализ показателей и характеристик эжекторной холодильной машины, работающей в расчётных и нерасчётных условиях // Холодильная техника и технология. – 2007. – №2 (106). – C. 25-30.
  6. Ablwaifa A.E., Eames I.W., Petrenko V.O. Experimental validation of CFD model used to design jet-pumps // International seminar on ejector/jet-pump technology and application, EUROTHERM SEMINAR №85. – September 7-9, 2009. – Louvain-la-Neuve, Belgium.