Математическое моделирование процессов тепломассообмена в водоиспарительных кондиционерах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.05, кандидат технических наук Шалиткина, Анна Николаевна

• Шалиткина, Анна Николаевна
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шалиткина, Анна Николаевна

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений

Введение

1. Использование водоиспарительного охлаждения для нормализации параметров микроклимата

1.1 Санитарные нормы параметров микроклимата рабочей зоны

1.2 Средства улучшения температурно-влажностых параметров воздуха рабочей зоны

1.3 Основные принципы водоиспарительного

охлаждения

1.4 Совершенствование конструкций водоиспарительных охладителей

1.5 Теоретические исследования процессов тепломассопереноса в водоиспарительных охладителях

1.6 Выводы и задачи исследования

2. Математическое моделирование тепломассопереноса в каналах теплообменной насадки при водоиспарительном охлаждении

2.1 Параметры влажного воздуха

2.2 Идеализированная модель регенеративного охлаждения на основе балансовых уравнений

2.3 Уравнения энергии и переноса массы в каналах испарительной насадки

2.4 Модель регенеративного охлаждения и алгоритм реализации

2.5 Расчет работы испарительных охладителей регенеративного принципа действия

3. Моделирование регенеративного охлаждения осредненной математической моделью

3.1 Осредненные уравнения тепломассопереноса

3.2 Особенности определения коэффициентов тепло и

массоотдачи в каналах охладителей РКВ

3.3 Сравнение расчетов по полной и осредненной

моделям

4. Выявление параметров оптимизации

4.1 Аэродинамические сопротивления в каналах теплообменной насадки

4.2 Вентиляторные блоки систем охлаждения воздуха

4.3 Влияние геометрических параметров теплообменной насадки на эффективность работы охладителей

5. Оптимизация параметров охладителей водоиспарительного типа. Реализация полученных результатов

5.1 Алгоритм совместного решения моделей тепломассопереноса и аэродинамических сопротивлений

5.2 Выбор оптимальных геометрических параметров водоиспарительных охладителей

Общие выводы по работе

Список литературы

Приложения

Приложение 1. Программа оптимизации и библиотека сопутствующих программных модулей

153

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

С - средняя изобарная теплоемкость, Дж/(кг-К); С( - средний коэффициент трения; Э - коэффициент диффузии бинарной смеси, м/с;

00 - коэффициент диффузии при Т0= 273 К, Ро= 1.0МО5 Па; (1 - влагосодержание, г/кг сухого воздуха;

с1э - эквивалентный диаметр, м; сКЗ - приращение энергии, Дж; Е - температурный коэффициент эффективности;

Е1 - температурный коэффициент эффективности регенеративного охлаждения;

Г=(1^П!)/Рр - «живое» сечение решетки, Рр- общая площадь решетки, 1:Г0ТВ -

сумма площадей отверстий; РоЯ7! - отношение площадей узкого сечения к широкому; в - объемный секундный расход, м3/с (м3/ч); Стаз - массовый расход, кг/с;

Ож - массовый расход испарившейся жидкости, кг/с;

Ьс, Ь- половина сечения «сухого» и «мокрого» каналов (для глав 2, 3), м;

Ы, Ъ2- сечения «сухого» и «мокрого» каналов (для глав 4, 5), м;

1 - энтальпия, Дж/кг;

] - плотность потока массы, кг/(м -с);

j - количество грамм жидкости, испарившейся в 1кг воздуха, г/кг;

К - коэффициент, отношение;

Ь - длина пластин насадки, м;

М - молярная масса, кг/моль;

т - масса, кг;

N - мощность, Вт;

п - частота вращения, с"1;

N11 - критерий Нуссельта;

N1^ - диффузионный критерий Нуссельта;

Р - давление, Па;

Prd = v/D - диффузионный критерий Прандтля;

Рв - полное давление, развиваемое вентилятором, Па;

Рвс - избыточное давление в объеме сосуда всасывания, Па;

Рнагн - избыточное давление в объеме сосуда нагнетания, Па;

Рс - избыточное геометрическое давление, Па;

Q - холодопроизводительность, Вт;

л

q - плотность теплового потока, Дж/(м -с);

л

R = г-10 - удельная теплота парообразования, Дж/кг; Rs - удельная теплота парообразования с учетом добавочного коэффициента энергии связи воды в капилляре, Дж/кг; Rr - универсальная газовая постоянная, кДж/(моль-К); Re - критерий Рейнольдса;

Т - абсолютная температура, К;

о,-,

t - температура, С;

tnm ~ температура внешнего воздуха по мокрому термометру, °С; tnr - температура точки росы внешнего воздуха, °С; U - массовая концентрация; V - скорость, м/с;

л

а - коэффициент теплопередачи, Вт/(м -К); ß - коэффициент массоотдачи, м/с; 8 - сечение пластины, м;

5q - процентное отклонение по холодопроизводительности, %;

8t - процентное отклонение по глубине охлаждения, %;

АРтр - транспортные потери давления, Па;

ДРС - потери давления при внезапном сужении, Па;

АРр - потери давления при внезапном расширении, Па;

APV - потери давления при прохождении решетки, Па;

АРГ - потери давления при развороте потока на 90°, Па;

ДРШ - потери давления при развороте потока на 180°, Па; ДРВС, АРнагн - потери давления на участках всасывания и нагнетания, Па;

- глубина охлаждения, °С;

р. - динамическая вязкость, Па-с; v - кинематическая вязкость, м2/с; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); Лтр - коэффициент гидравлического трения; р - плотность, кг/м3;

£,с - коэффициент местных потерь давления при внезапном сужении; £,р - коэффициент местных потерь давления при внезапном расширении;

- коэффициент местных потерь давления при прохождении решетки; £,г - коэффициент местных потерь давления при развороте потока на 90°; ^ - коэффициент местных потерь давления при развороте потока на 180°; ^и, - коэффициент местных потерь в квадратичной области сопротивлений;

Ф - относительная влажность, %.

В работе используются следующая система индексации: верхние индексы

«с» - параметры в «сухом» канале; «иг» - параметры в «мокром» канале; «о» - параметры основного потока; «в» - параметры вспомогательного потока; нижние индексы «в» - параметры сухого воздуха; «вх», «вых» - входные и выходные параметры; «ж» - параметры охлаждающей жидкости; «к» - параметры на выходе из кондиционера: «кт»- «мокрый» канал, «кс» - «сухой» канал;

«н» - параметры состояния насыщения;

«отв» - параметры в отверстиях решетки;

«п» - характеристики пара;

«пл» - пластина насадки;

«ср» - средние значения;

«Б> - параметры воздуха охлаждаемого объема;

«п» - параметры наружного воздуха;

«х», «у» - проекции на оси.

Отметим, что для наглядности в ряде мест текста и на графиках работы расходы воздуха приводятся как в системных размерностях (м /с), так и во внесистемных (м7ч). Это же относится к скоростным режимам работы электровентиляторов: с"1 (об/мин).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическое моделирование процессов тепломассообмена в водоиспарительных кондиционерах»

ВВЕДЕНИЕ

Параметры воздуха рабочей зоны оказывают существенное воздействие на производственный процесс. Несоответствие характеристик окружающей среды затрудняет выполнение работы, и отрицательно воздействуют на организм человека, вызывая утомление, а при длительном воздействии, и серьезные заболевания. Труд в этих условиях менее производителен и более низкого качества.

Большую часть времени в году параметры воздуха весьма далеки от комфортных, а, следовательно, привлечение средств нормализации микроклимата является необходимым. В холодное время для нормализации параметров применяют различные отопительные и вентиляционные системы. В жаркое время года возникает необходимость в искусственном понижении температуры. С этой целью применяются кондиционеры, работающие на различных принципах производства холода (термоэлектрические, компрессионные, воздушные, испарительные и др.). Из общего ряда охладительных установок выделяются воздухоохладители водоиспарительного типа, как обладающие рядом достоинств и существенных преимуществ: они просты по конструкции и в эксплуатации, дешевы, экологически безвредны, имеют низкую потребляемую мощность и характеризуются высоким коэффициентом использования энергии.

Однако в настоящее время потенциал испарительного охлаждения использован недостаточно полно. Работающие кондиционеры, как правило, базируются на прямом испарении воды в поток воздуха, направляемый в охлаждаемый объем, что приводит к переувлажнению воздуха. Принцип испарительного охлаждения, дающий самый низкий предел температур на выходе из кондиционера - регенеративный, - в промышленном производстве практически не используется. В связи с этим, проблема повышения эффективности работы водоиспарительных кондиционеров является чрезвычайно актуальной.

Широкому внедрению охладителей должно предшествовать теоретическое и экспериментальное изучение их работы. Теоретические исследования работы воздухоохладителей водоиспарительного типа осуществлялись в большинстве случаев на основе уравнений баланса тепла с привлечением расчета состояния влажного воздуха по i - d диаграмме. Этот подход позволяет оценить эффективность работы охладителей по холодопроизводительности и глубине охлаждения, но не отражает динамику изменения температуры и влажности по длине испарительной насадки, что в свою очередь не дает возможности проводить выбор оптимальных в каком- либо смысле геометрических параметров воздухоохладителей. Изложенное выше позволяет определить цели работы: повышение эффективности работы водоиспарительных воздухоохладителей посредством научного обоснования характеристик их функционирования. Мощным орудием для достижения этой цели является использование математического аппарата, и в частности, математического моделирования происходящих в результате охлаждения воздуха процессов.

Данная работа выполнялась в соответствии с планом научных работ Воронежского государственного аграрного университета по разделу 1 «Математическое моделирование режимов, рабочих органов, узлов и устройств сельхозмашин» темы 18 «Построение и численная реализация новых математических моделей технологических и производственных процессов в АПК» (Гос. per. № 01.96.0051704).

Работа состоит из перечня обозначений, введения, пяти глав, списка литературы и приложений.

Для осознанного предпочтения конкретного принципа работы охладителей был проведен анализ различных типов кондиционеров, выявлены их положительные стороны и недостатки, что нашло отражение в первой главе. Здесь же рассматривалось предпочтенное водоиспарительное охлаждение с целью определения наиболее

рационального принципа функционирования, а также путей повышения эффективности работы охладителей. Завершает главу формирование цели, научной гипотезы, предмета, объекта и задач исследования.

Вторая глава посвящена математическому моделированию процессов тепломассопереноса в каналах главного конструктивного элемента охладителей этого типа - теплообменной насадки. Определяются необходимые теплофизические параметры, дается упрощенное понимание испарительного охлаждения на основе балансовых уравнений. Выводится полная математическая модель тепломассопереноса, необходимая для

слежения за динамикой температуры и влажности по длине охладителя и

*

которая позволит оценить влияние различных факторов на эффективность работы кондиционера. Алгоритм реализации и анализ адекватности математической модели завершают главу.

В третей главе исследуется возможность применения для описания процессов тепломассопереноса более удобной для численной реализации осредненной по сечению канала модели. Рассматриваются особенности определения коэффициентов тепло и массоотдачи при регенеративном охлаждении, а также проверяется совпадение расчетов по полной и осредненной моделям.

Расчеты по моделям тепломассопереноса и анализ воздействия различных факторов на работу охладителя показали необходимость рассмотрения аэродинамической картины воздуховодного тракта, определяемой внутренними геометрическими размерами и характеристикой вентиляторного блока. В четвертой главе формируется с этой целью модель аэродинамических сопротивлений для определения значений расходов, а также исследуется полное влияние (и через термодинамику и через расходные характеристики) внутренней геометрии на холодопроизводительность и глубину охлаждения установки. Кроме того делается вывод о возможности оптимизации конструкции по геометрическим параметрам теплообменной насадки.

Описание алгоритма оптимизации геометрических параметров на основе совместного решения модели тепломассопереноса и аэродинамических сопротивлений приводится в пятой главе. В качестве примера осуществлен выбор оптимума, дающего максимальное значение холодопроизводительности для конкретного опытного образца кондиционера.

В заключении приводятся основные выводы по работе.

Научная новизна: В данной работе разработан алгоритм выбора оптимальных геометрических параметров теплообменной насадки охладителя, отвечающих максимальной холодопроизводительности, на основе совместного исследования процессов тепломассопереноса и аэродинамики воздуховодного тракта кондиционера.

На защиту выносятся:

1. Математические модели тепломассопереноса в каналах теплообменников водоиспарительных охладителей;

2. Результаты численного исследования процессов теплоотдачи на базе реализованных моделей;

3. Результаты анализа влияний различных факторов на эффективность работы кондиционеров;

4. Модель аэродинамических сопротивлений воздуховодного тракта охладителя;

5. Алгоритм оптимизации внутренних геометрических параметров теплообменной насадки.

Практическое значение и реализация результатов. Разработка математических моделей и алгоритма оптимизации внутренних геометрических параметров проводилась с целью промышленного использования при конструировании и создании кондиционеров водоиспарительного типа различного назначения.

Полученные результаты дают возможность:

1. Численно исследовать процессы тепломассопереноса и воздействие на их интенсивность различных параметров;

2. Создавать установки, использующие полный потенциал холодопроизводительности, заложенный в рациональном подборе внутренних геометрических характеристик теплообменных насадок водоиспарительных охладителей.

Результаты практической реализации и внедрения состоят в использовании математических моделей и оптимизации при теоретической проработке конструкций охладительных комплексов кабин специализированного сельскохозяйственного самолета ТУ-54 на АНТК имени А.Н.Туполева (Конструкторское бюро, г.Воронеж).

Материалы диссерационной работы используются в курсе «Безопасность жизнедеятельности» Воронежского государственного аграрного университета при выполнении курсовых и дипломных проектов студентами агроинженерного факультета.

Апробация результатов, выполненных по теме диссертации, проводилась на IV и V международных конференциях «Математика, компьютеры, образование» (г.Москва 1997, 1998); на межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Обеспечение стабилизации АПК в условиях рыночных форм хозяйствования» (г.Воронеж 1997); на Воронежской весенней математической школе «Понтрягинские чтения-VIII»: «Современные методы в теории краевых задач» (г.Воронеж 1997); на международной конференции «Математические модели физических процессов и их свойства» (г.Таганрог 1997); в Воронежском государственном аграрном университете на ежегодных научных конференциях (1997, 1998), в КБ АНТК им. А.Н. Туполева, в Воронежском государственном техническом университете на межвузовском семинаре (1997).

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ДЛЯ НОРМАЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА

1.1. Санитарные нормы параметров микроклимата рабочей зоны

Производственная деятельность людей в закрытых помещениях и различного рода ограниченных объемах осуществляется при определенном комплексе физических параметров внешней среды. Метеорологические условия, сложившиеся в рабочей зоне, оказывают преимущественное влияние на терморегуляцию организма, а как внешнее проявление, на умственную и физическую работоспособность. Благоприятные, комфортные метеорологические условия на производстве являются важным условием высокопроизводительного труда и профилактики заболеваний.

Для создания нормируемых температурно-влажностных параметров микроклимата должны применяться соответствующие средства нормализации микроклимата. В холодный и переходный периоды года требуемый микроклимат в рабочей зоне обеспечивается отопительными и вентиляционными установками. Устройства, используемые в жаркий период года, должны выполнять целый комплекс функций: охлаждение воздуха, его обеспыливание и очистку, вентиляцию и, в случае необходимости, увлажнение воздуха.

Применение конкретных средств нормализации микроклимата должно быть экономически оправдано, в тоже время, они должны быть способны создать условия для работы, отраженные в регламентируемых документах. Определение рациональных параметров воздуха приобретает большое значение.

К наиболее важным физическим факторам, оказывающим влияние на теплоощущения работника, являются температура воздуха, его влажность и скорость движения, а также лучистое тепло. Каждый из перечисленных факторов оказывает специфическое влияние на терморегуляционную способность организма. Температура воздуха часто выступает в роли ведуще-

го фактора. Она влияет на теплоощущения работника. Средне субъективные реакции на различные ее значения в период пребывания в жарком климате таковы [14]: холодно- 17.4-20.4°С, прохладно- 20.5-23.9°С, хорошо- 24.0-27.1°С, тепло- 27.2-30.3°С, жарко- 30.4-33.5°С, очень жарко-+33.6°С и выше. В данном случае учтена перестройка организма на теплое время года.

При определении температурного режима необходимо опираться не только на теплоощущения и комфортную температуру, но и на климатические условия работы. К примеру, при работе на мобильном транспортном средстве в зоне с жарким климатом необходимо учесть два аспекта: с одной стороны, прерывистый характер работы, частоту перехода из среды с высокой температурой в объект с кондиционированным воздухом и обратно, что может вызывать шоковый эффект и простудные заболевания. С другой стороны, определенную сезонную адаптацию организма человека к высоким температурам. Для учета этого, рекомендуется соблюдать определенный допустимый перепад между внутренней и наружной температурой, который принимают не более 7-11°С [15], а температуру помещений не ниже 27°С.

При определении суммарной тепловой нагрузки также следует иметь в виду, что предельно переносимые величины теплонакопления по данным различных авторов составляют от 377 до 820 кДж [14]. Большинство авторов в качестве предела принимают 600 кДж.

Важной физиологической реакцией организма человека при терморегуляции является выделение пота, с которым отводится та часть тепла, которая не может быть отведена с поверхность тела путем излучения, конвекции и теплопроводности. Скорость и интенсивность процесса потооб-разования в значительной мере определяется относительной влажностью воздуха. При комфортных условиях в испарительном охлаждении нет необходимости, однако, при высоких температурах оно является важным каналом рассеяния излишнего тепла. При температуре воздуха 1>32°С отдача

тепла осуществляется только этим способом. Тепловой баланс организма эффективно поддерживается посредством испарительного охлаждения только до предельных сочетаний температуры (1) и влажности (ср): при ф=100% £=31°С; (р=50% 1=38°С; ф=18% 1=45°С; ф=0% 1=52°С. Более высокие нагрузки человеческий организм может выдержать только в течении коротких промежутков времени. Низкая влажность при определенных условиях оказывает вредное воздействие. Сухой воздух при низких температурах усиливает ощущение холода. Это является результатом естественного, но нежелательного испарения с поверхности кожи. При относительной влажности менее 20% пересыхает слизистая оболочка и возрастает восприимчивость к инфекции.

Отдача тепла через поверхность тела осуществляется, как было сказано, не только испарением. Движение воздуха также оказывает охлаждающее воздействие. С одной стороны, в случае, когда температура воздуха меньше температуры кожи, избыточное тепло частично отводится путем конвекции. С другой стороны движение воздуха увеличивает интенсивность испарения, разрушая насыщенную воздушную прослойку и обеспечивая непрерывность испарения с максимальной скоростью. Наиболее значительное ускорение испарения наблюдается при средних (40-50%) значениях влажности. При низкой влажности (<30%) этот эффект незначителен, так как в данном случае испарение проходит беспрепятственно. При высокой влажности (« 85%) испарение настолько ограничено, что даже движение воздуха не может иметь ощутимого охлаждающего эффекта.

Движение воздуха, способствуя отдачи избыточного тепла, вызывает субъективные реакции на различную скорость воздушного потока. В условиях жары движение со скоростью меньше 0.25 м/с не замечается и даже в холод при скорости меньшей 0.1 м/с складывается ощущение духоты. Диапазон значений скорости 0.25-1 м/с вызывает положительную реакцию. Дальнейшее повышение скорости сначала создает ощущение сквоз-

няка, а при скорости большей 1.5 м/с оказывает раздражающее воздействие.

Гигиеническая оценка микроклимата по отдельным метеорологическим показателям не всегда дает полное представление о возможном тепловом воздействии окружающей среды на организм человека, так как они, как правило, оказывают влияние не раздельно, а совместно. Известно, что одинаковое субъективное восприятие окружающей среды может наблюдаться при различных значениях и сочетаниях параметров отдельных метеорологических показателей (см. таблицу 1.1.1).

Таблица 1.1.1.

Комфортные сочетания параметров микроклимата по данным [14].

Температура, °С Относительная влажность, % Подвижность воздуха, м/с

18.8 100 0

22.3 50 0.5

27.0 20 3.5

Воздействие того или иного фактора может оказаться определяющим. К примеру, при температуре воздуха от 14°С до 22°С и температуре окружающих поверхностей примерно одного с воздухом уровня степень влажности не является основным фактором, и изменение температуры в этом диапазоне вызывает в организме человека более достоверные сдвиги в терморегуляторных реакциях [16].

Существует более 50 показателей суммарной оценки тепловой нагрузки на организм человека (эффективная температура, результирующая температура, индекс влажной шаровой температуры, аналитические показатели тепловой нагрузки в кДж и др.). Теоретическое обоснование комплексных показателей заключается в разной степени уточнения основного уравнения теплового баланса, впервые предложенного A.Gagge и

С.\¥тз1о\у в 1936 году [14]. Некоторые комплексные показатели за рубежом уже введены в стандарт. Поиск параметров окружающей среды, которые не вызывают беспокоящих человека тепловых ощущений, то есть поиск комфортных условий, основывается на подобного рода комплексных оценках.

Комфортные условия обеспечиваются параметрами микроклимата, при которых количество тепла, вырабатываемое организмом, находится в равновесии с количеством тепла, отбираемым средой. Различные исследователи предлагают несколько отличающиеся значения температуры, влажности и скорости движения воздуха: по данным [17] для человека, выполняющего легкую работу, рекомендуется температура воздуха в зимнее время 20- 22°С, а в летнее- 23- 25°С при относительной влажности воздуха 40- 60% , и в [18] аналогичные показатели 25°С при 60% . Допустимой является температура воздуха 28°С [17 ] и 29.5°С [18] при той же влажности и незначительной скорости воздуха около 0.1 м/с. Институт общей и коммунальной гигиены рекомендует в холодное время года следующие комфортные сочетания параметров воздуха: 21- 22°С, его относительная влажность- 45% и скорость- 0.1м/с. Для летних условий, соответственно, 23- 24°С, 30- 55%, около 0.15м/с.

Перепад температур наружного воздуха и охлажденного внутри помещения в летнее время не должен превышать 10°С [17] и 11°С [19]. Разность температур по всему объему ограниченного помещения во избежание простудных заболеваний не должна превышать нескольких градусов [17, 20]. Скорость движения воздуха для комфортных условий рекомендуется зимой 0.15 м/с, летом - 0.2-0.3 м/с. В небольших помещениях рекомендуется 20- 30 кратный обмен воздуха в час. Подача воздуха в помещение должна быть не менее 25- 35 кг/ч на одного человека.

В результате этих исследований были разработаны научные основы гигиенического нормирования микроклимата помещений и различного ро-

Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в раоочеи зоне

производственных помещений.

Период года Категория работ Температура, °С Относительная влажность, % Скорость движения воздуха, м/с

Оптима льная Дополнительна я на рабочих местах постоянных и непостоянных (не более) Оптималь ная Дополнитель наяна рабочих местах постоянных и непостоянны х *

Оптимальная Допустимая

верхняя граница нижняя граница

на рабочих местах

постоянных непостоянных постоянных непостоянных

Холодный Легкая 1а 22-24 25 26 21 18 40-60 75 0,1 <0,1

Легкая 16 21-23 24 25 20 17 40-60 0,1 <0,3

Средней тяжести Па 18-20 23 24 17 15 40-60 0,2 <0,3

Средней тяжести Пб 17-19 21 23 15 13 40-60 0,2 <0,4

Тяжелая 111 16-18 19 20 13 12 40-60 0,3 <0,5

Теплый Легкая 1а 23-25 28 30 22 20 40-60 55 (при 25 °С) 0,1 0,1-0,2

Легкая 16 22-24 28 30 21 19 40-60 60 (при 27 °С) 0,2 0,1-0,3

Средней тяжести Па 21-23 27 29 18 17 40-60 65 (при 26 °С) 0,3 0,2-0,4

Средней тяжести Пб 20-22 27 29 16 15 40-60 70 (при 25 °С) 0,3 0,2-0,5

Тяжелая III 18-20 26 25 15 13 40-60 75 (при 24 °С и ниже) 0,4 0,2-0,6

*) Большая скорость движения воздуха в теплый период соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая- минимальной. Для промежуточных величин температуры скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1 м/с - при легкой работе и ниже 0,2 м/с при работе средней тяжести и тяжелой.

да ограниченных объемов, которые к настоящему времени реализованы в ряде официальных нормативных актов.

Нормы производственного микроклимата устанавливаются ГОСТ 12.1.005-88 [21]. Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха установлены для рабочей зоны- пространства высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находится место постоянного или временного пребывания работающего. Нормируются эти параметры в виде оптимальных и допустимых величин (см. таблицу 1.1.2).

Оптимальные обеспечивают сохранение нормального функционирования и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и являются предпосылкой для высокой работоспособности. Оптимальные величины должны соблюдаться в помещениях, где выполняется работа, связанная с нервно-эмоциональным напряжением.

В ряде случаев, например, на металлургических, машиностроительных и других заводах, где имеются большие тепловыделения, а также присутствуют другие технологические, технические и экономические причины, можно ориентироваться на допустимые нормы. В нормах учтено, что терморегуляция организма зависит не только от внешних условий, но и от величины теплопродукции, изменяющейся в зависимости от тяжести труда.

ГОСТ 12.1.005-88 содержит ряд дополнительных рекомендаций и уточнений, учитывающих тепловыделения оборудования и устройств, а также касающихся случаев, когда из- за технологических требований к производственному процессу или экономически обоснованной нецелесообразности невозможно установить нормативные величины.

В производственных помещениях, расположенных в четвертом строительно-климатическом районе, определенном в соответствии с СН и П 2.01.01.82 [22] , верхнюю границу допустимой температуры в теплый период на постоянных и непостоянных рабочих местах разрешается уста-

навливать соответственно: 31 и 32°С при легких работах, 30 и 31°С при работах средней тяжести, 29 и 30°С при тяжелых работах. Скорость движения воздуха при этом должна увеличиваться на 0.1 м/с, а влажность уменьшаться на 5% на каждый градус новых температур, начиная от верхних границ допустимых температур воздуха. Для строительно-климатического подрайона 46 допускается увеличение относительной влажности, но не более чем на 10% по отношению к допустимым величинам.

Указанные требования не распространяются на рабочие места на подземных и горных выработках, в транспортных средствах, животноводческих и птицеводческих помещениях, помещениях хранения сельскохозяйственной продукции.

Для параметров микроклимата в мобильном транспортном средстве нормы определяются ГОСТ 12.2.019-86 «Тракторы и машины самоходные и сельскохозяйственные: Общие требования безопасности» [23]. Нормирование произведено с учетом как климатических условий зон эксплуатации средств, так и применяемых систем кондиционирования воздуха. Этот стандарт регламентирует параметры воздуха в кабине для всех зон эксплуатации в случае применения хладонового или какого- либо другого устройства с любым типом холодильной машины. Температура не должна превышать 28°С при его относительной влажности 40-60%.

Норма для температуры в кабине при использовании испарительных воздухоохладителей или других устройств приводится в зависимости от расчетной внешней температуры воздуха Ш на местности в 13 часов дня самого жаркого месяца. При 1:п<250С температура воздуха в кабине должна удовлетворять условию 1<280С, при 1п=25..30°С 1<31°С, при Ш>30°С 1:<330С, а относительная влажность в области головы тракториста не должна превышать 60%. Для зон с повышенной влажностью этот параметр может быть увеличен до 70%.

Суммируя вышесказанное, можно сделать вывод о целесообразности нормирования температурно-влажностного режима в рабочей зоне и о необходимости обоснованного подбора средства нормализации микроклимата.

1.2. Средства улучшения температурно-влажностных параметров

воздуха рабочей зоны

Системы кондиционирования воздуха предназначены для создания и поддержания в обслуживаемых помещениях заданных кондиций воздушной среды по температуре, относительной влажности, чистоте, газовому состоянию, давлению и скорости движения. Обязательным элементом их являются устройства, осуществляющие требуемый режим обработки воздуха, подаваемого в кондиционируемые объекты. Расчет и проектирование их основаны на общих закономерностях аэродинамики, теплотехники, термодинамики, теории автоматического регулирования. Вопросам расчета и применения установок кондиционирования воздуха посвящено достаточное количество фундаментальных работ [20,24,25,26,27,28,29,30].

При выборе устройств кондиционирования воздуха для целей нормализации микроклиматических параметров в конкретных условиях необходимо учитывать целый комплекс факторов и ограничений. К ним, прежде всего, можно отнести санитарно- гигиенические требования: те значения параметров внутреннего воздуха охлаждаемого объема (помещения или кабины), на достижение которых должна быть направлена работа таких установок. Климатические особенности и факторы внешней среды, такие как температура, относительная влажность, интенсивность солнечной радиации, скорость и направление ветра, наряду с факторами внутренней среды влияют на тепловлажностный баланс охлаждаемого объекта.

Необходимо оценивать тепловую нагрузку на объект за счет тепло-притоков различного происхождения. К примеру, определение нагрузки на кабину трактора [36, 37, 38, 39] не только диктует необходимую произво-

дительность, но и помогают в процессе конструирования конкретного аппарата выбрать наиболее рациональные решения с точки зрения уменьшения теплопритоков и снижения экономических и энергетических затрат на кондиционирование воздуха.

Кроме того, в каждом конкретном случае предъявляются специфические строительно-монтажные, архитектурные и эксплуатационные требования: ограничение объемов для оборудования систем кондиционирования воздуха, эстетическую и механическую увязку их элементов с оборудованием помещения, по возможности, снижение затрат времени на монтаж, наладку и эксплуатацию. При выборе систем кондиционирования для мобильной техники необходимо учитывать ограниченность объема, вибрации, наклон. Желательна легкость и простота переключения режимов, доступность обслуживания и ремонта.

Экономические требования предполагают эффективность использования той или иной системы кондиционирования. Важной характеристикой в настоящее время является экологичность установки.

Холодопроизводящие установки систем кондиционирования воздуха по принципу работы можно классифицировать на следующие типы: паро-компрессионные, воздушные, абсорбционные, пароэжекторные, термоэлектрические и испарительные.

Такие установки делятся на три группы. Работа первой из них связана с затратой механической энергии (компрессионные, турбодетандерные, вихревые), второй - с затратой электроэнергии (термоэлектрические), третей- с затратой тепла (абсорбционные, пароэжекторные, испарительные).

Термоэлектрические системы характеризуются простотой конструкции, малой массой и габаритами, бесшумностью, экологической чистотой, могут применяться в режиме отопления. Работы над ними особенно интенсивно проводились в 60-е годы, что объяснялось резким увеличением в тот период добротности полупроводниковых элементов. Термоэлектрические системы получают применение на объектах, где придается большое значе-

ние объему, занимаемому оборудованием [41, 24], а также на объектах, где оборудование подвергается вибрациям и должно работать в различных положениях (то есть на морских судах, и различных транспортных средствах). К недостаткам таких систем можно отнести очень большой расход воздуха через радиатор вспомогательного контура при работе в режиме охлаждения (не менее 1.4 м/с). Кроме того, капитальные вложения в термоэлектрические системы примерно в 2 раза превышают капитальные вложения в обычные системы [30]. Прохоров В.И. [31] приводит результаты технико-экономического сравнения на уровне лабораторных испытаний различных систем кондиционирования воздуха для кабин трактора. Рассматривались, в частности, кондиционер КТ-3 с фреоновой холодильной машиной, локальный термоэлектрический кондиционер НИИ автоприборов, кондиционер с воздушной холодильной машиной К ДМ-1. Сравнение показывает, что удельный расход энергии на единицу холодопроизводи-

3 3

тельности (кВт-ч/ккал) составляет 3*10" против 1,3-10" для фреонового и 2,49-10"3 для кондиционера с воздушной холодильной машиной. Стоимости единицы холодопроизводительности находятся в пропорции 1 : 0,207 : 0,157 соответственно. Термоэлектрические системы выигрывают в весе и объеме.

Сдерживание внедрения таких систем обусловлено высокой стоимостью термобатарей, так как выпуск их осуществляется ограниченными опытными партиями. Со снижением стоимости термоэлектрических материалов и увеличением их производства эти системы будут широко применяться для специализированных установок малой мощности.

Высокие затраты энергии на использование термоэлектрических устройств определили преимущественное развитие парокомпрессионных холодильных машин с фреоновыми хладагентами.

Применение в последние годы алюминиевых сплавов для изготовления компрессоров позволило снизить их массу в 3 раза, предельная частота вращения увеличена с 75 до 116,5 1/с, температура кипения фреона по-

нижена с 0 до -7°С. В результате масса кондиционера уменьшилась в 2 раза. Один из лучших кондиционеров фирмы Diesel Kiki (Япония) имеет следующие характеристики: удельная мощность составляет 160-190 Вт/кг [32], а энергозатраты - около 1,3 кВт на 1000 Вт холодильной мощности. Однако эти кондиционеры сложны по конструкции и дороги.

Компрессорные холодильные машины наибольшее распространение в нашей стране получили в стационарных объектах, а их применение на транспортных средствах связано с большими трудностями как конструктивного, так и эксплуатационного характера. Наличие легколетучего и вредного для организма человека хладагента требует особой тщательной герметизации всей системы.

При температуре поверхности машины 40-55°С, типичной для жаркого времени года, давление паров фреона в системе кондиционера может достигать 90 кПа. Герметизация вала компрессора и разъемных соединений представляет достаточно трудную задачу. Ремонт вышедшей из строя установки может осуществляться лишь в специальных мастерских при наличии вакуумной установки.

Принцип использования тепла для производства холода заложен в абсорбционных и пароэжекторных холодильных установках. Применение первых особенно перспективно в системах централизованного холодо-снабжения с использованием тепла от ТЭЦ или котельных [27]. В качестве рабочих агентов наибольшее распространение получили две бинарные смеси: аммиак- вода, вода- бромистый литий. Основным недостатком во-доаммиачной холодильной машины является токсичность и взрывоопас-ность хладагента, несмотря на целый ряд положительных качеств этого раствора. Такие установки необходимо использовать лишь в производственных условиях и располагать в отдельных помещениях. Поэтому в последнее время для целей кондиционирования больше используют вторую смесь. Во всей системе бромистолитиевой холодильной машине поддерживается давление ниже атмосферного, что вызывает необходимость на-

дежной герметичности системы и наличия устройств для удаления проникающего воздуха. Другим серьезным недостатком этих машин является то, что раствор бромистого лития вызывает сильную коррозию обычных конструктивных материалов. Поэтому при изготовлении аппаратов приходится применять специальные материалы, что повышает стоимость оборудования. В последние время, особенно зарубежными фирмами, ведутся поиски новых растворов для их применения в абсорбционных холодильных машинах.

Использование пароэжекторных холодильных машин оправдывает себя в случаях, когда в качестве источников энергии используется теплота низкого потенциала (150 - 180°С), которая в ряде производств не утилизируется, а выбрасывается в атмосферу.

Для нужд авиации, технологического кондиционирования и других целей в последние годы конструировались кондиционеры с воздушной холодильной машиной.

Воздушные холодильные машины потребляют энергию на привод компрессора для сжатия воздуха, который используется в качестве рабочего вещества, что позволяет направлять охлаждаемый воздух в обслуживаемое помещение. В технике кондиционирования воздуха используются два конструктивных решения для получения воздуха в качестве холодильного агента: вихревые трубы и турбодетандеры.

Вихревые машины наиболее просты по конструкции и надежны в работе, но с термодинамической точки зрения они обладают невысокой эффективностью. Такие машины требуют наличия мощных, с большой производительностью компрессоров. На транспортных средствах они используются редко. Применение таких агрегатов в качестве производителей холода наиболее целесообразно при наличии избытков сжатого воздуха.

Преимуществом турбохолодильных машин является их малый вес и габариты, а также отсутствие специального хладагента. Изготовление высокочастотных (до 666,6 1/с) машин вызывает технологические трудности.

Однако основным их недостатком является большая потребляемая мощность холодильной машины (минимум 2,9кВт на 1000 Вт) [40]. Известны рекламные сообщения о работах фирмы Яоуас (США) [42]. Рекомендуемая ею воздушная холодильная машина рассчитана на 33,3 1/с, однако потребляемая мощность еще выше.

Энергетическая эффективность получения холода в воздушных холодильных машинах значительно ниже, чем в парокомпрессионных и абсорбционных машинах. Это является одной из причин, почему способы получения холода в воздушных холодильных машинах для систем кондиционирования воздуха применяются только в ограниченных случаях. Эти машины получили значительное распространение в системах кондиционирования в самолетах.

В последние годы в нашей стране и за рубежом в качестве холодопро-изводящего элемента начали использовать воздухоохладители испарительного типа. Испарительные агрегаты наименее энергоемки и сравнительно дешевы. Хладагентом в таких установках является вода, что является несомненным положительным показателем экологичности. Кондиционеры водоиспарительного типа просты по конструкции, для их изготовления не нужны дефицитные материалы, они саморегулируемы по эффективности охлаждения в зависимости от температурно-влажностных составляющих охлаждаемого воздуха. Обслуживание и ремонт таких кондиционеров может осуществляться силами рядовых механиков. Недостатками выпускаемых кондиционеров является переувлажнение воздуха, создающее дискомфортные условия. Это связано с тем, что производимые кондиционеры реализуют прямой принцип действия (о типах водоиспарительного охлаждения см в подразделе 1.3).

В сравнении с фреоновыми и турбодетандерными кондиционерами испарительный имеет наименьшие приведенные затраты, что отражено в таблице 1.2.1. Расчет осуществлен по методике, изложенной в [33].

Таблица 1.2.1.

Затраты на изготовление и обслуживание кондиционеров

различных типов. (За 100% взята себестоимость фреонового кондиционера).

Тип кондицио- Себестоимость Эксплуатацион- Приведенные

нера ные расходы затраты

Фреоновый 100% 17% 269,8%

Турбодетандер- 50,2% 22,6% 277,4%

ный

Испарительный 20,7% 8,8% 167,5%

В работе [26] приводится оценка энергетической эффективности получения холода по безразмерному показателю- коэффициенту использования энергии (КИЭ). Он вычисляется как отношение выработанного холода к затраченной энергии на работу аппаратов в составе холодопроизводящих установок.

Энергетическая эффективность получения холода в парокомпресси-онных холодильных машинах составляет 2,5 - 3,2, что определяет широкое их применение во многих отраслях народного хозяйства. В абсорбционных холодильных машинах КИЭ может достигать 1,65. Энергетическая эффективность получения холода в воздушных холодильных машинах значительно ниже (меньше 1), что является одной из причин их ограниченного применения.

При работе термоэлектрических охладителей на существующих полупроводниковых материалах в обычных режимах кондиционирования достигается КИЭ 1-1,6.

В условиях жаркого и сухого климата в аппаратах прямого испарительного охлаждения КИЭ достаточно высок (15-25). В климатических условиях средней полосы косвенное испарительное охлаждение имеет пока-

затель 5-8. Экономичность кондиционеров этого типа подтверждается расчетами других авторов [27, 43].

Последний факт и прочие достоинства испарительных охладителей говорят в пользу широкого их применения, особенно перспективного при создании кондиционеров для кабин транспортных средств (например, тракторов и сельхозмашин). Также могут использоваться они для охлаждения воздуха в стационарных объектах.

Уже выпускаемые охладители оснащают тракторы Т-150, Т-70С, МТЗ-80, ДТ-75 и др. Находят они применение и на транспорте [44,45].

На хлопководческих тракторах Т-28Х4М в настоящее время применяется серийный водоиспарительный воздухоохладитель ВТ-400 со встро-

л

енным отопителем, который обеспечивает подачу воздуха 400м /ч при степени снижения его температуры, характеризующейся температурным коэффициентом эффективности около 0,7. Подробно устройство описано в работе [46], где отмечается, что этот воздухоохладитель предназначен для эксплуатации при влагосодержании наружного воздуха не более Юг/кг.

С учетом дальнейшего повышения энергонасыщенности тракторов возникла необходимость в разработке воздухоохладителя повышенной хо-лодопроизводительности. В подотрасли был разработан воздухоохладитель ВИТ-600, производительность которого выше, чем у ВТ-400 [48], однако это устройство из- за больших габаритных размеров (730-980-450 мм) и массы 30 кг нельзя использовать в кабинах хлопководческих и универсально- пропашных тракторов.

В результате дальнейших исследований и разработок НПО НАТИ, ПО ТТЗ была создана конструкция усовершенствованного воздухоохладителя СНМ-1. Полевые испытания показали [35], что при окружающей температуре 30,3 ..36,3°С и относительной влажности 48..32%, снижение средней температуры воздуха в кабине по сравнению с наружной составило 2,9 -5,4°С при значениях относительной влажности в допустимых пределах.

Таким образом, разработанный воздухоохладитель СНМ-1 эффективнее применяемого ВТ-400. К недостаткам его относится уже оговоренный принцип прямого испарения, что не дает возможности эксплуатации его в районах с повышенным влагосодержанием.

Косвенное охлаждение обладает тем бесспорным достоинством, что обрабатываемый воздух не увеличивает своего влагосодержания, а, следовательно, имеется ресурс для его дальнейшего охлаждения. Ряд исследователей [35,27 и др.] рекомендуют производить доохлаждение воздуха с помощью схемы прямого охлаждения. Домодедовским машиностроительным заводом «Кондиционер» был разработан и запущен местный кондиционер двухступенчатого испарительного типа КДИ-2,5. Возможность применения двухступенчатого испарительного охлаждения, прежде всего, определяется климатическими особенностями района, где намечается установка.

По результатам исследований [27] для большинства районов Средней Азии, Поволжье, Украины, Закавказье, Западной Сибири и средней полосы с малой и повышенной влажностью получены значения конечной температуры основного потока после испарительного охлаждения в кондиционере КДИ-2,5 от 15,4 до 20°С при относительной влажности 70-80%. Располагая приточным воздухом с такими параметрами, можно добиться поддержания параметров внутренней воздушной среды в обслуживаемом помещении на уровне допустимых величин, а в ряде случаев и комфортных. Для районов с более влажным климатом рекомендуется использовать схемы трехступенчатого охлаждения, расширяющего возможности испарительного охлаждения воздуха.

Хорошие возможности по обеспечению желаемой степени охлаждения воздуха можно добиться использованием испарительного охлаждения в сочетании с доводочной холодильной машиной. Использование доводочной холодильной машины характерно для жаркого и влажного климата.

Подобные системы кондиционирования уже исследовались. Как отмечается в [15], системы водоиспарительного охлаждения и кондиционе-

ры с холодильной машиной имеют ряд общих узлов однотипного назначения, таких как воздухоочиститель, электровентилятор, сливной поддон с дренажными трубопроводами, элементы воздухораспределения и управления. Было установлено, что при высокой наружной температуре обдув конденсатора холодильной машины потоком теплого воздуха приводит к повышению давления конденсации и ухудшению вследствие этого энергетических показателей работы холодильной машины. Использование же воздуха, предварительно прошедшего ступень испарительного охлаждения, например, в орошаемой насадке, установленной перед конденсатором, или в каналах вспомогательного потока при косвенном испарении, повышает экономичность системы кондиционирования, так как увеличивается ее холодопроизводительность без существенных дополнительных затрат [27, 49]. Практическое осуществление кондиционеров по комбинированной схеме испарительного и искусственного охлаждения позволяет обеспечивать оптимальные технико-экономические и гигиенические показатели, чем это возможно при использовании только искусственного охлаждения. Весьма рационально в качестве концевой холодильной машины использовать полупроводниковые термоэлектрические батареи.

Отметим что, влагосодержание (с1) даже в регионах с сухим жарким климатом может находиться в интервале 7, 7 ... 14, 8 г/кг сухого воздуха в зависимости от характера выполняемой работы [34]. Первое из указанных значений с1, характеризующее пониженную влажность воздуха, имеет место, например, при транспортных работах на грунтовой дороге или при бороновании поля, когда земля очень сухая. Второе значение характеризует повышенную влажность и имеет место, например, при уборке высокостебельных культур или при выполнении операций на поливных землях. При таких условиях предлагается применение косвенно-прямого воздухоохладителя с термоэлектрическим доводчиком [34]. Проведенные эксперименты этих установок на тракторе Т-28Х4МА при наружной температуре 37

... 38,5 С при с! =14,8 гкг сухого воздуха позволили получить температуру воздуха в кабине 32,3 С при относительной влажности ф=59%.

Необходимо отметить недостаточное использование такого перспективного принципа испарительного охлаждения, как регенеративного, имеющего пределом охлаждения температуру точка росы, то есть обладающую большим холодопроизводящим потенциалом.

Проведенный обзор основных типов средств нормализации микроклимата демонстрирует большой потенциал водоиспарительного охлаждения, обусловленного целым рядом положительных свойств этого принципа работы охладителей.

1,З.Основные принципы водоиспарительного охлаждения

Главным конструктивным элементом водоиспарительного охладителя является испарительная насадка, в каналах которой в процессе тепло - мас-сообмена происходит охлаждение воздуха. Она представляет собой пакет капиллярно- пористых пластин, образующих каналы воздуховодного тракта. Поверхность пластин смачивается водой либо верхним орошением, либо снизу. Во втором случае увлажнение осуществляется в результате подъема воды по микропорам пластин.

Наиболее простые конструкции водоиспарительных кондиционеров базируются на принципе прямого охлаждения. В предыдущем подразделе указывалось, что по этому принципу работают охладители ВТ-400, ВИТ-600 и их модификации. Поток охлаждаемого воздуха направляется в каналы испарительной насадки. Снижение его температуры происходит в результате испарения воды со смоченной поверхности пластин при непосредственном контакте. Энтальпия воздуха не изменяется, так как его охлаждение сопровождается насыщением парами испарившейся воды, и процесс обработки воздуха происходит по адиабатическому закону [15]. На рисунке!.3.1. изображена схема прямого испарения.

4 4 ▼

¿вх5 фъх ¿ВЫХ, (Рвых

испарение

а*

^ ^ ^ -

'вх5 <рвх 'вых?

(рВ]

±±±

ых

испарение

Рис. 1.3.1. Общая схема прямого испарения.

Здесь через (рех и tвыx, (рвых обозначены соответственно температура и влажность входного и выходного воздуха.

Более детально этот принцип испарения представлен на рисунке 1.3.2. Процесс прямого испарения является стационарным и адиабатный. Границами системы являются оси симметрии канала й и пластины Заштрихованная область от оси х до оси симметрии представляет собой половину сечения пластины (§/2), И - половина сечения канала.

У

1 \

<Рвх г

Ж А А Л

ЩШ&ШЯШШ:

Рис.1.3.2. Фрагмент испарительной насадки (прямое испарение).

При испарении воды с открытой поверхности расходуется определенное количество энергии, характеризуемое величиной удельной теплоты парообразования (испарения) свободной воды Я, которая численно равна

И = (2500.6 - 2.372- ^-Ю3, Дж/кг (1.3.1)

где X.- температура поверхности испарения. Для прямого испарительного охлаждения с адиабатным увлажнением, уравнение теплового баланса имеет вид

С-0-р-(1п-1к) = Сж-Я, (1.3.2)

где С, р - изобарные теплоемкость, Дж/(кг-град), и плотность влажного

— 3

воздуха, кг/м , О - объемный секундный расход воздуха, м/с ,Ож - расход испарившейся воды, кг/с, ^ и ^ - соответственно, наружная температура и температура на выходе из охладителя, °С. Пределом охлаждения в таком

процессе является температура входного воздуха по «мокрому» термометру -

Одной из характеристик воздухоохладителя является температурный коэффициент эффективности [27,51,50]

Е =-, (1.3.3)

Он несет информацию о глубине охлаждения воздуха кондиционером. Серийно производимые воздухоохладители прямого действия характеризуются коэффициентом эффективности из диапазона Ее[0.7;0.75]. Как правило, их геометрические и расходные параметры определялись эмпирически или на основе балансовых уравнений без учета аэро- и термодинамики вдоль испарительной насадки. В работе [52, 53] осуществлена оптимизация на основе математического моделирования процессов тепло- и массо-переноса с целью получения геометрических и расходных параметров, соответствующих Е=1.

Температурный коэффициент эффективности, однако, не несет информации о способности кондиционера нейтрализовать теплопостуиления или, иначе, о холодопроизводительности, определяемой формулой

д=С-0-р-(1п-1к). (1.3.4)

Холодопроизводительность определяется не только глубиной охлаждения, но и объемным секундным расходом воздуха. Эти показатели, в свою очередь, зависят друг от друга. Так при фиксированной геометрии испарительной насадки увеличение расхода ведет к росту скорости течения потока воздуха по каналам , а степень его насыщения парами воды уменьшается, что не дает воздуху достаточно охладиться. Холодо-

производительность, определяемая произведением этих показателей, будет мала. С другой стороны, при малых расходах воздух может охладиться до минимально возможной температуры, которая достигается при полном насыщении воздуха парами воды, но малое значение С2 не позволит нейтрализовать теплопоступления.

Очевидным недостатком воздухоохладителя прямого принципа действия является переувлажнение воздуха и, как следствие, ограниченность их применения. Более сложные охладители основываются на принципе косвенного охлаждения. Они конструктивно более сложны и материалоем-ки, но дают сравнительно сухой охлажденный воздух и имеют стоимость в несколько раз ниже, чем фреоновые и воздушные холодильные машины [54, 33].

Каналы испарительной насадки при косвенном охлаждении делятся на две качественно разные группы. К первой группе относятся «мокрые» каналы, по которым проходит вспомогательный поток воздуха температуры t, контактирующий с влажными поверхностями капиллярно-пористых пластин. Этот поток насыщается парами испарившейся воды и затем выбрасывается за границы охлаждаемого объема, имея температуру Вторая группа - «сухие» каналы, по которым проходит основной поток воздуха температуры Iе. Эти каналы защищены от капиллярно-пористых пластин водонепроницаемой пленкой (на рис. 1.3.3. показана темной линией) и не контактируют с водой. Основной поток воздуха проходит по каналам, не меняя своего влагосодержания и направляется в охлаждаемый объем, имея температуру {вых.

Охлаждение основного потока воздуха происходит за счет испарения влаги во вспомогательный поток воздуха и теплопередачи через тонкостенную поверхность пластин, образующих испарительную насадку. В отличие от прямого испарения в этом случае начинают играть роль не только капиллярные свойства материала пластин, но и их поперечное термо-

сопротивление, зависящее от толщины пластины и теплопроводности материала.

^ВХз (ръх -►

^ВЫХм ^вых

tA Ж испарение вспомогательный

_____тшмшшшшншвшшшшмшшшшшшшши

/ ^ ВЫХ 'вх> v^bx >

основной

i^X ▼ ▼ ▼

► AAA испарение

^вых5 (Рвых

Рис.1.3.3. Общая схема косвенного испарения.

В отличие от прямого охлаждения в случае косвенного «мокрые» каналы соседствуют с «сухими». Вследствие этого, физические условия в этих каналах различны и ось пластины уже не является осью симметрии процессов тепломассопереноса.

В общем случае считаем, что в каждый из каналов входит воздух со своими параметрами, причем индекс «с» обозначает соответствующие параметры воздуха, не контактирующего с жидкостью, то есть проходящего по «сухим» каналам. Отсутствие же индекса будет означать, что речь идет о парогазовой среде, проходящей через «мокрые» каналы. Температуру «мокрой» и «сухой» поверхностей пластины обозначим соответственно через ^ и С .

На рисунке 1.3.4. изображен фрагмент испарительной насадки воздухоохладителя в случае косвенного испарения.

Через Б и Бс обозначены оси симметрии «мокрого» и «сухого» каналов соответственно. Толщина пластины - 8, половина сечения «мокрого» и «сухого» каналов- Ь и Ьс - соответственно.

У и

(

-5 -5-11'

к

^ВХэ ^ВХ 'тп ж ж ж 1 г

*

1 вх 1 пл е

.......

Б X

Рис.1.3.4. Фрагмент испарительной насадки (косвенное испарение).

Жидкость, поступающая в поры пластины либо верхним, либо нижним способом имеет температуру 1ж . На «мокрой» поверхности пластины жидкость испаряется, но в отличие от случая прямого охлаждения энергия, идущая на испарение, черпается теперь не только из «мокрого», но и из «сухого» потоков воздуха. К тому же, как и раньше, незначительно она приносится за счет охлаждения потока восполняющей жидкости. Отметим также, что в связи с тем, что влагосодержание «сухого» воздуха не увеличивается, его относительная влажность на выходе из охладителя значительно меньше, чем у охладителей прямого действия. При этом влажность «мокрого» воздуха достигает почти стопроцентной отметки.

Оценка теплового баланса осуществляется по уравнению.

Ож- Я = Св • рв • Ос • (1п-1кс) + С • р • вт ■ 0*-1кы)- (1-3.4)

В последней формуле С в и рв - изобарные теплоемкость и плотность сухого воздуха, Ос и С" - объемные секундные расходы «сухого» и «мокрого» потоков воздуха, - массовый расход испарившейся жидкости, 1кМ и 1кс - температуры на выходе из «сухих» и «мокрых» каналов. В балансовом уравнении теплоемкость, плотность, теплопроводность и другие характеристики влажного воздуха в мокрых каналах принимаются осредненными.

Показатели эффективности косвенного охлаждения сходны с аналогичными для прямого. Это температурный коэффициент эффективности [55] отражающий глубину охлаждения:

Е1 =-—, (1.3.5)

^ " tnm

Он достигает своего максимального значения Е1=1 в случае равенства температур основного потока воздуха и вспомогательного потока на выходе из охладителя, при том что последний достигает состояния насыщения.

Существуют различные пути приближения Е1 к 1: на уровне структуры пластин и на уровне оптимизации геометрических параметров насадки.

С одной стороны на интенсивность процессов охлаждения основного потока воздуха в косвенных охладителях влияют не только капиллярные свойства материала пластин, но и поперечное термосопротивление, зависящее от толщины пластин и теплопроводности материала. Уменьшение термосопротивления возможно либо снижением толщины пластин, что, однако, ведет к понижению прочности насадки и ослаблению фитильного эффекта, играющего важнейшую роль при нижнем орошении, либо использованием материалов с более высоким значением теплопроводности.

В известных охладителях испарительного типа используются пластины из мипласта и мипора [43], которые транспортируют воду и испаряют ее с капиллярно-пористой поверхности. Имея вполне удовлетворительные гигроскопические свойства, указанные материалы обладают низкой теплопроводностью коэффициент теплопроводности мипласта не более 0,3 Вт/(м-К ) и недостаточной механической прочностью, что создает существенные препятствия для косвенного охлаждения. Применение новых материалов, имеющих капиллярно-пористую структуру и одновременно обладающих высокой теплопроводностью по сплошной части, дает возможность уменьшить поперечное термосопротивление, видоизменить характер испарения влаги из преимущественно поверхностного в объемно- поверхностный в сторону его интенсификации, увеличить жесткость и механическую прочность пластин, а также применять

вполне технологичный процесс завальцовования микропор со стороны сухого канала, используя пластичность материалов [ 56 ]. В качестве примера можно указать пористые алюминий, бронзу, титан и др.

Отметим, что при возможности выбора размера пор и пористости материала пластин для уменьшения габаритов испарительной насадки можно использовать известный эффект увеличения глубины зоны испарения [ 2, 57 и др.].

Вторым направлением, которое, впрочем, может сочетаться с первым, является попытка повысить эффективность работы охладителя через оптимизацию геометрических параметров и соотношения между основным и вспомогательным потоками. Это можно достичь выбором длины насадки в зависимости от сечения каналов. По сравнению с прямым охлаждением, когда длина насадки определяется моментом насыщения охлаждаемого потока, в данном случае интенсивность охлаждения связана, как уже отмечалось, с инерцией теплопередачи, скорость которой обусловлена термосопротивлением пластин испарительной насадки, а поэтому достижение основного потока воздуха температуры входного воздуха по мокрому термометру зависит от этого фактора.

Холодопроизводительность, как и прежде, характеризует способность нейтрализовать теплопоступления, но связана она с расходом основного потока воздуха, а поэтому холодопроизводительность вспомогательного потока теряется безвозвратно.

Наиболее эффективной модификацией косвенного охлаждения является предложенные B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерманом, М.Г. Зексером и др. [ 54, 58 и др. ] установки регенеративного принципа действия (РКВ). Идея принципа работы РКВ заключается в том, что часть охлажденного основного потока воздуха на выходе из воздухоохладителя разворачивается и направляется во вспомогательные каналы испарительной насадки. Двигаясь во встречном направлении, этот поток вбирает в себя пары жидкости, а вследствие теплопередачи через пластины отбирает тепло от ос-

новного потока воздуха. Нагреваясь при этом, он увеличивает свою влаго-емкость, и на выходе может достигнуть температуры входного воздуха.

У ь

о -5

-8-11с

^ВЫХ; ^ВЫХ

V IПЛ

+ + + 3

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы теплотехники», Шалиткина, Анна Николаевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

В заключении проанализируем результаты, полученные при решении поставленных в начале работы задач исследования. Их можно сформулировать в виде следующих общих выводов.

1. Воздухоохладители водоиспарительного типа обладают целым рядом положительных характеристик: они просты по конструкции и в эксплуатации, для их изготовления не нужны дефицитные материалы, они экологически безвредны, имеют низкую потребляемую мощность, саморегулируемы по эффективности охлаждения в зависимости от внешних условий. Это выделяет их из общего ряда холодопроизводящих установок для применения в средствах нормализации микроклимата рабочей зоны.

2. Результаты анализа балансовых уравнений различных принципов водоиспарительного охлаждения демонстрируют преимущество регенеративного принципа, при котором нижним пределом охлаждения является температура точки росы.

3. Процессы тепломассопереноса в каналах теплообменной насадки моделируются системой квазилинейных дифференциальных уравнений с частными производными параболического типа. Обоснована возможность применения более удобной для численной реализации одномерной модели, представляющей собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, включающую коэффициенты тепло и массоотдачи. Адекватность моделей подтверждается экспериментами, проведенными на опытных образцах водоиспарительных охладителей.

4. Численная реализация моделей позволила выявить зависимости эффективности работы охладителей от различных факторов, к которым относятся как заданные температурно-влажностные характеристики обрабатываемого воздуха, так и основные конструктивные характеристики охладителей. Эти зависимости показывают , что внутренние геометрические размеры теплообменной насадки и величины расходов являются управляемыми параметрами, оптимизация которых ведет к повышению эффективности работы охладителей.

5. Построенная на основе аппроксимации справочных данных математическая модель аэродинамических сопротивлений воздуховодного тракта охладителя позволяет определить зависимость расходных характеристик от геометрических параметров при фиксированном вентиляторном блоке. Эта модель представляет собой систему нелинейных алгебраических уравнений.

6. Для определения оптимальных геометрических параметров и зависимых от них расходных характеристик предложены итерационный алгоритм совместного решения моделей тепломассопереноса и аэродинамических сопротивлений и реализующий его программный комплекс.

7. Доказано, что определенные в процессе такого алгоритма оптимизации геометрические параметры обеспечивают максимальное значение холодопроизводительности, возможное при данном вентиляторном блоке и внешних габаритах охладителя, что подтверждает высказанную в начале работы научную гипотезу.

8. Подтверждается, что проведенный на основе совместного решения моделей тепломассопереноса и аэродинамических сопротивлений выбор оптимальных геометрических параметров воздухоохладителей водоиспарительного типа позволяет повысить эффективность их работы, что является одним из путей достижения поставленной цели.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шалиткина, Анна Николаевна, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990,- 367с.

2. Лыков A.B. Тепломассообмен. Справочник. - М.: Энергия, 1978.-480с.

3. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. -М.;Л.: Энергоиздат, 1981.-416с.

4. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1980,- 469с.

5. Техническая термодинамика: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ В.И. Кругов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др.; Под ред. В.И. Крутова .- М.: Высшая школа, 1991.-3 84с.

6. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах,- М.: Энергия, 1967,- 411с.

7. Дэннис Д., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений.- М.: Мир, 1988,- 440с.

8. Шацкий В.П. Методы выбора параметров воздухоохладителей во-доиспарительного типа для нормализации температурно- влажностных режимов в кабинах мобильных сельскохозяйственных машин.: Автореф. дис. ... док.техн.наук. - Воронеж, 1994.- 35 с.

9. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей,- М.:Наука, 1972.-420с.

Ю.Берд Р., Стьюарт В., Лайтюут Е. Явление переноса: Пер.с англ.- М.: Химия, 1974,-486с.

11. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник/ Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР Григорьева В.А., Зорина В.М.-М.:Энергоатомиздат, 1988,- 560с. ( Теплоэнергетика и теплотехника; кн. 2)

12.Ривкин С.Л., Кремневская Е.А. Уравнения состояния воды и водяного пара для машинных расчетов процессов и оборудования электростанций // Теплопередача,- 1977,- №3,- С.69-73.

13.Воронец Д., Козич Д. Влажный воздух. Термодинамические свойства и применение. - М.: Энергоатомиздат, 1984,- 135с.

Н.Новожилов Т.Н., Ломов О.П. Гигиеническая оценка микроклимата,-Л.: Медицина, 1987.-1 Юс.

15.Михайлов В.А. Системы кондиционирования воздуха с увлажненными насадками для кабин сельскохозяйственных тракторов // Тракторы и сельхозмашины.- 1985,-№12.- С. 15-18.

16.Синицына Е.Л., Вострухина Л.Н., Олешкевич Л.А. Микроклимат производств с источниками массивного выделения влаги и тепловое состояние работающих // Науч. тр./ Моск. НИИ Гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана. - 1980.-С.107-114.

П.Малышева А.Е. Физиолого-гигиенические обоснования метереоло-гических условий, обеспечивающих тепловой комфорт // Кондиционирование воздуха в жилых и общественных зданиях. - М.: Стройиздат, 1964. -С.4-16.

18.Konig W. Heisse ware Autoheizunder : wie sie arbeiten und was sie leisten // Aunj, Vjnjr und Sport. - 1979. - #5.

19.Юрина О.H., Перецвайг И.M. Определение холодильной мощности кондиционера с использованием математической модели «кабина - окружающая среда» // Науч. тр./ НПО НАТИ,- М., 1986,- С.60-68.

20.Воронин Г. И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. - М.: Машиностроение, 1973,- 444с.

21.ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. - Введ. 01.01.89,- М.: Издательство стандартов, 1988.-75с.

22.СН и П 2.01.01-82. Строительные климатология и геофизика,- М.: Стойиздат, 1982,- 32с.

23.ГОСТ 12.2.019-86. Тракторы и машины самоходные сельскохозяйственные. Общие требования безопасности. - Введ. 01.07.87,- М.: Издательство стандартов, 1986,- 36с.

24.Сидоров Ю.П. Основы кондиционирования воздуха на предприятиях железнодорожного транспорта и в подвижном составе. - М.: Транспорт, 1984,- 208с.

25.Воронин Г.И. Конструирование машин и агрегатов систем кондиционирования. - М.: Машиностроение, 1978,- 544с.

26.Богословский В.Н., Кокорин О.Я., Петров JI.B. Кондиционирование воздуха и холодоснабжение .- М.: Стройиздат, 1985,- 367с.

27.Кокорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха. - М.: Машиностроение, 1971,-344с.

28.Канторович В.И., Гиль И.М. Устройство, монтаж и ремонт холодильных установок. -М.: Агропромиздат, 1985,- 320с.

29. Бражников A.M., Малова Н.Д. Кондиционирование воздуха на предприятиях мясной и молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1979.- 265с.

30.Крум Д., Роберте Б. Кондиционирование воздуха и вентиляция зданий: Пер. с англ./ Под ред. Карписа Е.Е. - М.: Стройиздат, 1980,- 400с.

31.Прохоров В.И., Илизаров А.И. Результаты испытаний экспериментальных охладителей // Кондиционеры, калориферы, вентиляторы. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1973,- Серия VI. - Вып.1 - С.20-26.

32.Кондиционеры для легковых и грузовых автомобилей / Малинин Е.А., Быков A.A., Москалева Т.Е., Малой Ю.В. // Холодильная техника,-1978,-№5,-С.58-60.

33.Прохоров В.И. Результаты технико- экономического сравнения трех систем кондиционирования воздуха для кабин тракторов // Кондиционеры, калориферы, вентиляторы. - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1971.-Вып.1(6).- С.22- 28.

34.Михайлов В.А., Надиров Ш.К., Супрун A.C. Пути улучшения микроклимата в кабинах трактора при работе в условиях Средней Азии // Тракторы и сельхозмашины,- 1991.- №10,- С.20-22.

35.Воздухоохладители для кабин хлопководческих тракторов / Михайлов В.А., Окладников Л.Г., Супрун A.C., Вальдман Г.С. // Тракторы и сельхозмашины,- 1990,- №7,- С.10-12.

36.Михайлов М.В., Гусева C.B. Микроклимат в кабинах мобильных машин. - М.: Машиностроение, 1977.-230с.

37.Маляренко Л.Г. О расчетных параметрах транспортного кондиционера// Тракторы и сельхозмашины.- 1975,- №1. - С.14-16.

38.Маляренко Л.Г., Семянникова М.Г. Расчет тепловой нагрузки на кабину с.-х. трактора // Тракторы и сельхозмашины,- 1976.-№7,- С.10-11.

39.Михайлов М.В. Расчет теплопоступлений в кабину через прозрачные ограждения// Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1975.-№10,- С.38-42.

40. Колин Ю.Н. Методика расчета термодинамически оптимального режима работы тракторного кондиционера с воздушной холодильной машиной// Тракторы и сельхозмашины,- 1980,- №11.-С. 16-17.

41. К вопросу применения термоэлектрического кондиционера в кабинах тракторов и сельхозмашин/ Арефьев В.А., Теняков В.Л., Захаров А.Б., Демочкин Н.В.// Тракторы и сельхозмашины,- 1990.-№4.-С.12-14.

42.Edvards T.S. Compressor - expander having tilting vanes for use in air conditioning.- Official Gazette.-1975.-v.935.-№l.-P.71.

43.Михайлов В.А. Орашаемые насадки из мипласта для испарительных воздухоохладителей кабин сельхозмашин // Тракторы и сельхозмашины,- 1986,- №6.- С. 16-19.

44.Глушков А.Ф. Воздухоохладитель испарительного типа // Вестник машиностроения,- 1978.-№7.-С.39-40.

45.Михайлов В.А. Усовершенствованный воздухоохладитель испарительного типа для кабин тракторов малой и средней мощности // Тракторы и сельхозмашины,- 1977,- №11.- С.9-10.

46.Унифицированный охладитель- отопитель Вт-400: Экспресс- ин-форм. / А.М.Блажко и др. // Тракторы, самоходные шасси и двигатели, агрегаты и узлы - М.: ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, 1981.- Вып. 19.

47.Воронин Г. И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. - М.: Машиностроение, 1973.- 444с.

48.Разработка унифицированного охладителя ВИТ-600 со встроенным отопителем для кабин пахотных тракторов/ Кальченко и др.// Тракторы и сельхозмашины,- 1986.-№9,- С.16-18.

49.Разгулов В.А. Испарительный кондиционер с доводчиком искусственного охлаждения // Калориферы, кондиционеры, вентиляторы,- М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1970,- Вып.2,- С.21-30.

50.Михайлов В.А. Оценка эффективности работы испарительного воздухоохладителя кабин пахотных тракторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1987,-№1,- С.26-29.

51 .Кондиционеры испарительного типа КТИ-0,5Э-01 для транспортных средств / Бялый Б.И., Набиулин Ф.А., Квят И.Д., Новожилов В.И. // Строительные и дорожные машины.-1986.-№10.-С.23-24.

52.Шацкий В.П. Расчет геометрических параметров испарительных насадок воздухоохладителей// Информационные технологии и системы в учебном процессе и НИР: Тезисы докл. конф,- Воронеж: ВГАУ, 1994,- С 24-30.

53.Шацкий В.П., Шалиткина А.Н. Особенности определения холодо-производительности водоиспарительных охладителей с учетом аэродинамических сопротивлениях в теплообменниках // Методы и средства научных исследовний процессов механизации сельского хозяйства,- Воронеж: ВГАУ,1996. - С.127-133.

54.Воздухоохладитель регенеративного косвенно-испарительного типа для кабины транспортного средства / Майсоценко В.С., Смышляев О.Е., Майорский А.Р., Налета А.П. // Холодильная техника.- 1987.-№2,- С.20-23.

55.Бялый Б.И., Степанов А.В., Яковленко А.А. Аппараты КИОВ с противоточным движением потоков воздуха // Строительные и дорожные машины.-1987.-№8.-С. 18-19.

56.Шацкий В.П., Журавец И.Б., Овсянникова В.Ф. Применение высокотеплопроводных пористых материалов в насадках водоиспарительных

охладителей // Воронеж, гос. аграрн. ун.-т,- Воронеж, 1991,- 15с.: ил. -Рус.-Деп. В ВНИИТЭИтракторсельхозмаш 12.08.91 №1243-тс91.

57.Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки.- М.;Л.: Гос-энергоиздат, 1956,-464с.

58.Майсоценко B.C. Тепломассообмен в регенеративных косвенно-испарительных воздухоохладителях // Известия вузов. Строительство и архитектура. - 1987,- №10,- С.91-96.

59.Шацкий В.П. Оценка эффективности работы охладителей кабин сельскохозяйственных машин // Тракторы и сельхозмашины,- 1994.- №8,-с.28-32.

60.Михайлов В.А.Пути повышения эффективности использования испарительного охлаждения воздуха в кабинах тракторов // Улучшение условий труда тракториста. - М.: ГОНТИ, 1980,- С. 3-9.

61.Шацкий В.П., Огарков Б.И. О закономерностях влагопоглощения древесных материалов// Известия вузов. Строительство и архитектура.-1988,- №4,- С.12-15.

62.Ржепишевский К.И., Дорошенко A.B., Ярмолович Ю.Р. Выбор рациональной конструкции косвенно-испарительных воздухоохладителей // Холодильная техника,- 1985,- №8,- С. 15-20.

63.Вистяк В.Б., Дорошенко A.B., Гайдай В.Г. Интенсификация тепломассообмена в поперечно-точных контактных аппаратах // Холодильная техника,- 1987,-№4,-С.34-38.

64.Разработка косвенно-испарительных воздухоохладителей для систем кондиционирования воздуха / Лавренченко Г.К., Дорошенко A.B., Демьяненко Ю.И., Ярмолович Ю.Р. // Холодильная техника,- 1988,- №10,-С.28-33.

65.Сикорская Е.М., Дорошенко A.B., Липа А.И. Интенсификация процессов тепломассопереноса в контактных воздухоохладителях и вентиляторных градирнях // Холодильная техника,- 1988.- №8.- С.28-33.

66.Михайлов В.А. Рациональные параметры средств нормализации микроклимата в кабинах // Тракторы и сельхозмашины.- 1997,- №6,- С.19-21.

67.Шацкий В.П. К вопросу о моделировании противоточных охладителей водоиспарительного типа // Понтрягинские чтения-5: Тезисы докл. конф. - Воронеж, 1994,- С. 153.

68.Шацкий В.П. К выбору параметров кондиционеров воздуха для ограниченных объемов// Известия вузов. Строительство и архитектура. -1995,- №3,- С.81-84.

69.Шацкий В.П. Математическое моделирование испарительных насадок охладителей воздуха // Информационные технологии и системы: Тезисы докл. конф. - Воронеж: ВГАУ, 1992,- С. 164.

70.Шацкий В.П. О выборе оптимальных параметров водоиспаритель-ных кондиционеров // Современные проблемы механики и математической физики: Тезисы докл. Всеросс. науч. конф. - Воронеж, 1994,- С. 109.

71.Шацкий В.П. О перераспределении потоков воздуха в водоиспари-тельных воздухоохладителях косвенного принципа действия // Водоснабжение и сантехника.- 1994,- №10,- С.21-25.

72.Шацкий В.П. О характеристиках косвенно-испарительных охладителей кабин мобильных машин // Тракторы и сельхозмашины,- 1994.-№11 .-С.24-30.

73.Шацкий В.П. Определение коэффициентов тепломассоотдачи в во-доиспарительных кондиционерах // Научные аспекты формирования интеллектуальной собственности специалистов АПК России: Тезисы докл. конф. - Воронеж: ВГАУ, 1993,- С.147-148.

74.Шацкий В.П., Фатеев В.И. Математического моделирования процессов тепло-массопереноса в охладителях водоиспарительного типа // Достижения аграрной науки - Стабилизация сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. - Воронеж: ВГАУ, 1991.- С.119.

75.Шацкий В.П., Журавец И.Б., Галкин Е.А. Определение температур основного и вспомогательного потоков воздуха в косвенных охладителях // Тезисы докл. X Всесоюз. теплофизической школы. - Тамбов, 1990,- С. 101.

76.Чумак И.Г., Цимерман А.Б. О совершенствовании аппаратов косвенно-испарительного охлаждения воздуха // Холодильная техника.- 1985.-№9,- С.35-38.

77.Рациональная схема создания микроклимата в сельскохозяйственных помещениях / Чумак И.Г., Цимерман А.Б., Печерская И.М., Зексер М.Г. // Холодильная техника,- 1987,- №4,- С.20-24.

78.Цимерман А.Б., Майсоценко B.C., Печерская И.М. Косвенно-испарительный охладитель нового типа // Холодильная техника,- 1976,-№3,- С. 18-21.

79.Майсоценко B.C. Математическое моделирование процессов теп-ломассопереноса в воздухоохладителях регенеративного косвенно-испарительного типа // Холодильная техника,- 1987,- №1С.40-43.

80. Дорошенко A.B., Липа А.И. Испарительное охлаждение воды в аппаратах с плотными насадочными слоями // Холодильная техника.- 1981.-№3,- С.24-28.

81.Исаченко В.П., Взоров В.Р. Массоотдача при испарении воды из пористой стенки, омываемой воздухом // Теплоэнергетика,- 1961,- №3,-С.57-61.

82.Исаченко В.П., Взоров В.Р., Ветроградский В.А. Теплоотдача при испарении воды из пористой стенки, омываемой воздухом // Теплоэнергетика,- 1961,-№3,-С.57-61.

83.Михайлов В.А. Пути улучшения показателей испарительных воздухоохладителей для кабин универсально пропашных тракторов // Тракторы и сельхозмашины.- 1978.-№7.-С.7-9.

84.Поляев В.М., Харбин Э.В., Бочарова И.Н. Экспериментальные исследования испарительного пористого охлаждения // ТВТ,- 1975. - Т. 13,-№17,- С.216-218.

85.Михайлов В.А. Выбор производительности и оценка эффективности работы испарительных воздухоохладителей кабин тракторов и комбайнов // Тракторы и сельхозмашины,- 1981.-№¡2,- С.8-10.

86.Юдаев В.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. - М.: Высшая школа, 1988,- 479с.

87.Эккерт Э.Р., Дрейк P.M. Теория тепло- и массообмена,- М.; Л.: Госэнергоиздат, 1961.-412с.

88.Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям,-М.: Машиностроение, 1992,- 672с.

89.Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика.-М.: Стойиздат, 1987,- 414с.

90.Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления.- М.: Недра, 1982.-224с.

91. Гидравлические потери на участке взаимного влияния местных сопротивлений / Ефанов Л.Д., Левченко Ю.Д., Федотовский B.C., Щукин Н.М. // Теплоэнергетика,- 1997,- №3,- С.8-13.

92.Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции,- М.: Стойиздат, 1979.-295с.

93.Вентиляционные установки зерноперерабатывающих предприятий/ Под ред. Дзядзио A.M.- М.: Колос, 1974.-400с.

94.Каменев П.Н. Отопление и вентиляция. Часть 2, Вентиляция. -М.:Стройиздат, 1966.-480с.

95.Хохряков В.П., Козырев В.В. Вентиляция и обеспыливание воздуха в кабинах сельхозмашин // Тракторы и сельхозмашины,- 1990.-№7.-С.19-21.

96.Воздухоохладители для кабин хлопководческих тракторов / Михайлов В.А. Окладников Л.Г,Супрун А.С.,Вальдман Г.С.// Тракторы и сельхозмашины,- 1990,-№7,-С. 10-12.

97.А. с. 887278 СССР, Кл В 60 Н 3/00. Кондиционер для транспортного средства / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман, М.Г. Зексер (СССР)

№ 2837653/27-11; Заявлено 11.11.79; Опубл. 07.12.81, Бюл. № 45,- 6 е.: ил.

98. Антошкевич B.C., Звягинцев П.С. Эффективность конструкторских мероприятий, направленных на улучшение условий труда механизаторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1982.- №3,- С. 17-19.

99.Архипов Г.В., Архипов В.Г. Автоматизированные установки кондиционирования воздуха.- М.: Энергия, 1975,- 201 с.

100. А. с. 407519 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / А.Б. Циммерман, Р.Ш. Лейдинер, Я.3. Фаликсон (СССР). - №1788383/29-14; Заявлено 26.05.72 ; Опубл. 25.06.77, Бюл. № 23,- 4 е.: ил.

101. А. с. 484100 СССР, Кл В 60 Н 3/04. Охладитель воздуха / В. А.Михайлов (СССР) . - № 1955405/27-11; Заявлено 01.08.73; Опубл. 15.09.75, Бюл. № 34,- 4 е.: ил.

102. А. с. 679434 СССР, Кл В 60 Н 3/04. Охладитель воздуха / В.А. Михайлов, A.A. Фролов (СССР) .- № 2377471/27-11; Заявлено 09.02.78; Опубл. 15.08.79, Бюл. № 30,- 4 е.: ил.

103. А. с. 759801 СССР, Кл F 24 F 3/14. Охладитель воздуха / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман, М.Г. Зексер (СССР) .- № 2703774/23-06; Заявлено 25.12.78; Опубл. 07.01.81, Бюл. № 1,- 6 е.: ил.

104. А. с. 763159 СССР, Кл F 24 F 3/14. Кондиционер двухступенчатого испарительного охлаждения для транспортного средства / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман, М.Г. Зексер (СССР) .- № 2642414/21-11; Заявлено 10.07.78; Опубл. 15.09.80, Бюл. № 34,- 4 е.: ил

105. А. с. 765603, СССР, Кл F 24 F 3/14. Устройство для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / Вигуржинский В.Н., Таран В.А., Дорошенко A.B. (СССР).- № 2530799/29-06; Заявлено 10.10.77; Опубл. 23.09.80, Бюл. № 35,- 4 е.: ил.

106. А. с. 840593 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман,

М.Г. Зексер (СССР).- № 2747151/29-06; Заявлено 05.04.79; Опубл. 23.06.81, Бюл. № 23,- 4 е.: ил.

107. А. с. 840595 СССР, Кл F 24 F 3/14. Устройство для осушения воздуха / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман, М.Г. Зексер (СССР) .- № 2789513/29-06; Заявлено 02.07.79; Опубл. 23.06.81, Бюл. № 23,- 4 е.: ил.

108. А. с. 866349, СССР, Кл3 F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / Аюпов М.А., Бондаренко С.З., Бочаров В.Н. и др. (СССР) .- № 2846494/29-06; Заявлено 19.10.79; Опубл.

23.09.81, Бюл. № 35,- 4 е.: ил.

109. Хохряков В.П., Козырев В.В. Вентиляция и обеспыливание воздуха в кабинах сельхозмашин // Тракторы и сельхозмашины,- 1990.-№7.-С. 19-21.

110. А. с. 979796 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / B.C. Майсоценко, А.Б. Циммерман, М.Г. Зексер (СССР) .- № 2400064/29-06; Заявлено 17.08.76; Опубл.

07.12.82, Бюл. № 45,- 4 е.: ил.

111. А. с. 985607 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / А.Б. Циммерман (СССР) .- № 3323345/29-06; Заявлено 20.07.81; Опубл.ЗО.12.82, Бюл. № 48.- 4 е.; ил.

112. А. с. 1670298 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / В.Е.Писарев, В.Г.Педанов, Е.А. Кузнецова (СССР) .- № 4631439/29; Заявлено 04.01.89; Опубл. 15.08.91, Бюл. № 30,- 4 е.: ил.

113. А. с. 1686269 СССР, Кл F 24 F 3/14. Устройство для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / А.Н. Сомов, И.И. Детушев, A.B. Липявка (СССР). - № 4646508/29; Заявлено - 09.01.89; Опубл. 23.10.91, Бюл. № 39.-3 е.: ил.

114. А. с. 1688055 СССР, Кл F 24 F 3/14. Способ работы аппарата испарительного охлаждения воздуха / B.C. Майсоценко, Е.А. Коган, А.Р. Майорский (СССР).- № 4709976/29; Заявлено 18.04.79; Опубл. 30.10.91, Бюл. № 40.. 2 е.: ил.

115. А. с. 1721398 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / В.Е. Писарев, Е.А. Кузнецова (СССР).- № 4843002/29; Заявлено 26.06.90; Опубл. 23.03.92, Бюл. №11.3 е.: ил.

116. А. с. 1725029 СССР, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / Б.Н.Юрманов, С.М.Анисимов, А.А.Ермошкин (СССР) .- № 4823287/29; Заявлено 07.05.90; Опубл. 07.04.92, Бюл. № 13.-3 е.: ил.

117. А. с. 1735671 СССР, Кл F 24 F 3/14. Устройство для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / А.Б. Циммерман, М.С.Зексер, И.М.Печерская и др. (СССР) .- № 4482875/29; Заявлено 14.09.88; Опубл. 23.05.92, Бюл. № 19,-4 е.: ил.

118. Бялый Б.И., Набиулин Ф.А., Стефанов Е.В. Исследование процессов увлажнения воздуха в орошаемых насадках регулярной структуры // Холодильная техника.- 1975,- №12,- С. 34-37.

119. Кокорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха,- М.: Машиностроение, 1978,- 264 с.

120. Кокорин О.Я., Михайлов В.А. Применение кондиционера косвенно - испарительного охлаждения для кабин тракторов, комбайнов и строительно-дорожных машин // Водоснабжение и санитарная техника,-1973,- №11.- С. 17-19.

121. Майсоценко B.C. Системы кондиционирования воздуха для автомобилей// Автомобильная промышленность.- 1986,-№10,- С. 22-24.

122. Майсоценко B.C. Установки косвенно-испарительного принципа действия // Известия вузов. Строительство и архитектура.-1980,- №7,- С. 98-106.

123. Михайлов В.А. Выбор производительности и оценка эффективности работы испарительных воздухоохладителей кабин тракторов и комбайнов // Тракторы и сельхозмашины,- 1981,- №12,- С. 8-10.

124. Михайлов В.А. Испарительные насадки воздухоохладителей кабин тракторов// Тракторы и сельхозмашины,- 1984,- №3,- С. 12-15.

125. Михайлов В.А. Контактные аппараты испарительных воздухоохладителей кабин конструктивные особенности // Тракторы и сельхозмашины,- 1989,-№11 - С. 12-15.

126. Михайлов В.А. Нормирование параметров микроклимата в кабинах сельскохозяйственных тракторов: Экспресс-информ. // Тракторы. Тракторостроение. - М.: ЦНИИТЭИтракторсельскохозмаш, 1973,- Вып. 16.

127. Михайлов В.А. Обеспечение нормируемых параметров микроклимата в тракторных кабинах // Тракторы и сельхозмашины,- 1990.-№1,- С. 18-21.

128. Михайлов В.А. Орошаемые насадки из мипласта для испарительных воздухоохладителей кабин с.-х.тракторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1986,- №6,- С. 16-19.

129. Михайлов В.А. Особенности работы испарительных воздухоохладителей кабин тракторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1984,-№3,- С. 15-17.

130. Михайлов В.А. Оценка эффективности работы испарительного воздухоохладителя кабин пахотных тракторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1987,-№1.-С. 26-29.

131. Михайлов В.А. Системы кондиционирования воздуха с увлажненными насадками для кабин сельскохозяйственных тракторов // Тракторы и сельхозмашины,- 1985,- №12,- С. 15-18.

132. Михайлов В.А., Емяшева А.П., Кислов H.A. Отечественные и зарубежные изобретения по устройствам очистки воздуха, систем кондиционирования и вентиляции кабин самоходных машин. - М.: ЦНИИ-ТЭИтракторсельхозмаш, 1974,- 43 с.

133. Новый тип бытового кондиционера / Циммерман А.Б., Пекер Я.Д. , Зексер М.Г. Майсоценко B.C. и др. // Электротехника.- 1985.- №6,-С.26-27.

134. Развитие систем кондиционирования воздуха в кабинах самоходных машин / Михайлов В.А. и др.- М.: ЦНИИТЭИтракторселъхоз-маш. 1972.-48 с.

135. Унифицированный охладитель - отопитель ВТ-400: Экспресс-информ./ A.M. Блажко и др.// Тракторы, самоходные шасси и двигатели, агрегаты и узлы. - М.: ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш, 1981,- Вып. 19.

136. Шацкий В.П., Журавец И.Б., Галкин Е.А. О пластинах в воз-духоиспарительных охладителях воздуха // Тезисы докл. X Всесоюз. теп-лофизической школы. - Тамбов, 1990,- С. 106.

137. Шацкий В.П., Журавец И.Б., Овсянникова В.Ф.. Применение высокотеплопроводных пористых материалов в насадках водоиспаритель-ных охладителей // Воронеж, гос. аграрн. ун-т,- Воронеж, 1991,- 15 е.: ил.-Рус,- Деп. в ВНИИТЭИтракторсельхозмаш 12.08.91 № 1243-тс91.

138. Шацкий В.П., Журавец И.Б. Применение пористых металлов для испарительного охлаждения воздуха в кондиционерах // Достижения аграрной науки - Стабилизации сельскохозяйственного производства: Сб. науч. тр. - Воронеж: ВГАУ, 1991,- С. 120.

139. А. с. СССР, 924457, Кл F 24 F 3/14. Установка для косвенно-испарительного охлаждения воздуха / Войников Ф.Ф., Зексер М.Г., Майсоценко B.C., Циммерман А.Б. (СССР).- № 2986938/29-06; Заявлено 02.10.80; Опубл. 30.04.82, Бюл. №16. -4 е.: ил.

140. Глушков А.Ф. Воздухоохладитель испарительного типа // Вестник машиностроения,- 1978,- №7,- С. 39-40.