Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Temperatura i wilgotność powietrza ochłodzonego za pomocą chłodziarki sprężarkowej TS-300

Nowak B., Łuczak R., Życzkowski P.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2016

|

T. 47, nr 8

330--334

PL

W artykule poruszono zagadnienie poprawy cieplnych warunków pracy w wyrobiskach górniczych za pomocą lokalnych systemów chłodniczych. Podano równania statystyczne opisujące moc chłodniczą parownika chłodziarki powietrza w funkcji parametrów powietrza przed jego ochłodzeniem i parametrów wody na wlocie skraplacza. Korzystając zarówno z tych równań, jak i równań opisujących przepływ powietrza przez parownik chłodziarki, obliczono temperaturę i wilgotność właściwą ochłodzonego powietrza na wylocie z parownika. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów. Porównanie to dotyczy 156 różnych wariantów pracy chłodziarki. Przeprowadzono także statystyczną weryfikację odchyłek wyników obliczeń od wyników pomiarów, co pozwoliło ocenić w praktyce przydatność opracowanego matematycznego modelu chłodnicy powietrza.

EN

The article refers to the issue of improving the thermal working condition in the mine’s excavations by using the local refrigeration systems. For an air refrigerator, the statistical equations describing the evaporator’s power of cooling in a function of air parameters before its cooling and water parameters at the inlet of condenser are given. Using both of these equations and the equations describing the air flow through the evaporator, tem-perature and specific humidity of air cooled at the outlet of the evaporator are calculated. The results of calculation are compared with the results of measurement. This comparison relates to 156 different variants of air refrigerator’s working. A statistical validation of calculation’s to measurement’s results deviation were preformed, which can evaluate the suitability of a given mathematical model of air refrigerator in practice.

2

Matematyczny opis pracy układu górnicza chłodziarka sprężarkowa – wyparna chłodnica wody

Nowak B., Filek K.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 10

155--163

PL

Bazując na swoich wcześniejszych pracach autorzy artykułu podają układy równań opisujące rzeczywiste procesy fizyczne zachodzące w stanie ustalonym w pracujących górniczych sprężarkowych chłodziarkach powietrza o działaniu bezpośrednim lub pośrednim połączonych z wyparną chłodnicą wody. W opisach matematycznych rozróżniono pracę: wodnej chłodnicy powietrza, parownika, skraplacza, sprężarki, zaworu rozprężnego i wyparnej chłodnicy wody, uwzględniono także ewentualną pracę dochładzacza. Rozwiązanie podanych układów równań, ze względu na ich stopień skomplikowania i występujące w nich nieliniowości, jest możliwe tylko na drodze numerycznej. Korzystając z utworzonego programu komputerowego wykonano przykładowe obliczenia parametrów fizycznych mediów biorących udział w wymianie ciepła przy chłodzeniu bezpośrednim z dochładzaczem oraz chłodzeniu pośrednim bez dochładzacza. Obliczono także moce cieplne poszczególnych elementów tworzących rozważane systemy chłodnicze. Każdy z nich współpracuje z chłodnicą wyparną.

EN

Basing of the papers previously written by the authors, this paper presents a system of equations of the real physical processes occurring in the steady state of operating mining compression refrigerators with evaporating water cooler acting directly or indirectly. Mathematical description of the following operating components was distinguished: water air-cooler, evaporator, condenser, compressor, expansion valve, evaporating water cooler, and potential subcooler. Only a numerical solution is presented due to the complexity and nonlinearity of the given equations. This paper also shows an example of numerical calculations of the physical parameters of the media taking part in the heat exchange process under direct cooling with the use of the subcooler and under indirect cooling without the subcooler. Thermal power of each component of the system under consideration was estimated. Each system cooperates with the evaporating water cooler.

3

Heat power determination of Dv-290 refrigerator’s evaporator on the basis of thermodynamic parameters of inlet air

Nowak B., Kuczera Z.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 4

911--920

EN

The present paper introduces a method for calculating the thermal power of DV-290 mining air cooler’s evaporator. The power usually differs from the nominal power given by the manufacturer. The thermodynamic parameters of cooled air are not obtained as a result of in situ measurements, but in indirect manner that is by determining the evaporation and condensation’s pressure values of R407C refrigerant. The pressure dependencies formulated as a function of air enthalpy at the evaporator’s inlet were obtained using calculations of a computer program which solves the system of equations describing heat and mass transfer in the refrigerator’s compressor on the basis of previous measurements of air performed before and after its cooling. The obtained dependencies are demonstrated in a graphical (fig. 2 and fig. 3) and analytical (the regression equations (19) and (20)) manner, the values of correlation coefficients are also presented. For the known evaporation and condensation pressure values of the refrigerant, and thus for its basic physical parameters the complete thermal power of the evaporator was determined, that is its: air cooling overt power, dehumidification occult power, temperature, relative humidity and specific humidity of air after its cooling. In addition, using the mentioned method, the capacity of DV-290 refrigerator’s evaporator is provided for the given thermodynamic parameters of air before cooling, along with air thermodynamic parameters after cooling.

PL

W pracy zaproponowano metodę obliczania mocy cieplnej parownika górniczej chłodziarki powietrza DV-290. Moc ta zazwyczaj jest różna od mocy znamionowej podanej przez jej producenta. Wymaganą znajomość parametrów termodynamicznych schłodzonego powietrza otrzymuje się, nie jak dotychczas w wyniku ich pomiarów in situ, lecz drogą pośrednią wyznaczając najpierw wartości ciśnień parowania i skraplania czynnika chłodniczego R407C. Odpowiednie zależności tych ciśnień w funkcji jednostkowej entalpii powietrza na wlocie parownika otrzymano, na podstawie wcześniejszych pomiarów parametrów powietrza przed i po jego schłodzeniu, z obliczeń utworzonym programem komputerowym rozwiązującym układ równań opisujący wymianę ciepła i masy w chłodziarce sprężarkowej. Uzyskane zależności przedstawiono w sposób graficzny (rys. 2 i rys. 3) oraz analityczny - równania regresji (19) i (20), podając też wartości współczynników korelacji. Dla znanych wartości ciśnień parowania i skraplania czynnika chłodniczego, a więc także i jego podstawowych parametrów fizycznych, korzystając z wymienionego programu komputerowego, wyznaczono, w funkcji jednostkowej entalpii powietrza na wlocie parownika, całkowitą jego moc cieplną z podziałem na moc jawną ochładzania powietrza, utajoną moc osuszania powietrza, temperaturę, wilgotność względną i wilgotność właściwą powietrza po jego ochłodzeniu. Podano też, dla przykładowych zadanych parametrów termodynamicznych powietrza przed jego schłodzeniem obliczone wspomnianą metodą, moce parownika chłodziarki DV-290 oraz parametry termodynamiczne powietrza po schłodzeniu.

4

Chłodzenie powietrza w wyrobiskach chłodziarką sprężarkową o działaniu bezpośrednim

Branny M., Filek K., Swolkień J.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 4

13-23

PL

Artykuł dotyczy zagadnienia chłodzenia powietrza w wyrobiskach ślepych przewietrzanych ssącą wentylacją lutniową. Analizowano pracę górniczych chłodziarek sprężarkowych dwóch różnych typów, przy dwóch różnych natężeniach przepływu powietrza przez parownik i pięciu wartościach temperatury powietrza w wyrobisku przed schłodzeniem. Wykorzystując opracowany model matematyczny chłodziarki sprężarkowej, w którym przyjęto skupiony charakter wszystkich jej elementów, wykonano obliczenia parametrów powietrza ochłodzonego i mocy chłodniczej parowników w dwudziestu wariantach pracy. Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli i przedstawiono na wykresach w funkcji temperatury powietrza przed chłodziarką. Moc parowników pokazano z podziałem na jej część jawną, związaną z obniżeniem temperatury powietrza i część utajoną związaną z kondensacją zawartej w powietrzu pary wodnej.

EN

Problem of air-cooling in blind headings with duct, exhausting systems of ventilation is considered. Performance of two types of compression refrigerators were tested. Calculations were made for different volume flows of air through evaporator and for different air temperatures in heading. Parameters of cooled air and cooling power of evaporators were calculated using mathematical model of compression refrigerator developed in [1]. The results of calculations are presented in the form of plots and tables. Cooling power of evaporators and its division on sensible and latent part was shown on diagrams.

5

Wpływ parametrów powietrza na wydajność cieplną kopalnianej chłodziarki sprężarkowej z wyparną chłodnicą wody

Nowak B., Filek K.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 5

24-29

PL

W artykule przedstawiono sposób obliczenia mocy chłodniczej parownika górniczej sprężarkowej chłodziarki powietrza, współpracującej z wyparną chłodnicą wody. Podano układ równań, stanowiący model matematyczny działania takiego systemu oraz wyniki obliczeń dla dwóch systemów chłodzenia: chłodziarki DV-290 z chłodnicą wody RK-450 i chłodziarki TS-300B z chłodnicą CWW-420. W celu określenia wpływu stanu powietrza na moc parowników wykonano obliczenia łącznie dla 48 wariantów (po 24 dla każdej z chłodziarek), różniących się takimi parametrami powietrza chłodzonego na wlotach parowników i powietrza chłodzącego na wlotach chłodnic wody, jak temperatura, wilgotność względna i natężenie przepływu. Wyniki zestawiono w dwóch tabelach, w których podano także temperatury wody na wlotach i wylotach skraplaczy i chłodnic wyparnych oraz moce cieplne tych wymienników.

EN

The way of cooling power calculation of mining compression cooler evaporator collaborating with evaporating water cooler is presented. The set of equations is given presenting the mathematical model of such system operation as well as results of calculations for the two cooling systems: the cooler DY-290 with the water cooler RK-450 and the cooler TS-300B with the cooler CWW-420. To determine the air state effect on evaporators. power calculations have been made for 48 variants (24 for each of two coolers), differing from each other by such parameters of cooled air at the evaporator inlets and cooling air at the inlets of water coolers as temperature, relative humidity and rate of flow. Results have been put together in the two tables, where water temperature at the inlets and outlets of condensers and evaporating coolers as well as thermal powers of these heat exchangers are given.

6

Moc cieplna wymienników górniczej sprężarkowej chłodziarki powietrza

Nowak B., Filek K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 3

79-91

PL

Artykuł dotyczy górniczej sprężarkowej chłodziarki powietrza. Rozważono jej pracę zarówno z wewnętrznym regeneracyjnym wymiennikiem ciepła (dochładzaczem), jak i bez tego wymiennika. Podano równania, z których wyznaczyć można moce cieplne parownika, skraplacza i dochładzacza chłodziarki. Założono skupiony charakter wszystkich elementów chłodziarki (oprócz wymienionych, także sprężarki i zaworu rozprężnego). W przypadku chłodziarki z dochładzaczem otrzymano układ złożony z 12 równań algebraicznych, w którym niewiadomymi, oprócz mocy cieplnych trzech wspomnianych wymienników, są temperatura i wilgotność powietrza schłodzonego, temperatura wody za skraplaczem i temperatura czynnika chłodniczego w pięciu charakterystycznych punktach jego obiegu oraz stopień suchości czynnika na wlocie parownika. W przypadku chłodziarki bez dochładzacza układ składa się z dziewięciu równań o tych samych, co poprzednio, niewiadomych, z wyjątkiem trzech dotyczących dochładzacza.

EN

This article applies to mine compression refrigerator of air. In this article, work of refrigerator with or without inner regenerative heat exchanger (subcooler) is considered. The equations are given, from which thermal powers of evaporator, condenser and subcooler of refrigerator are determined. Focused character of all elements of refrigerator is assumed (expect specified, compressor and expansion valve also). For refrigerator with subcooler, system compound with 12 algebraic equations is received, in which unknowns are: temperature and humidity of cooled air, temperature of water after the condenser and temperature of refrigerant in five characteristic points of its circulation and ariolity degree of refrigerant of evaporator's inlet. For refrigerator without subcooler, the system is composed of 9 equations with the same as before unknowns, with the exception of 3 equations refer to subcooler.

7

Mathematical description of media parameters changes in the compression refiigerator

Nowak B., Filek K.

Archives of Mining Sciences

|

2009

|

Vol. 54, no 1

13-34

EN

This work concerns the compression refrigerator of air with membrane heat exchangers: the evaporator, water-cooled condenser and internal regenerative exchanger. On the basis of balances of the enthalpy of air, refrigerant and water, and mass of steam in the air, equations of mathematical description determined during the operation of the membrane's exchangers were introduced. They are treated like the elements with agglomerated character in which media parameters are subjected to the abrupt changes. That equations form a system, which is a mathematical model of the compression refrigerator of air in the determined condition after complemented the compressor's equation (the isentropic compression was accepted) and expansion valve's equation (the isentropic expansion was accepted). On the basis of created model, the exemplary calculations of: temperature and humidity of cooled air in the evaporator, temperature and dryness degree of R507 refrigerant in the whole cycle in the refrigerator and temperature of water in the condenser were made for the refrigerator with R507 refrigerant; receiving results were put together in the table.

PL

Praca dotyczy poprawy cieplnych warunków pracy w podziemnych wyrobiskach górniczych za pomocą schładzania powietrza chłodziarką sprężarkową z wewnętrznym regeneracyjnym wymiennikiem ciepła (zwanym krócej dochładzaczem). Dla stanu ustalonego wyprowadzono równania opisujące działanie wymienników przeponowych– parownika, skraplacza i dochładzacza, traktowanych jako elementy o charakterze skupionym, w którychzmiany parametrów mediów (powietrza, wody i czynnika chłodniczego) podlegają skokowym zmianom. Równania parownika utworzono w oparciu o bilanse entalpii: chłodzonego powietrza – równanie (7) dlachłodzenia suchego bądź (12) dla chłodzenia z kondensacją zawartej w powietrzu pary wodnej, przepony– równanie (15) i parującego czynnika chłodniczego – równanie (19) oraz bilans masy pary wodnej w powietrzu. Do wyprowadzenia równań skraplacza wykorzystano bilanse entalpii: wody chłodzącej– równanie (25), przepony – równanie (28) i skraplającego się czynnika chłodniczego – równanie (32). Podobnie dla dochładzacza utworzono bilanse entalpii: pary czynnika chłodniczego – równanie (37), przepony – równanie (40) i ciekłego czynnika chłodniczego – równanie (44). Układ tych równań uzupełniono równaniami sprężarki (45) i zaworu rozprężnego (46). Przy wyprowadzaniu równań matematycznego opisu chłodziarki przyjęto założenia: ciśnienie, temperatura i stopień suchości czynnika chłodniczego nie zmieniają się w przewodach łączących poszczególne części chłodziarki, w całej chłodziarce ciśnienie czynnika chłodniczego przyjmuje tylko dwie wartości: niższą wartość ciśnienia parowania p0 w parowniku (od wylotu zaworu rozprężnego poprzez parownik i parową część dochładzacza do wlotu sprężarki) i wyższą wartość ciśnienia kondensacji pk w skraplaczu (od wylotu sprężarki poprzez skraplacz i cieczową część dochładzacza do wlotu zaworu rozprężnego), wymiana ciepła w parowniku zachodzi jedynie między czynnikiem chłodniczym, a chłodzonym powietrzem, wymiana ciepła w skraplaczu zachodzi jedynie między czynnikiem chłodniczym, a wodą chłodzącą, wymiana ciepła w dochładzaczu zachodzi jedynie między gazową, a ciekłą fazą czynnika chłodniczego, pomija się opór cieplny przepon parownika, skraplacza i ochładzacza, w skraplaczu następuje kondensacja całej pary czynnika chłodniczego, w zaworze rozprężnym temperatura czynnika chłodniczego obniża się do temperatury parowania w parowniku tf 0, w sprężarce zachodzi idealna przemiana izentropowa, w zaworze rozprężnym zachodzi idealna przemiana izentalpowa, wentylator tłoczący powietrze do parownika podnosi jego temperaturę, nie zmieniając jego wilgotności właściwej. Po wyeliminowaniu z równań temperatur przepon wymienników, zastąpieniu współczynników przejmowania współczynnikami przenikania ciepła i użyciu w zapisie średnich logarytmicznych różnic temperatur w wymiennikach przeponowych, otrzymano matematyczny opis chłodziarki w formie równań (45)÷(53), przy czym równania (47) i (48) wchodzą w skład układu równań alternatywnie. Opis matematyczny uzupełnia układ równań (68) mieszania się na wylocie parownika strugi powietrza chłodzonego i niechłodzonego (ma to związek z zastosowaną metodą współczynnika bocznikowania – bypass factor), a w przypadku mokrego chłodzenia powietrza dodatkowo równanie (67). Dla zobrazowania ilościowych zmian parametrów mediów biorących udział w wymianie ciepła, wykonano w oparciu o utworzony model matematyczny przykładowe obliczenia. Jako wyniki obliczeń podano między innymi: temperaturę i wilgotność powietrza schłodzonego na wylocie parownika, temperaturę czynnika chłodniczego (R507) w całym jego obiegu w chłodziarce oraz jego stopień suchości przed parownikiem, temperaturę ogrzanej wody na wylocie skraplacza, wyliczone z zależności (69)÷(73) moce cieplne wymienników przeponowych (parownika, skraplacza i dochładzacza).

8

Ustalone chłodzenie powietrza parownikiem górniczej chłodziarki sprężarkowej

Filek K., Nowak B.

Górnictwo / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2001

|

R. 25, z. 3

197-214

PL

W artykule przedstawiono równania opisujące ustalone chłodzenie powietrza za pomocą chłodnicy bezpośredniego działania. Stanowi ją parownik górniczego sprężarkowego układu chłodzenia, w którym proces oziębiania powietrza zachodzi bez udziału mediów pośrednich. Przyjęto przeciwne kierunki przepływu powietrza i czynnika chłodniczego (parownik przeciwprądowy). Równania dotyczące chłodzonego powietrza i przepony parownika podano w oparciu o wcześniejsze publikacje, natomiast równania dotyczące czynnika chłodniczego wyprowadzono na podstawie bilansu jego entalpii. Matematyczny opis ustalonego chłodzenia powietrza parownikiem tworzą układy równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu oraz równań algebraicznych. Wielkościami poszukiwanymi w tych równaniach są: temperatura i wilgotność właściwa powietrza poddawanego chłodzeniu, temperatura przepony parownika oraz temperatura czynnika chłodniczego i stopień suchości jego mokrej pary nasyconej. Poprzez wyróżnienie w parowniku (od strony powietrza) dwóch stref: chłodzenia suchego i chłodzenia mokrego, dla których zróżnicowano odpowiadające im równania, uwzględniono proces skraplania się niesionej przez chłodzone powietrze pary wodnej. Podobnie postąpiono wyróżniając w parowniku (od strony czynnika chłodniczego): strefę parowania czynnika w stałej temperaturze oraz strefę wzrostu temperatury jego pary. Rozpatrzono różne wzajemne położenia granic tych stref. Wywody teoretyczne zilustrowano przykładem obliczeniowym, którego wyniki zaprezentowano w formie wykresów. Konieczne wejściowe dane liczbowe odpowiadają parownikowi chłodnicy typu DV-290 z freonem R22 jako czynnikiem chłodniczym.

EN

In the paper the authors have presented the equations describing stabilized cooling of the air by means of the direct action cooler being the evaporator of the mining compression system in which the air-cooling process is functioning without participation of indirect media. Opposite directions of the airflow and refrigerant (counter-current evaporator) have been assumed. The equations concerning the cooled air and the evaporator diaphragm have been given on the ground of earlier publications, whereas the equations concerning the refrigerant have been derived on the base of its enthalpy balance. Mathematical description of the established air cooling with the evaporator is created by means of a system of ordinary differential linear and algebraic equations. The sought values in these equations are: temperature and specific humidity of the cooled air, temperatures of the evaporator diaphragm and the refrigerant as well as the ariolity degree of its wet saturated vapour. In the evaporator (at the air side) two zones have been distinguished: dry and wet cooling ones for which the corresponding equation have been differentiated. Through it condensation process of the steam carried by the cooling air has been taken into account. Similarly, yet another two zones have been distinguished in the evaporator (at the refrigerant side): constant temperature refrigerant evaporation zone and the increase temperature of the refrigerant vapour zone. Various mutual positions of the zones boundaries have been examined. Theoretical arguments have been illustrated by an analytical example the results of which have been presented in the form of diagrams; the necessary numerical input data correspond with the cooler evaporator of the DV-290 type with freon R22 as the refrigerant.