Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Моделирование тепловлажностной обработки воздуха и разработка форсунки эжекционного типа для систем кондиционирования воздуха

Диссертация: Моделирование тепловлажностной обработки воздуха и разработка форсунки эжекционного типа для систем кондиционирования воздуха
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Контакта между воздухом и водой при тепловлажностной обработке воздуха и интенсифицировать тепломассоперенос в контактных аппаратах. Полученные математические модели, аналитические и эмпирические зависимости являются надежной базой для разработки форсуночных камер, оборудованных данными форсунками. Необходимость совершенствования систем кондиционирования воздуха (СКВ) определяется также задачами… Читать ещё >

Моделирование тепловлажностной обработки воздуха и разработка форсунки эжекционного типа для систем кондиционирования воздуха (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Аналитический обзор литературных источников. Цели и задачи исследований
    • 1. 1. Процессы тепло- и массообмена между воздухом и водой
    • 1. 2. Контактные аппараты для тепловлажностной обработки воздуха. Устройство, принцип работы, режимные характеристики
    • 1. 3. Математическая модель тепловлажностной обработки воздуха в форсуночной камере
    • 1. 4. Форсунки для форсуночных камер
    • 1. 5. Струйные аппараты
    • 1. 6. Цели и задачи исследований
  • 2. Методика проведения научных исследований
    • 2. 1. Измерение температурно-влажностных параметров воздуха
    • 2. 2. Определение средней скорости и расхода воздуха в воздуховоде
    • 2. 3. Определение расхода воды в форсуночной камере
    • 2. 4. Математический метод планирования экспериментов
  • 3. Теоретические основы работы водовоздушных эжекторов
    • 3. 1. Основные расчетные уравнения
    • 3. 2. Определение геометрических параметров
  • 4. Экспериментальные исследования
    • 4. 1. Разработка модели процесса эжекции для форсунки эжекционного типа
    • 4. 2. Устройство и принцип работы форсунки эжекционного I типа
      • 4. 2. 1. Исследования по выбору оптимальной конструкции форсунки
      • 4. 2. 2. Анализ результатов экспериментальных исследований
    • 4. 3. Лабораторная установка форсуночной камеры
    • 4. 4. Оценка эффективности работы форсуночной камеры
      • 4. 4. 1. Оценка эффективности форсунок ФЭТ при адиабатном увлажнении воздуха
      • 4. 4. 2. Средства измерений
      • 4. 4. 3. Проведение эксперимента
      • 4. 4. 4. Анализ результатов экспериментальных исследований
      • 4. 4. 5. Определение производительности форсунки
    • 4. 5. Определение аэродинамического сопротивления форсуночной камеры с форсунками эжекционного типа
    • 4. 6. Методика расчета форсуночной камеры с применением форсунок эжекционного типа
    • 4. 7. Расчет экономической эффективности от внедрения форсунки эжекционного типа в СКВ

Кондиционирование воздуха охватывает комплекс мероприятий по обеспечению требуемого состояния воздушной среды в помещениях. Круг задач, решаемых при этом, может быть весьма разнообразным.

В зависимости от параметров внутреннего воздуха проводится соответствующая тепловлажностная обработка воздуха. Она может включать следующие процессы: нагрев, охлаждение, увлажнение или осушение воздуха.

В центральных системах кондиционирования воздуха (СКВ) основным узлом для осуществления указанных процессов является форсуночная камера. В ней при помощи механических форсунок распыливается вода в потоке воздуха. Количество форсунок может достигать нескольких сотен штук, что ведет к повышению металлоемкости и большим габаритным размерам камеры. Это свидетельствует о том, что применяемые типы форсунок не обладают достаточно высоким эффектом образования межфазной поверхности, то есть не обеспечивают интенсивный тепломассообмен.

Необходимость совершенствования систем кондиционирования воздуха (СКВ) определяется также задачами дальнейшей индустриализации строительства. Необходима разработка совершенных и компактных СКВ, обеспечивающих рациональное использование площадей, объемов зданий и энергоресурсов.

Для решения указанных задач необходим поиск и разработка новых конструкций для распыления жидких сред в воздухе. Технической базой для создания эффективных форсунок для тепловлажностной обработки воздуха могут служить струйные аппараты, в частности, работающие по принципу водовоздушных эжекторов. Они характеризуются высокой интенсивностью образования межфазной поверхности.

Создание форсунки эжекционного типа для тепловлажностной обработки воздуха в центральных СКВ может устранить указанные недостатки. Данная проблема является актуальной задачей научных исследований.

Целью работы является моделирование тепловлажностной обработки воздуха и разработка форсунки эжекционного типа в системах кондиционирования воздуха для их интенсификации.

Для достижения поставленной цели решался комплекс взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

— разработка математической модели, описывающей работу эжекционной форсунки на основе принципа действия водо-воздушного эжектора;

— разработка форсунки эжекционного типа (ФЭТ) для распыления жидких сред в воздушном потоке;

— моделирование и экспериментальное исследование процессов тепловлажностной обработки воздуха при использовании форсунки эжекционного типа;

— оценка экономической эффективности работы форсуночной камеры с форсунками эжекционного типа;

Научная новизна работы заключается в интенсификации процессов тепловлажностной обработки воздуха в форсуночной камере, в зависимости от конструктивных параметров форсунки эжекционного типа. Разработана модель процесса тепловлажностной обработки воздуха в форсуночной камере, оборудованной форсунками эжекционного типа, предложены аналитические зависимости, описывающие этот процесс.

Практическая ценность и внедрение результатов состоит в разработке форсунки эжекционного типа, позволяющая увеличить время.

Контакта между воздухом и водой при тепловлажностной обработке воздуха и интенсифицировать тепломассоперенос в контактных аппаратах. Полученные математические модели, аналитические и эмпирические зависимости являются надежной базой для разработки форсуночных камер, оборудованных данными форсунками.

Предложена инженерная методика расчета форсуночных камер с форсунками ФЭТ.

Результаты диссертационной работы апробированы на практике в процессе промышленных испытаний в ЗАО «Промвентиляция» г. Пензы.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель, описывающая процесс эжекции для эжекционной форсунки на основе работы водовоздушных эжекторов;

2. Конструкция форсунки ФЭТ;

3. Эмпирические зависимости описывающие режимные параметры ФЭТ и форсуночной камеры.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 10 печатных работах. Статья в центральном журнале «Известия вузов» находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка литературы и приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

Разработана математическая модель эжекции газовой фазы водной струей при работе эжекционной форсунки, получено характеристическое уравнение для определения геометрических параметров эжекторного элемента форсунки в зависимости от объемного коэффициента инжекции.

Разработана форсунка эжекционного типа, реализующая работу водо-воздушного эжектора, для тепловлажностной обработки воздуха в ОКФ центральных кондиционеров, позволяющая интенсифицировать процесс за счет увеличения продолжительности контакта между воздухом и водой.

Определены оптимальные технологические и конструктивные параметры форсунки эжекционного типа на основе экспериментальных исследований при работе форсуночной камеры:

АРф = 200.250к/7яdc = 4. 6 мм- £г = 10 мм.

Предложена математическая модель для описания процесса тепловлажностной обработки воздуха в форсуночной камере, оборудованной форсунками эжекционного типа.

Получены эмпирические уравнения для определения производительности форсунки эжекционного типа и аэродинамического сопротивления форсуночной камеры. Предложена инженерная методика расчета форсуночной камеры, оборудованной форсунками ФЭТ.

Проведены опытно-промышленные испытания кондиционера КТЦ-31,5 с форсунками ФЭТ в ЗАО «Промвентиляция». Они показали достаточно высокую эффективность форсунки и ее устойчивую работу при малых значениях коэффициента орошения (В=0,1.1,0). Это позволяет сократить расход воды, количество форсунок, а также габаритные размеры форсуночной камеры. Эксплуатационные затраты на обслуживание кондиционера сокращены в 2 раза.

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.Г., Панов Е. А., Федин С. В., Орлова Н. А. Оценка влияния технологических и конструктивных параметров на эффективность работы оросительной форсуночной камеры. Материалы XXIX научно-технической конференции, ПГАСА, Пенза, 1997, с. 8.
  2. А.Г., Орлова Н. А. Методика расчета форсуночной камеры, оснащенной форсунками эжекционного типа. Материалы XXX Всероссийской научно-технической конференции, Пензенская ГАСА, Пенза, 1999, с. 7.
  3. А.Г., Орлова Н. А. К вопросу выбора оптимальной конструкции форсунки эжекционного типа. Сб. Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах. Международная научно-практический семинар, ПГАСА, Пенза, 2000, с. 56.
  4. А.Г., Орлова Н. А., Панов Е. Н., Федин С. В. Форсунка эжекционного типа. Информационный листок № 49−00, ЦНТИ, Пенза, 2000, 4с.
  5. А.Г., Орлова Н. А. Форсунки для тепломассообменныхпроцессов. Сб. Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно- коммунальном комплексах. Международный научно-технический семинар, ПГАСА, Пенза, 2001, с. 31.
  6. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.-М.: Наука, 1976, 219 с.
  7. А. Д. и др. Гидравлика и аэродинамика:Учеб.для вузов/А.Д.Альтшуль, А. С. Животовский, Л. П. Иванов.-М.:Стройиздат, 1987,414с.
  8. В.А. Адаптация кондиционеров DeLonghi к низким температурам наружного воздуха. Мир климата, 1999, 376 с.
  9. Ананьев В. А и др. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учебное пособие.-М.:"Евроклимат", изд-во «Арина», 2000, 416 с.
  10. И.В. Измерение расхода жидкостей и воздуха. -М.:Энергоиздат, 1981, 88 с.
  11. .В., Карпис Е. Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях.-М.:Стройиздат, 1982,318с.
  12. М.А. Измерение влажности.-М.: Энергия, 1973, 400с.
  13. В.Н., Кокорин О .Я., Петров JI.B. Кондиционированиевоздуха и холодоснабжение.-М.:Стройиздат, 1985, 367с.
  14. В.Н., Новожилов В. И., Симаков Б. Д., Титов В. П. Отопление систем отопления, вентиляция и кондиционирование воздуха.-М.:Стройиздат, 1983, 320 с.
  15. B.C., Майрановский Ф. Г. Аэрогидродинамика систем вентиляции и кондиционирования воздуха.-М.:Стройиздат, 1978, 194 с.
  16. A.M., Малова Н. Д. Расчеты систем кондиционированиявоздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности: Учеб. пособие для вузов:-М.:Агропромиздат, 1985, 231с.
  17. .И., Степанов А.В, Динцин В. А. Расчет политропических процессов обработок воздуха в камерах орошения. Труды ВНИИ «Кондиционер», вып.6. Харьков, «Кондиционеростроение», 1977, 32−37с.
  18. С.Е. Аэродинамика систем промышленной вентиляции.-М., 1. Профиздат, 1949, 270с.
  19. Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов ижидкостей.-М.: Физматгиз, 1963, 708с.
  20. JI.A., Кацнельсон Б. Д., Полеев И. И. Распыление жидкости форсунками.М.-Jl., Гидроэнергоиздат, 1962, 306с.
  21. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. З. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2 /Б.В.Баркалов, Н. Н. Павлов, С. С. Амирджанов и др.- Под ред. Н. Н. Павлова и Ю. И. Шиллера.- -4-е изд., перераб. И доп.-М.:Стройиздат, 1992, 416с.
  22. В.А. Статические методы планирования экспериментав технико-экономических исследованиях.-М. '.Финансы и статистика, 1981,263с.
  23. Д.Г., Козич Д. Е. Влажный воздух, термодинамические свойства и применение.-М.: Энергоатомиздат, 1984, 198с.
  24. М.Я. Справочник по высшей математике.-М.:Наука, 1964, 870с.
  25. Вычислительная математика для инженеров-экологов: Методическое пособие / А. Н. Супрун, В. В. Найденко, М.:Изд-во АСВ, 1996, 391с.
  26. З.И., Ашихмин В. И., Шевченко Н. В. Использование располагаемого напора в центробежных форсунках. «Теплоэнергетика», 1964, № 4, 68 с.
  27. З.И. и Морошкин М.Я. Гидравлические характеристики центробежных форсунок. «Известия вузов. Энергетика», 1960, № 3, 72с.
  28. .Н. и др. Проектирование и эксплуатация установок кондиционирования воздуха и отопления: Учебное пособие для вузов.-М.:Энергоатомиздат, 1988, 190с.
  29. ГОСТ 12.3.018−79.Системы вентиляции. Методы аэродинамических испытаний.-М.:Гос.ком.СССР по стандартам, 1987, 50с.
  30. В.М. и др. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Учебник для вузов Л.:Стройиздат.Ленинградское отделение, 1981, 343с.
  31. Э.Э. Управление системами кондиционирования микроклимата: Справ. Пособие-М.:Стройиздат, 1990, 176с.
  32. Л.С., Кузьмина Л. В., Мошкарнев Л. М. Планирование эксперимента в вентиляции и кондиционировании воздуха.-Иркутск: Изд-во Иркут. Ун-та, 1984, 210с.
  33. Ф.Е., Лебедюк Г. К. Скрубберы Вентури. Выбор, расчет, применение.-М.: ЦИНТИХИМнефтемаш, 1977, 60с.
  34. .А. и др. Наладка и регулирование систем вентиляции икондиционирования воздуха: Справ. Пособие. Стройиздат, 1980, 448с.
  35. А.Н. Погрешности измерений физических величин.-Л.:Наука, 1985, 112с.
  36. Л.М. Оросительные камеры установок исскуственного микроклимата.-М. .-Машиностроение, 1967, 110с.
  37. М.П. Насосы и вентиляторы: Учеб. пособие для вузов по спец. «Теплогазоснаюжение и вентиляция" — 6-е изд., перераб. И доп.-М.: Высш.шк., 1987,176с.
  38. П.Н. Гидроэлеваторы в строительстве.-М.: Стройиздат, 1970,
  39. Е.Е. Повышение эффективности работы систем кондиционирования воздуха.-М.: Стройиздат, 1977, 192с.
  40. Ю.В. Форсунка с регулируемым расходом жидкости.-Промышленная и санитарная очистка газов, 1976, № 4, 41с.
  41. О.Я. Установки кондиционирования воздуха.-М. Машиностроение, 1978, 264с.
  42. О.Я., Ставицкий Л. И., Кронфельд Я. Г. Кондиционированиевоздуха в многоэтажных зданиях.-М.: Стройиздат, 1981, 184с.
  43. Кондиционеры. Каталог-справочник.-М.:Изд.ЦНИИТЭСтроймаша, 1981,320с.
  44. Т.И. Экономическое обоснование оптимизации тепловогорежима здания: Учеб. Пособие.-М.:АСВ, 2001, 156с.
  45. К., Околович-Грабовска Б. Измерение и регулирование влажности в помещениях /Сокр.пер.с пол. М.Л.Мозгалевой- Под ред. В. М. Рубчинского.-М.- Стройиздат, 1982, 211с.
  46. Краткий справочник. Наладка и эксплуатация систем вентиляции икондиционирования воздуха. /Под ред. П. М. Внина и др. -Киев.:Будивельник, 1984, 283с.
  47. Д.Р. Кондиционирование воздуха и вентиляция зданий /Пер. Сангл. Е. Е. Карписа.-М.:Стройиздат, 1980, 399с.
  48. Г. К., Ковалевский Ю. В. Расчет форсунок с плоским факелом распыла.-Промышленная и санитарная очистка газов, 1977,№ 2, с.З.
  49. Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений.-М.: Физматгиз, 1961, 524с.
  50. Marshall W. Atomization and spray drying. Chemical Engineering Progress Monography Series, No.2, 1954, 122 c.
  51. Математическая теория планирования эксперимента. /Под ред. Ермакова С.М.-М.:Наука, 1983, 274 с.
  52. В.Я., Овчинников П. Я. Промышленная вентиляция и кондиционирование воздуха.-М.:Стройиздат, 1978, 312с.
  53. В.Я. и др. Вентиляция и кондиционирование воздуха на машиностроительных заводах: Справочник/.-М. Машиностроение, 1980, 335с.
  54. Nagengast В., The 1920s: The First Realization of Public Air-conditioning, 1. ASHRAE, 1993,62 c.
  55. Наладка и эксплуатация систем вентиляции и кондиционирования воздуха/Краткий справочник.-Киев:Будивельник, 1984,296с.
  56. В.В., Чернова Н. А. Статические методы планирования экстремальных экспериментов.-М.:Наука, 1995, 338с.
  57. В.В. Техническая термодинамика и теплопередача, 3-е испр. и доп.изд.-М.:Высш.шк., 1980, 197с.
  58. А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха.-М.:Высшая школа, 1971, 460с.
  59. В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.3-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергия, 1979, 319с.
  60. Н.А. Определение производительности форсунки эжекционного типа. Сб. Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах. III Международная научно-практическая конференция, ПГАСА, Пенза, 2002, с. 52.
  61. Патент на изобретение № 2 135 892. Форсунка для распыления жидкости в газовой среде /Авт.Аверкин А. Г., Панов Е. А., Федин С. В., Орлова Н. А., 1999, Юс.
  62. Я.Д., Мардер Е. Я. Справочник по выбору оборудования для кондиционирования воздуха- 2-е изд., перераб. и доп.-Киев:Будивельник, 1990, 224с.
  63. Пен Р.З., Менчер Э. М. Статические методы в целлюлозно-бумажномпроизводстве.-М.: изд-во „Лесная промышленность“, 1973, 120 с.
  64. А.А., Канеев В. А. Тепломассообменные аппараты в инженерном оборудовании зданий и сооружений.-М.:Стройиздат, 1989,196с.
  65. А.А. Физические начала тепломассообмена и газовой динамики.М.:Энергия, 1977, 357с.
  66. А.Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химическойит нефте-химической технологии.-М.: Химия, 1987, 496 с.
  67. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными сужающими устройствами.-М.:Изд-во стандартов, 1982, 178с.
  68. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники /В.П.Бочаров, В. Б. Струтинский, В. Н. Бодах, П. П. Таможний.-КиевгТехника, 1987, 272с.
  69. Рекомендации по расчету установок кондиционирования воздуха ивентиляции с управляемыми процессами адиабатной обработки воздуха /Центр.н.-и. и проект.-эксперим.инс-т. инж.оборуд.-М.:Стройиздат, 1985, 187с.
  70. Руководящий материал по центральным кондиционерам и кондиционерам теплоутилизаторам КТЦЗ.-Ч. 1.-Харьков: ВНИИкондиционер, 1988, 210с.
  71. Руководящий материал по центральным кондиционерам. Методические материалы по расчету и выбору оборудования центральных кондиционеров КТЦЗ. 4.2.-Харьков:ВНИИкондиционер, 1989, 60с.
  72. А.А., Халамайзер М. Б. Управление системами кондиционирования воздуха.-М.: Машиностроение, 1977, 164с.
  73. Е.Я., Зингер Н. М. Струйные аппараты. 3-е изд., перераб.
  74. М.: Энергоатомиздат, 1989, 352с.
  75. Н.С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздухана текстильных предприятиях. Изд-е, перераб. И доп. Учебник.М.- „Легкая индустрия“, 1974, 328с.
  76. А.Г. Системы кондиционирования воздуха с количественным регулированием.-Л., Стройиздат, 1976−309с.
  77. Справочник по пыле- и золоулавливанию /Под ред. Русанова А.А.-М.: Энергоатомиздат, 1983−312с.
  78. Справочник по теплообменникам:/пер.с англ.- под ред. Б. С. Петухова,
  79. В.К.Шикова.-М.: Энергоатомиздат, 1987, 412с.
  80. Е.В., Бялый Б. И., Динцин В. А. Исследование процессов тепло- и массообмена в камерах орошения центральных кондиционеров.-В кн.: Вентиляция и кондиционирование воздуха (Межвузовский научно-технический сб. Рижского политехн. ин-та), 1973, № 6, 190с.
  81. Е.В., Коркин В. Д. Особенности тепло- и массообмена в оросительных камерах кондиционирования воздуха.-Л.: 1969, 35с.
  82. Stoecker W. Design of Thermal Systems. N.Y. Mc Graw-Hill Book Company, 1971,210 c.
  83. В.В. Теория и расчет центробежной форсунки."Теплоэнергетика», № 2, 67с.
  84. М.Г., Видин Ю. В., Бойков Г. П. Тепло- и массоперенос вкамерах орошения кондиционеров с форсунками распыления. Учебное пособие. Красноярский политехнический институт, 1974, 210с.
  85. Тепло- и массообмен, теплотехнический эксперимент /Под ред. В. А. Григорьева.-М.:Энергоиздат, 1982,512с.
  86. А.А. и др. Счетчики жидкости /А.А.Тупиченков, С. А. Абдурашитов, Э. С. Мануков.-М.:Изд-во Стандартов, 1980, 151с.
  87. В.И., Минаев А. В., Карелин В. Я. Насосы и насосные станции.
  88. УонгХ. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров.
  89. Пер. с англ. Справочник.-М.: Атомиздат, 1979, 262с.
  90. Хавкин Ю. И. Центробежные форсунки .Л. .-Машиностроение, 1976, 168с.
  91. К.И., Цейтлин В. Г. Техника измерения давления расхода, количества и уровня жидкости газа и пара.-М.:Изд-во стандартов, 1990, 287 с.
  92. Chen Nsu-Fang, Davis J. Disintegration of a turbulent water jet. Journal Hydraulics Division Proceedings American Society of Civil Engineers, V.90, No. l, Pt. l, 1964, 76 c.
  93. E.A., Новгородский E.E. Вентиляция и кондиционированиевоздуха помещений в районах с тропическим климатом: Учеб. пособие для вузов.-М.: Стройиздат, 1991, 255с.
  94. Е.А. и др. Вентиляция, кондиционирование и очистка воздуха на предприятиях пищевой промышленности. Ростов-на-Дону: Новая книга, 1997,432с.
  95. А.П. Расчет форсунок для распыливания жидкостей.М. :Изд-во МЭИ, 1972, 82с.
  96. ЮО.Эстернин Р. Н. и др. Теплотехнические измерения.-Л.:Н
  97. Недра, 1981, 124с. Ю1. Юхно И. Ф., Солн И. В., Дрокин А. В. Расширение области применения камер орошения ОКС кондиционеров КТЦЗ при испарительном нагреве воздуха в зимний период. Кондиционирование/Тр.ВНИИкондиционера.-Харьков, 1987, 256с.
  98. Weis M., Worsham С. Atomization in high velocity air-streams, American Rocket Sosiety Journal, V.16,No. 1−2,1961, 54c.
  99. Wilcox R., Tate R. Liquid atomization in high intensity sound field. American Institute Chemical Engineering Journal, V. l 1, No. 1,1965, 71c.
  100. СНиП IV-5−82, сборники No 18, 20. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.-М.: Стройиздат, 1982, 33 с.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!