Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 34

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  evaporator
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
PL
Podstawowym zadaniem komory chłodniczej/przechowalniczej jest zapewnienie odpowiedniej jakości towarów poprzez utrzymanie wymaganej temperatury niższej od otaczającej. W tym celu konieczne jest odprowadzenie z komory zysków ciepła, które trafia do niej na drodze przenikania przez ściany komory, przez otwarte drzwi, ale również w wyniku wymiany towaru oraz respiracji (warzyw i owoców). Aby zagwarantować efektywną pracę systemu i odpowiednie schłodzenie przechowywanego towaru należy dobrać odpowiednie agregaty chłodnicze oraz komponenty instalacji mające wpływ na regulację temperatury i dystrybucję schłodzonego powietrza.
EN
The aim of the study is to investigate the influence of external fins on heat transfer in the evaporator. The scope in which the analysis was performed is to check how the capacity of the exchanger is affected by the change of individual elements of the fin geometry. The introduction describes the current state of knowledge about evaporators. One of the subchapters is entirely devoted to the phenomenon of frosting evaporators, which is unfavourable from the point of view of heat transfer. The subsection also describes how to minimize the occurrence of this phenomenon. The next chapter presents mathematical models of heat transfer coefficients during boiling of inorganic refrigerants in horizontal pipes and during the flow of a bundle of smooth and air-fined pipes. On the basis of correlations and mathematical dependencies contained in this chapter, analyses of the influence of individual factors on heat transfer in the evaporator were performed. The next chapter contains the analysis methodology, it contains drawings of modeled heat exchangers. The penultimate chapter contains the results of the analyses with graphs and descriptions, detailing the most important differences between the individual evaporator geometries. The last chapter is a summary and conclusions about the effect of fins on heat transfer in the evaporator.
EN
Heating, ventilation and air conditional (HVAC) system provides a cold ventilation for the comfort of the driver and passengers in a vehicle. However, the vibration induced by the HVAC contributes to a reasonable level of noise emission, and hissing is one of the critical noises. So far, the characterization of hissing noise from the vehicle is least to be reported compared to other type of noises. Hence, this paper investigates the occurrence of hissing noise from several HVAC components. A lab-scale HVAC system was developed to imitate the real-time operations of the vehicle HVAC system. Two engine conditions, namely as ambient and operating conditions, were tested at speed of 850 rpm and 850-1400 rpm, with the blower speed maintained constantly at one level. The result shows that the hissing noise from the labscale HVAC was produced at frequency range of 4000-6000 Hz. The finding also highlights that the main component contributors of noise emission are an evaporator and a thermal expansion valve. The validation with a real vehicle system showed a good consensus whereby the hissing noise was produced at the similar operating frequency ranges. Also, the hissing noise was found to be louder when in an operating condition which could be taken into consideration by the vehicle manufacturers to improve the HVAC design.
PL
W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.
EN
The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.
PL
W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.
EN
The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.
PL
W artykule opisano metody intensyfikacji procesów w wymiennikach ciepła stosowanych w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Szczególną uwagę zwrócono na procesy dwufazowe i wpływ ich struktury na intensywność procesu przejmowanie ciepła przy wrzeniu i skraplaniu czynników chłodniczych, Oceniono wpływ modyfikacji powierzchni przekazywania ciepła na temperaturę wrzenia i skraplania oraz opory przepływu czynników przez wymienniki ciepła.
EN
The article describes methods of process intensification in heat exchangers used in refrigeration equipment and heat pumps. Particular attention has been paid to two-phase processes and the influence of their structure on the intensity of the process of heat transfer at boiling and condensation of refrigerants. The influence of modification of heat transfer surfaces on the boiling and condensation temperature and resistance of the factors flowing through heat exchangers has been evaluated.
EN
The following paper presents an ORC installation including an evaporator with recirculation (heat carrying water exiting the evaporator is redirected to its inlet). It covers the calculations of inlet/outlet temperature of the evaporator taking into account a variant recirculation coefficient. Formulas for heat transfer between heat carrying water and working fluid inside evaporator are also included in this paper. The calculations are based on properly defined average specific heat. The analysis shows that the system performance depends on heat carrying water inlet temperature, on heat carrying water flow rate and the recirculation coefficient.
PL
Termostatyczny zawór rozprężny, to jeden z najstarszych elementów regulacyjnych w urządzeniach chłodniczych, który dostosowuje ilość czynnika niskowrzącego w parowniku do jego obciążenia cieplnego. Wzrastająca popularność obiegów odwracalnych związanych z łączeniem zapotrzebowania na klimatyzację pomieszczeń w lecie i na ich ogrzewanie w pozostałych okresach oraz wymóg podnoszenia efektywności energetycznej urządzeń, co wiąże się ze stosowaniem regulacji wydajności, skomplikowały warunki pracy tego typu regulatorów. W publikacji przedstawione zostały nowe, termostatyczne zawory rozprężne serii Alco TX7 firmy Emmerson, w tym ich wersja o przepływie dwukierunkowym, co pozwala na zastosowanie tylko jednego takiego zaworu w układzie odwracalnym zamiast dwóch w połączeniu z zaworami zwrotnymi.
EN
Thermostatic expansion valve is one of the earliest device controlling the refrigerant flow according to the heat load of evaporator. Working conditions of this regulator are more complicated since the reversible cycles for cooling of compartments in summer and heating in winter are more popular as well as cooling capacity regulation is more often used in order to increase energy efficiency of refrigerating plants. In the paper the new thermostatic expansion valves Alco TX7 by Emmerson are presented including the version for two-directions flow. Only one such valve is enough in a reversible system instead of two conventional regulators combined with check valves.
PL
Artykuł dotyczy efektywnego wykorzystania mocy chłodniczej parownika chłodziarek bezpośredniego działania typu TS-350. Stosując statystyczne metody analizy liniowej i nieliniowej regresji wielorakiej dla podanego w [6] materiału badawczego utworzono modele statystyczne w postaci liniowych i nieliniowych równań kryterialnych. W równaniach tych moc chłodniczą parownika chłodziarek wymienionego typu opisano zależnością funkcyjną parametrów wlotowych zarówno powietrza w parowniku jak i wody chłodzącej skraplacz. Modyfikując utworzone funkcje otrzymano dogodniejsze, w zastosowaniach praktycznych, ich postacie. Dokonano oceny rozkładów danych pomiarowych oraz przeprowadzono analizę podstawowych statystyk opisowych przyjętych zmiennych wpływających, w istotny sposób, na moc chłodniczą parownika.
EN
In this article an effective usage of cooling capacity in the evaporator of the direct-action refrigerator TS-350 type is presented. Using statistical methods of linear and nonlinear analysis of multiple regression for data given in [6] of studied materials, the statistical models as linear and nonlinear criterion equations were created. In these equations, a cooling capacity of the refrigerator's evaporator (mentioned type) is described by the functional dependence of the inlet parameters of air and cooling-water in the condenser. Modifying the created functions, convenient in practical application forms were obtained. An evaluation of the measured data with theirs distribution was performed and the analysis of basic statistics with the variables were taken into account.
EN
Nitride nanostructured coatings, which are based on high entropy alloys implanted with high doses of N + ions to 10X18 cm2 with an energy of 60 KeV were investigated. The coatings were deposited by vacuum circuit-arc method of cathode evaporation on steel samples when applying different potential on the steel substrate and the residual pressure in the chamber. The chamber was supplied by molecular nitrogen for nitride formation. Several methods such as SIMS, EDS, and XRD were used for elemental composition analysis of the coating. A scanning electron microscope with energy dispersive spectrometry was used in order to study the surface of the multi-component coatings and their elemental composition and distribution of elements on the surface coating. Nanohardness and elastic modulus were studies in dynamic mode at Triboindentor. Introduction of N atoms into the lattice led to the formation of solid solution. Nanostructured coatings obtained by vacuum-arc deposition with high micro-strain action show high hardness values (up to 32 GPa) due to the difference in atomic radius of the crystal lattices metal components. The coefficient of friction was in the range of 0.18 to 0.25. Deposited nanostructured films with the given mechanical properties may be used for wear resistant or protective coatings.
PL
Przebadano nanostrukturalne powłoki azotków o wysokiej entalpii, które wytworzono z wykorzystaniem implantacji jonami N+ przy zastosowaniu dużych gęstości jonów 10x18 cm2 i wysokiej energii 60 keV. Powłoki osadzano łukową metodą próżniową na próbkach ze stali, stosując zróżnicowany potencjał polaryzacji podłoża oraz zróżnicowane ciśnienie azotu w komorze. Do badań składu chemicznego powłoki zastosowano następujące metody: RBS, SIMS, EDS i XRD. Skaningowy mikroskop elektronowy z dyspersją energii zastosowano do badania powierzchni powłok wieloskładnikowych i ich składu chemicznego i rozmieszczenia pierwiastków na przekroju powłoki. Do badania nanotwardości i modułu sprężystości wykorzystano Triboindentor. Badania wykazały, że wprowadzenie atomów N do sieci krystalicznej powłoki prowadzi do tworzenia roztworu stałego. Po-włoka nanostrukturalna uzyskana łukową metodą próżniową charakteryzuje się wysoką twardością (do 32 GPa) ze względu na wysoki stan naprężeń wywołany różnicą średnic atomowych pierwiastków składowych powłoki. Współczynnik tarcia powłoki jest w zakresie od 0,18 do 0,25. Osadzone nanostrukturalne powłoki o dobrych właściwościach mechanicznych mogą być stosowane jako odporne na zużycie powłoki ochronne.
PL
W artykule omówiono zjawisko korozji naprężeniowej na przykładzie awarii, która wystąpiła na ekranie szczelnym kotła parowego w rejonie połączenia ściany parownika ze ścianą drugiego ciągu - przegrzewaczem pary pierwotnej. Omówiono mechanizm zmęczenia korozyjnego - naprzemienne ściskanie i rozciąganie rur w obecności mieszanki parowo-wodnej. Zwrócono uwagę na wpływ konstrukcji awaryjnego węzła oraz przemieszczeń kotła na zwiększenie naprężeń a przez to zwiększonego ryzyka powstawania pęknięć. Opisano również wpływ prawidłowej chemii wody wraz z właściwym czyszczeniem chemicznym z uwzględnieniem odmiedziowania. Przedstawiono najlepsze praktyki oraz problemy w zakresie diagnostyki rur pozwalającej na wykrywanie pęknięć wzdłużnych po stronie wodnej rur. Przeprowadzono analizę wraz z ze wskazaniem działań remontowo-modernizacyjnych mających na celu zminimalizowanie ryzyka powstawania podobnych awarii w przyszłości.
EN
This paper discusses the phenomenon of stress corrosion on the example of an accident occurring on membrane wall of steam boiler in the region of the connection wall of the evaporator with wall of first stage of superheater. Discussed mechanism of fatigue corrosion - compression and expansion of the tubes in the presence of steam-water mix. Impact of specific connection effect of the construction and movements of the boiler, was highlighted, increase of the stress and risk of cracking. Also describes the impact of proper water chemistry and the appropriate chemical cleaning including removing copper from water circle. Author presented the best practices and problems in the diagnosis of boiler elements, to detection of longitudinal cracks on the internal surfaces of tubes. The analysis together with indication of actions renovation and modernization in order to minimize the risk of similar accidents in the future.
PL
W pracy przedstawiono sposób przeprowadzania obliczeń cieplnych lamelowanego wymiennika ciepła, stanowiącego ujęcie dolnego źródła ciepła powietrznej pompy ciepła, pełniącego w obiegu termodynamicznym pompy funkcję parowacza. Podano algorytm obliczeń pozwalający na wyznaczenie pola powierzchni wymiany ciepła przy znanej wydajności cieplnej wymiennika. Posłużono się metodą NTU, służąca do przeprowadzania obliczeń cieplnych wymienników. Do wyznaczenia współczynnika przejmowania ciepła od strony powietrza zastosowano wzór Schmidta [4], dotyczący wymiany ciepła na powierzchniach ożebrowanych. Sprawność lameli określono w przybliżony sposób za pomocą wzorów odnoszących się do żeber, dzieląc lamelę na żebra o kształcie wynikającym z układu przestrzennego rur. W obliczeniach uwzględniono również, za pomocą współczynnika wymiany wilgoci RCJ, wpływ ciepła utajonego wykraplającej się z powietrza pary wodnej na intensywność wymiany ciepła. Ze względu na możliwość pracy wymiennika w warunkach oszronienia powierzchni wymiany ciepła, przedstawiono sposób uwzględnienia wpływu powstającej warstwy szronu na wartość współczynnika przenikania ciepła. Współczynnik przejmowania ciepła przy wrzeniu czynnika roboczego w rurach proponuje się wyznaczać za pomocą uogólnionej korelacji Iwaszkiewicza [6]. Stosowanie wzorów Schmidta i Iwaszkiewicza ograniczone jest zakresami ich ważności, które podane są we wskazanych materiałach źródłowych. Przedstawiony algorytm obliczeń cieplnych wymienników lamelowanych może zostać wykorzystany do przeprowadzania obliczeń mających na celu weryfikację istniejących rozwiązań konstrukcyjnych, a także uzupełnienie i rozszerzenie danych eksploatacyjnych, podawanych przez producentów wymienników ciepła i pomp ciepła.
EN
The paper presents the heat calculations for a plate finned heat exchanger constituting the intake of the low-temperature heat source of an air-source heat pump, operating as an evaporator in the pump’s thermodynamic cycle. A calculation algorithm was provided to determine the heat exchange surface area for a given thermal efficiency of the exchanger. The NTU method, used in heat calculations for heat exchangers, was applied. The air-side heat transfer coefficient was determined using Schmidt’s equation [4] for heat transfer on finned surfaces. Plate fin efficiency was approximated using equations for fins – the plate fin was divided into fins whose shapes followed the spatial arrangement of the tubes. The RCJ damp transfer ratio was also used in the calculations to take account of the effect of the latent heat of the water vapour condensing out of the air on the intensity of the heat transfer process. As the exchanger is operational when the heat exchange surface is frosted over, the authors proposed a method to account for the effect of the frost layer on the value of the overall heat transfer coefficient. The heat transfer coefficient for the in-tube boiling process of the refrigerant was proposed to be determined using the generalised correlation by Iwaszkiewicz [6]. The application of the formulas proposed by Schmidt and Iwaszkiewicz is limited by their validity ranges, as stated in relevant reference works. The heat calculation algorithm for plate finned heat exchangers discussed in the paper may be used in calculations aimed to verify existing engineering solutions, as well as to supplement and expand on the operational data provided by heat exchanger and heat pump manufacturers.
13
Content available remote Wyznaczanie spadku ciśnienia w parowniku kotła z naturalnym obiegiem wody
PL
W wielu procesach przemysłowych występują dwie fazy przepływu. W przemyśle energetycznym faza zmiany procesu (wrzenie, kondensacja) zachodzi najczęściej w parowniku i kondensatorze. Na dwie fazy przepływu wpływa wiele zjawisk, takich jak różna struktura przepływu, określony kształt bąbli i kropli itd. Można zatem stosować różne podejścia do określania spadku ciśnienia dla przepływu dwufazowego. Podczas modelowania zjawiska przepływu dwufazowego muszą być rozważane trzy zjawiska charakteryzujące spadek ciśnienia: spadek ciśnienia statycznego, pędu oraz spadek ciśnienia związany z tarciem. W artykule porównano następujące modele tarciowego spadku ciśnienia: homogeniczny model przepływu, modele Lockharta-Martinellego, Friedela, Chisholma oraz graficzną metodę Martinellego-Nelsona. Przedstawionych modeli matematycznych użyto do obliczenia spadku ciśnienia w parowniku kotła OP-210. Na podstawie pomiarów obliczono dla tych modeli strumień ciepła. Stwierdzono, że spadek ciśnienia tarciowego otrzymany na podstawie przedstawionych modeli ma zbliżoną wartość. Udział strat tarcia w całkowitym spadku ciśnienia jest niewielki. Można to wytłumaczyć niską jakością pary (poniżej 0,1), podczas gdy przepływ dwufazowy występuje w pionowych rurach parownika.
EN
Two-phase flow occurs in many industrial processes. In power engineering equipment, the phase change process (boiling, condensation) takes place mostly in power boilers evaporator and a condenser. Two-phase flow is affected by many phenomena, like different flow patterns, specific shape of bubbles and droplets, interphase slip, etc. Therefore different approaches in determining the pressure drop for two-phase flow can be applied. The three methods for determining pressure drop must be considered when modelling the two-phase flow phenomena: the static, the momentum and the frictional pressure drops. This paper compares the following models of frictional pressure drop: homogeneous flow model, Lockhart-Martinelli, Friedel and Chisholm models, and Martinelli-Nelson graphical method. Presented mathematical models are used to calculate pressure drop in the evaporator of OP-210 power boiler for which the heat flux was evaluated from measurements. The comparison shows, that the frictional pressure drop obtained from the presented models gives almost the same values. The share of the frictional pressure drop in the total pressure drop is slight. It can be explained by the low steam quality (lower than 0.1), when the two-phase flow occurs in the vertical tubes of evaporator.
EN
The paper presents selected problems of numerical modelling of an advanced thermal- FSI (Fluid solid interaction) approach of evaporator of air heat pump. The example of a fin-tube evaporator has been studied, focusing on obtaining the heat exchanger characteristics applying two-phase flow model for the in-tube refrigerant flow. Special attention is given to heat transfer between separated medium for different air velocity and changed refrigerant mass flow in-tube.
15
Content available remote Zastosowanie rurek ciepła w budownictwie
PL
W artykule omówiono zastosowanie rurek ciepła w budownictwie, np. systemie przeciw oblodzeniowym obiektów mostowych, stabilizacji temperatury gruntu, osuszania i ochładzania powietrza itp. Zaprezentowano wyniki badań dwóch rurek ciepła o różnej średnicy zewnętrznej i długości (20 mm x 1,77 m oraz 22 mm x 0,55 m). Pojedynczą rurkę ciepła omywano wodą ciepłą w części parownika oraz wodą zimną w części skraplacza. Przeprowadzone badania pozwoliły na wybranie efektywniejszej rurki ciepła. Na podstawie badań doświadczalnych stwierdzono, że rurka ciepła o długości 0,55 m wypełniona czynnikiem R404A jest najefektywniejsza z przebadanych rurek ciepła. Można ją wykorzystać do budowy wymiennika ciepła.
EN
This article discusses heat pipes application in construction for example bridges de-icing system, ground temperature stabilization, air cooling and dehumidification etc. Experimental research results are also presented for two heat pipes of different outer diameters and lengths (20 mm x 1,77 m and 22 mm x 0,55 m). Single heat pipe was heated by hot water stream at evaporator section and cooled by cold water stream at condenser section. Experiments allowed to choose more efficient heat pipe. It was found that the heat pipe with a length of 0.55 m and filled with refrigerant R404A is the most effective one. It can be used to build heat exchanger consisting battery of this type of tubes.
EN
The article discusses the effect of the phenomenon of temperature glide of zeotropic refrigerants on thermal power of an evaporator in an air compression refrigerator. Zeotropic mixtures are subject to phase transitions, the process of which significantly differs from that of homogeneous refrigerants. In contrast to homogeneous refrigerants, where boiling and condensing processes take place at a constant temperature, for the zeotropic mixtures it is essential to know the vapor quality to unambiguously determine the temperature at which the evaporation process is initiated. The R407C refrigerant serves as an example to describe the method of determining the initial temperature of the evaporation process taking into account the effect of temperature glide. The developed formula (7) has been based on a proven linear course of isobars in the two-phase region (Fig. 5) and thus determining a polynomial describing their angle of inclination (8). In addition, temperature calculation formulas (9) and specific enthalpy (10) of dry saturated vapor of the R407C refrigerant have been presented as well. This approach allows to determine the temperature of the R407C refrigerant at the inlet to the evaporator without the required knowledge of its vapor quality. The previously used simplified methods for determining the temperature of a refrigerant at the inlet to the evaporator result in considerable deviations in calculated power of the evaporator compared with its actual value. The presented calculation example involving mine air compression refrigerator of TS-450P type shows that relative deviations of the evaporator thermal power may even exceed 20%. This example compares two simplified methods for determining zeotropic evaporating temperature of a refrigerant used in comparative calculations of refrigerants with the method presented in this article.
PL
W artykule przedstawiono wpływ zjawiska poślizgu temperatury zeotropowych czynników chłodniczych na moc cieplną parownika sprężarkowej chłodziarki powietrza. Mieszaniny zeotropowe podlegają przemianom fazowym, których przebieg znacznie różni się od czynników jednorodnych. W odróżnieniu od jednorodnych czynników chłodniczych, których procesy wrzenia i skraplania odbywają się przy stałej temperaturze, dla mieszanin zeotropowych do jednoznacznego określenia temperatury początku procesu parowania niezbędna jest znajomość stopnia suchości pary. Na przykładzie czynnika chłodniczego R407Copisano metodę wyznaczania temperatury początkowej procesu parowania uwzględniającą zjawisko poślizgu temperatury. Opracowana zależność (7) powstała w oparciu o udowodniony liniowy przebieg izobar w obszarze pary mokrej (rys. 5) i określeniu na tej podstawie wielomianu opisującego ich kąt nachylenia (8). Dodatkowo przedstawiono wzory obliczeniowe temperatury (9) oraz entalpii właściwej (10) pary nasyconej suchej czynnika chłodniczego R407C. Takie podejście do problemu pozwala na wyznaczenie temperatury czynnika chłodniczego R407C na wlocie do parownika bez wymaganej znajomości stopnia suchości pary czynnika. Dotychczas stosowane uproszczone metody wyznaczania temperatury czynnika chłodniczego na wlocie do parownika powodują znaczne odstępstwa obliczonej na ich podstawie mocy parownika od jego wartości rzeczywistej. Przedstawiony przykład obliczeniowy dotyczący górniczej sprężarkowej chłodziarki powietrza pośredniego działania typu TS-450P pokazuje, że odchyłki względne mocy cieplnej parownika mogą przekraczać nawet ponad 20%. W przykładzie obliczeniowym porównano dwie uproszczone metody określenia temperatury parowania zeotropowego czynnika chłodniczego stosowane w obliczeniach porównawczych czynników chłodniczych z metodą zaprezentowaną w niniejszym artykule.
EN
The paper describes the design and results of operating measurements of the GMC-1000 and GMC- 2000 Mine Cooling Units. The first part describes the design of the cooling unit and its key components: the chiller, evaporator, condenser, oil cooler, evaporative water cooler and gallery air cooler. The possibilities of use in central air conditioning systems of underground mines are described. The second part discusses the results of the workstation and operating measurements and determines the coefficients for evaluating the performance of the mine cooling unit.
PL
Wraz ze wzrostem głębokości eksploatacji pogarszają się warunki pracy w wyrobiskach podziemnych, a w szczególności warunki klimatyczne związane ze wzrostem temperatury. Przy temperaturach pierwotnych górotworu przekraczających 40°C utrzymanie temperatury w wyrobiskach eksploatacyjnych poniżej wartości 28°C, uznawanej za wartość dopuszczalną ze względu na warunki pracy załogi, wymaga, oprócz zwiększonej wydajności wentylacji wyrobisk, także ich klimatyzacji. Można znaleźć wiele prac dotyczących tych zagadnień. Problemów klimatyzacji i chłodzenia wyrobisk dotyczą między innymi prace: Filka i jego zespołu (1999, 2002, 2004, 2006), Łuska i Nawrata (2002), Kalukiewicza i jego zespołu (2008). W krajowym górnictwie dotyczy to zarówno kopalń węgla kamiennego, jak też rud miedzi. W większości przypadków konieczność utrzymania wymaganych warunków klimatycznych w rejonie, przy jednoczesnym nacisku na ekonomiczną stronę procesu pozyskiwania kopalin, powodują konieczność stosowania klimatyzacji grupowej przy zastosowaniu urządzeń o dużej wydajności zlokalizowanych na dole kopalni. W niniejszym artykule omówiono wybrane zagadnienia doboru urządzeń klimatyzacji grupowej na przykładzie urządzenia chłodniczego GMC-1000 i GMC-2000. Konstrukcję urządzenia opracowano w firmie EUROTECH Sp. z o.o. przy współpracy z pracownikami Katedr Maszyn Górniczych Przeróbczych i Transportowych oraz Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie w ramach projektu dofinansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Górnicze urządzenie chłodnicze jest przeznaczone do chłodzenia powietrza wentylacyjnego w chodnikach wydobywczych kopani podziemnych. Znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie panują trudne warunki wydobywcze powodowane między innymi dużymi obciążeniami cieplnymi. Wysokie temperatury utrudniają prace górnicze. Powodują konieczność skrócenia czasu przebywania pracowników w rejonach o najwyższych temperaturach. W połączeniu z zapyleniem i wilgotnością stanowią istotny problem przy eksploatacji maszyn i urządzeń ścianowych. Agresywna atmosfera powoduje znacznie szybsze zużycie sprzętu. Problemy te uzasadniają konieczność stosowania systemów chłodzenia powietrza bezpośrednio w rejonach, w których prowadzone jest wydobycie. Górnicze urządzenie chłodnicze GMC stanowi kompletny system chłodzenia powietrza wentylacyjnego w chodnikach wydobywczych. Realizowane zadania powodują, że system ten musi być rozbudowany pod względem technicznym jak również przestrzennym. Część zadań stawianych przed urządzeniem chłodniczym jest realizowana w znacznej odległości od chodników wydobywczych. Dotyczy to przygotowania wody chłodzącej, która służy do schładzania powietrza w chłodnicach ścianowych. Woda z rejonu jej schładzania przepływa rurociągami do rejonów wydobywczych, gdzie jest wykorzystywana do chłodzenia powietrza. Urządzenie pracuje w układzie zamkniętym. Należy zwrócić uwagę, że system chłodzenia musi spełniać wszystkie wymagania określone przez odpowiednie przepisy górnicze dotyczące zasad eksploatacji i bezpieczeństwa. Podstawowymi elementami górniczego urządzenia chłodniczego są następujące aparaty (rys. 1): agregat chłodniczy, chłodnica wyparna wody, chłodnica chodnikowa powietrza. Wymienione aparaty są urządzeniami, w których następują przepływy ciepła. Mają one różny charakter w zależności od przeznaczenia danego elementu. Urządzenie chłodnicze jest uzupełnione dodatkowymi elementami, które są niezbędne do jego prawidłowego funkcjonowania. Do grupy tej należą maszyny z układami napędowymi wymuszające przepływy czynników w poszczególnych wymiennikach ciepła. Mamy tutaj wentylatory i sprężarki czynników gazowych oraz pompy do wody jak również cieczy technologicznych. Urządzenie chłodnicze musi być wyposażone w dodatkowy sprzęt i aparaturę kontrolno-pomiarową. Konieczne są filtry do gazu i cieczy. Czujniki przepływu, temperatury i ciśnienia. Schemat górniczego urządzenia chłodniczego z opisem poszczególnych elementów jest pokazany na rysunku 1. W ramach projektu celowego nr 6 ZR8 2007C/06934 wykonane zostało Górnicze Urządzenie Chłodnicze przeznaczone do klimatyzacji grupowej (centralnej) w kopalniach podziemnych. Konstrukcję urządzenia opracowano w firmie EUROTECH Sp. z o.o. przy współpracy z pracownikami Katedry Maszyn Górniczych Przeróbczych i Transportowych oraz Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Prototyp urządzenia był badany w WUCH „PZL - Dębica” S.A., następnie przeszedł próby ruchowe w O. ZG „ Rudna”. Obecnie kilka egzemplarzy górniczego urządzenia chłodniczego jest eksploatowanych w kopalniach węgla kamiennego. Prototyp urządzenia GMC-1000 miał moc chłodniczą 1000 kW, wykonano również egzemplarz GMC-2000 o mocy chłodniczej 2000 kW. W tabelach 1-3 przedstawiono wyniki pomiarów agregatu GMC-1000 przeprowadzonych na prototypie oraz wyniki uzyskane w czasie eksploatacji w Kopalni Węgla „Rydułtowy-Anna”, tabela 4 zawiera wyniki uzyskane w czasie eksploatacji urządzenia GMC-2000 w Kopalni Węgla „Bielszowice”. Urządzenie chłodnicze w kopalni „Rydułtowy- Anna” pracuje od lutego 2009. W trakcie prób, za pomocą regulatora wydajności, zmieniano wydajność sprężarki chłodniczej. Regulator wydajności zapewnia płynną regulację strumienia od 0% do 100%. Ilość sprężanych par czynnika R134a w danej chwili, a tym samym zmianę wydajności sprężarki, uzyskuje się za pomocą sterowanego hydraulicznie suwaka regulacji wydajności. Temperatura wody lodowej dopływającej do parownika (tw5) była stabilna w trakcie poszczególnych pomiarów, ale specyfika stanowiska nie pozwalała na utrzymanie stałej wartości temperatury dla kolejnych prób. Wynikał stąd rozrzut wartości tw5 w granicach 11,1°C do 17,4°C. Kolejną wielkością regulowaną była temperatura parowania to (cienienie parowania), która w trakcie pomiarów była zmieniana w granicach -1,4°C do +1,4°C. Badania eksploatacyjne miały na celu sprawdzenie przydatności agregatu do pracy w warunkach kopalnianych. Poszczególne próby były realizowane przy różnych wartościach nastaw i wielkości wejściowych układu. Brak możliwości ustalenia wartości wybranych parametrów wynikał z faktu przeprowadzania pomiarów w czasie prowadzenia prac wydobywczych w O.ZG „Rudna”. Wartości wielkości wejściowych zależały od chwilowego stanu obciążeń i warunków otoczenia. Temperatura wody lodowej dopływającej do parownika była stabilna w trakcie poszczególnych pomiarów (tylko te były przyjmowane jako reprezentatywne), ale zmieniała się ze względu na współpracę agregatu z działającymi w wyrobisku chłodnicami powietrza. Temperatura tw5 zmieniała się w granicach 12,7°C÷19,1°C. Kolejną wielkością regulowaną była temperatura parowania to (ciśnienie parowania), która w trakcie pomiarów zmieniała się w granicach -1,1°C. Uzyskane przez górniczą maszynę chłodniczą GMC-1000 i GMC-2000 wartości parametrów pracy na stanowisku badawczym i przy próbach ruchowych potwierdziły przyjęte założenia projektowe. Wartości parametrów założone na etapie projektowania zostały osiągnięte w trakcie badań stanowiskowych. Założona moc chłodnicza wynosiła 1000 kW, w czasie pomiarów udało się osiągnąć moc chłodniczą 1250 kW. Moc ta została osiągnięta przy 100% nastawie suwaka regulującego przepływ czynnika chłodniczego przez sprężarkę i spadku temperatury wody lodowej w parowniku 11,4 K. Wynik ten daje 25% zapas mocy chłodniczej względem mocy chłodniczej nominalnej, spadek temperatury wody lodowej, w tym przypadku, jest mniejszy o 15,5% w stosunku do założonego. Zapas mocy jest większy w stosunku do niedoboru spadku temperatury oznacza to, że możliwe jest osiągnięcie wymaganego spadku temperatury nawet przy mniejszych mocach chłodniczych. Stwarza to możliwość regulacji parametrów pracy urządzenia chłodniczego w szerokim zakresie. W kilku pomiarach uzyskane temperatury schłodzenia wody były korzystniejsze niż to założono na etapie projektowania GMC. Szerokie przedziały zmienności wartości parametrów stwarzają duże możliwości sterowania pracą górniczych maszyn chłodniczych GMC-1000 i GMC-2000. Osiągnięcie wymaganego stopnia schłodzenia wody lodowej pozwoli na wymagane schłodzenie powietrza w chłodnicy ścianowej. Rezultaty uzyskane w czasie prób stanowiskowych, ruchowych i eksploatacji w kopalniach pozwalają na stwierdzenie, że górnicza maszyna chłodnicza może być eksploatowana w centralnych układach klimatyzacyjnych kopalń podziemnych.
PL
W pracy omówiono koncepcję komputerowego projektowania i obliczania aparatów służących do zatężania roztworów. Celem pracy było napisanie aplikacji do wstępnego obliczania powierzchni grzejnej trójstopniowej stacji wyparnej w programie C++ Builder. Algorytm aplikacji został opracowany na podstawie modelu matematycznego zaczerpniętego z literatury. Podano parametry wejściowe potrzebne do obliczania wymiarów stacji wyparnej oraz opisano główne karty programu. Aplikacja "WYPARKA" umożliwia szybkie obliczenie parametrów strumieni wewnętrznych i wszystkich strumieni wylotowych produktów głównych i ubocznych procesu zatężania. Program może być wykorzystany zarówno w celach dydaktycznych do analizy zależności pomiędzy wielkościami strumieni wejściowych, a rozmiarami aparatu wyparnego, jak i do wstępnego obliczania gabarytów trójdziałowej stacji wyparnej stosowanej w praktyce przemysłowej.
EN
"WYPARKA" application developed under C++ Builder software was presented in the paper. The algorithm of application was based on a mathematical model from the literature. The application has been proved to be an effective tool in the design and analysis relationship between parameters of the evaporation process and the total heat surface of the evaporation station.
PL
W artykule opisano problem oczyszczania małych strumieni ścieków przemysłowych i zaproponowano technologie ich oczyszczania "u źródła" poprzez zastosowanie wyparek. Wyparki pracują w warunkach obniżonego ciśnienia, dzięki czemu proces odparowania może odbywać się w niższej temperaturze (35-90°C). Opisano zasadę działania wyparek na przykładzie urządzenia działającego w oparciu o zasadę pracy pompy ciepła. Przedstawiono również podział wyparek w zależności od sposobu wytwarzania podciśnienia wewnątrz urządzenia oraz w zależności od źródła energii cieplnej.
EN
In the paper subject matter of small streams from industrial wastewater was described and treatment process based on evaporators and philosophy of treatment 'in source' was proposed. Evaporators run with negative pressure and therefore process goes on Iower temperature (35-90°C). In the paper rules of operation based on heat pump evaporation (as an example) were described. Classifications of evaporators, based on vacuum create and source of energy were done.
PL
Nowym obiecującym kierunkiem rozwoju współczesnej energetyki, uzupełniającym scentralizowany sektor energetyki, jest sektor energetyki rozproszonej, w którym wytwarzana jest energia elektryczna w kogeneracji z ciepłem. W Instytucie Maszyn Przepływowych PAN powstała koncepcja domowej mikrosiłowni kogeneracyjnej [1÷4]. Mikrosiłownia ta ma służyć do produkcji energii elektrycznej i ciepła do użytku domowego. W przyszłości mikrosiłownia kogeneracyjna zastąpi konwencjonalne kotły do ogrzewania obiektów. Zaletą mikrosiłowni domowej jest jej kompaktowość oraz małe wymiary. Małe wymiary siłowni uzyskuje się dzięki wykorzystaniu nowoczesnych materiałów i nowoczesnej mikro- technologii. Gabarytowo kocioł z mikrosiłownią będzie niewiele różnić się od dotychczasowego kotła grzewczego, ale będzie oprócz funkcji ogrzewania wytwarzać dodatkowo energię elektryczną. Układ taki pracuje według cyklu Clausiusa-Rankina z czynnikiem organicznym jako płynem roboczym. Źródłem energii dla mikrosiłowni, może być gaz pochodzący ze spalania zasobów naturalnych lub źródła odnawialne. Mikrosiłownia parowa na czynnik niskowrzący, pracująca w zakresie znacznie niższych temperatur niż silnik spalinowy i turbina gazowa, wymaga mniej cennych materiałów, łatwiejsza też jest technologia jej wytworzenia. Za jej pomocą staje się możliwe generowanie energii elektrycznej przy cenach zbliżonych do cen energii wytwarzanej w tradycyjnych siłowniach dużej mocy Mikrosiłownia kogeneracyjna wykorzystuje energię paliwa, w prawie 90%. To oznacza, że około 70 do 80% stanowi ciepło dostarczane do ogrzewania obiektu, a około 10 do 20% to dodatkowa produkcja energii elektrycznej. Lepsze wykorzystanie energii paliwa w mikrosiłowniach kogeneracyjnych prowadzi do obniżenia szkodliwych emisji towarzyszących procesowi spalania paliwa. Mała siłownia kogeneracyjna może być w pełni zautomatyzowana i nie wymaga obsługi. W ten sposób użytkownicy energii, posiadacze kotłów z mikrosiłownią, stają się producentami energii elektrycznej. Schemat siłowni domowej skojarzonej z kotłem przedstawia rys. 1. Podstawowymi elementami składowymi mikrosiłowni są: kocioł (parownik), maszyna ekspansyjna (turbina parowa), skraplacz, generator elektryczny i pompa obiegowa. Koncepcja mikrosiłowni domowej wymaga rozwiązania szeregu nowych problemów, takich jak dobór czynnika roboczego i innych [5]. Jednym z nich jest też opracowanie kompaktowych wymienników ciepła. To właśnie od wymiarów wymienników zależy objętość zajęta przez mikrosiłownię w kotle domowym. Wykorzystanie sił kapilarnych do przetłaczania czynnika w obiegu ORC mikrosiłowni kogeneracyjnej jest pomysłem nowym, pozwalającym na zredukowanie lub nawet wyeliminowanie pompy przetłaczającej czynnik w obiegu Rankina. Należy podkreślić w tym miejscu fakt, że w przypadku czynników niskowrzących moc wymagana do napędu pompy jest nie do pominięcia, gdyż może stanowić nawet do kilkudziesięciu procent produkowanej przez system energii elektrycznej.
EN
The paper presents studies on the possibility of application of loop heat pipes to a modern concept of evaporator. The potential application of such evaporator is a domestic micro CHP. One of the problems in the micro CHP is excessive demand for pumping power. The design under scrutiny here helps in overcoming that issue. In the proposed evaporator there is a possibility of reducing the demand for pumping power as the evaporator will produce the extra pressure effect due to capillary forces. In such case the circulation pump operates only to compensate the pressure drop due to friction losses and the wick covers the demand for overcoming the pressure drop in the expansion device. Out of 14 tested fluids 3 were selected for further scrutiny, namely ethanol, water and ammonia. It has been assumed that the fluid should work in the evaporator at temperature of 160oC, whereas the condensation temperature is 50 oC. The results of surface tension distributions with respect to temperature have been presented in figures. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential, however taking into account all issues it can be said that the best effect is obtained using ethanol.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.