Анализ влияния геометрических характеристик дисковых насадок регенератора на эффективность работы газовой холодильной машины для вымораживания диоксида углерода

УДК 621.594

Анализ влияния геометрических характеристик дисковых насадок регенератора на эффективность работы газовой холодильной машины для вымораживания диоксида углерода

Канд. техн. наук М. М. ДАНИЛОВ1, Е. Е. ЛЯДОВА2, 1ге£таЛ@тай.т, 2elena.lyadova@inbox.ru Университет ИТМО

Проведено исследование по установлению оптимальных параметров дисковых насадок регенераторов для газовой холодильной машины. Выбраны параметры геометрических характеристик дисковых насадок для сравнения эффективности их применения. Проведена оценка влияния параметров рифленой ленты на удельную поверхность насадки, относительный свободный объем и эквивалентный диаметр насадки. Выполнен анализ влияния геометрических характеристик дисковых насадок на расчетные параметры регенераторов, из которых наиболее важными представляются гидравлическое сопротивление и длина насадки. Данная оценка дисковых насадок с различной геометрией рифленой ленты необходима для повышения эффективности процесса вымораживания диоксида углерода в турбодетандере газовой холодильной машины.

Ключевые слова: дисковая насадка, геометрические характеристики, удельная поверхность насадки, относительный свободный объем, гидравлическое сопротивление, газовая холодильная машина, вымораживание диоксида углерода.

Информация о статье:

Поступила в редакцию 28.01.2019, принята к печати 09.04.2019 DOI: 10.17586/1606-4313-2019-18-2-29-36 Язык статьи — русский Для цитирования:

Данилов М. М., Лядова Е. Е. Анализ влияния геометрических характеристик дисковых насадок регенератора на эффективность работы газовой холодильной машины для вымораживания диоксида углерода // Вестник Международной академии холода. 2019. № 2. С. 29-36.

Regenerator disk chequers: the influence of their geometric characteristics on the efficiency of gas refrigerating machine for carbon dioxide freezing out

Ph. D. M. M. DANILOV1, E. E. LYADOVA2

'refmach@mail.ru, 2elena.lyadova@inbox.ru

ITMO University

The article investigates optimum parameters of regenerator disk chequers for gas refrigerating machine. The parameters of disk chequer geometric characteristics providing their best efficency are selected. The influence ofgrooved belt parameters on specific surface of the chequer, as well as its relative void and equivalent diameter is evaluated. The influence of disk chequer geometric characteristics on the design parameters of regenerators is analyzed, the most important characteristics being the length of the chequer and its hydraulic resistance. The evaluation of the disk chequers with grooved belts of different geometry is aimed at providing the most effective carbon dioxide freezing out in turbo-expander ofgas refrigerating machine.

Keywords: disk chequer, geometric characteristics, specific surface of chequer, relative void, hydraulic resistance, gas refrigerating machine, carbon dioxide freezing out.

Article info:

Received 28/01/2019, accepted 09/04/2019 DOI: 10.17586/1606-4313-2019-18-2-29-36 Article in Russian For citation:

Danilov M. M., Lyadova E. E. Regenerator disk chequers: the influence of their geometric characteristics on the efficiency of gas refrigerating machine for carbon dioxide freezing out. VestnikMezhdunarodnoi akademii kholoda. 2019. No 1. p. 29-36.

Введение

Газовые холодильные машины, работающие по регенеративному циклу, дают возможность получить весьма низкую температуру, величина которой соответствует температуре насыщения (сублимации) диоксида углерода [1-4]. Если рабочим веществом газовой холодильной машины является газовая смесь, содержащая диоксид углерода, то при ее расширении в турбодетандере, часть диоксида углерода перейдет в твердое состояние в виде кристаллов [5-7].

Эффективность процесса вымораживания диоксида углерода (процесса кристаллообразования) зависит от степени расширения газового потока в турбодетандере, которая будет тем выше, чем больше будет давление перед турбодетандером и чем меньше будет давление на выходе из турбодетандера [8]. Прежде чем поступить в турбо-детандер, газовый поток охлаждается до температуры, близкой к температуре насыщения диоксида углерода, в парных регенераторах. Отсюда следует, что чем меньшее сопротивление создает насадка регенераторов, тем большее давление будет иметь газовая смесь, а это значит, что большая степень расширения будет способствовать повышению эффективности процесса вымораживания. С другой стороны, понижению давления за турбодетан-дером будет способствовать уменьшение противодавления, которое создает опять же насадка регенераторов, куда поступает газовый поток, выходящий из турбодетандера. Поэтому важно стремиться уменьшить сопротивление насадки регенераторов как по прямому потоку, поступающему к турбодетандеру, так и по обратному потоку, выходящему из турбодетандера.

Теплопередача в регенераторах, в отличие от теплообменников, осуществляется передачей тепла от газового потока к холодной насадке (в прямом потоке) с после-

дующей отдачей этого тепла от теплой насадки к холодному обратному газовому потоку. Поэтому для непрерывности процесса используются парные регенераторы, когда по одному регенератору идет прямой поток, а по второму — обратный поток. Через определенное время направление потоков меняется [9-11].

Целью данной работы является установление оптимальных параметров дисковых насадок регенераторов для газовой холодильной машины, обеспечивающих повышение эффективности процесса вымораживания диоксида углерода в турбодетандере.

Геометрические характеристики дисковых насадок

Насадка является главным элементом, определяющим эффективность работы регенератора. В качестве насадки в регенераторах газовых холодильных машин используются диски из намотанных на втулку двух алюминиевых рифленых лент. Гофры на ленте располагаются под углом 45° или 60°. При намотке, ленты складываются так, чтобы их гофры были наклонены в разные стороны.

Шаг рифления t зависит от модуля шестерен, между которыми прокатывается лента. Обычно используются шестерни с модулями 1,5; 1,25 и 1,0 [12, 13]. Это соответствует шагу рифления 4,71 мм; 3,92 мм и 3,14 мм. Соотношение между высотой рифа (гофра) и шагом рифления варьируется в пределах 0,3...0,5. Поэтому, для каждого шага рифления будет рассматриваться три различных значения высоты рифа к, а именно:

для /=4,71 мм — h= 1,4 мм, h= 1,9 мм, h=2,3 мм; для /=3,92 мм — h = 1,2 мм, h =1,6 мм, h=2,0 мм; для /=3,14 мм — h=0,9 мм, h = 1,2 мм, h = 1,6 мм. Кр о ме шаг а р иф ления и вы с о ты ри фа, к гее о метрическим характеристикам дисковых насадок относится

£ 0,91 0,89 0,87 0,85 0,83 0,81 0,79

0,0008 0,001 0,0012 0,0014 0,0016 0,0018 0,002 0,0022 0,0024

h

Рис. 1. Геометрические характеристики дисковых насадок с толщиной ленты 0,2 мм: 1 — tj=4,71 мм; 2 —12=3,92мм; 3 —13 = 3,14 мм FIg. 1. Geometric characteristics of disc: chequers with th e belt thickness of0.2 mm: 1 — t=4.71 mm; 2 — t2=3.92 mm; 3 — t3 = 3.14 mm

Таблица 1

Геометрические характеристики дисковых насадок

Table 1

Disc chequers geometric characteristics

№ п/п Обо- г =0,0002 м

Наименование значе- Варианты

ние 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Шаг рифления, м t 0,00471 0,00471 0,00471 0,00392 0,00392 0,00392 0,00314 0,00314 0,00314

2 Высота гофра, м h 0,0014 0,0019 0,0023 0,0012 0,0016 0,002 0,0009 0,0012 0,0016

3 Удельная поверхность, м2/м3 So 1331 1078 967 1553 1275 1127 2019 1640 1390

4 Относительный свободный объем 8 0,867 0,892 0,903 0,845 0,873 0,887 0,798 0,836 0,861

5 Эквивалентный диаметр, м d, 0,00261 0,00331 0,00374 0,00218 0,00274 0,00315 0,00158 0,00204 0,00248

г =0,0004 м

Варианты

10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 Шаг рифления, м t 0,00471 0,00471 0,00471 0,00392 0,00392 0,00392 0,00314 0,00314 0,00314

2 Высота гофра, м h 0,0014 0,0019 0,0023 0,0012 0,0016 0,002 0,0009 0,0012 0,0016

3 Удельная поверхность, м2/м3 So 1288 1036 927 1494 1217 1071 1936 1553 1306

4 Относительный свободный объем 8 0,742 0,793 0,815 0,701 0,757 0,786 0,613 0,689 0,739

5 Эквивалентный диаметр, м d, 0,00231 0,00306 0,00351 0,00188 0,00249 0,00293 0,00127 0,00178 0,00226

г =0,0005 м

Варианты

19 20 21 22 23 24 25 26 27

1 Шаг рифления, м t 0,00471 0,00471 0,00471 0,00392 0,00392 0,00392 0,00314 0,00314 0,00314

2 В ысота гофра, м h 0,0014 0,0019 0,0023 0,0012 0,0016 0,002 0,0009 0,0012 0,0016

3 Удельная поверхность, м2/м3 S0 12(59 50165 908 1469 1190 1045 1903 1515 1267

4 Относительный свободный объем 8 0,683 0,746 0,773 0,633 0,703 0,739 0,524 0,621 0,683

5 Эквивалентный диаметр d, 0,00215 0,0029)^1 0,0034 0,00172 0,00236 0,00283 0,00110 0,00164 0,00216

Рис. 2. Геометрические характеристики дисковых насадок с толщиной ленты 0,4 мм: 1 — tj=4,71 мм; 2 — t2=3,92мм; 3 — t3=3,11мм Fig. 2. Geometric characteristics of disc chequers with the belt thickness of0.4 mm: 1 — 11=1.71mm; 2 —t2 =3.922 mm; 3 — t3 = 3.14 mm

Рис. 3. Геометрические характеристики дисковых насадок с толщиной ленты 0,5 мм: 1 — tj= 4,71 мм; 2 — t2=3,92мм; 3 — tt=3,14мм Fig. 3. Geometric characteristics of disc ch equers -with the belt thickness of 0.5 mm: 1 — tj =4.71mm; 2 — t2=3.92 mm; 3 — t3 = 3.14 mm

толщина ленты 5, а также такие комплексные параметры как удельная поверхность насадки So, м2/м3; относительный свободный объем е и эквивалентный диаметр с1э, которые определяются по формулам:

h-5

— критерий Рейнольдса для прямого и обратного

= 3,32-

h  t  sin arctg

2

Что касается толщины 5, то обычно используется лента толщиной 0,2 мм; 0,4 мим или 0,5 мм.

Рассмотрим 27 вариантов возможных геометрических характеристик дисковых насадок (табл. 1). Зависимость величины комплексных параметров дисковых насадок от толщины ленты, шага рифления и высоты гофра представлены на рис. 1, 22 и 3.

Уменьшение толщины ленты ведет к увеличению всех комплексных параметров — Sо, е, Сь. С точки зрения компактности насадки, наибольшую удельную поверхность имеет лента толщиной 0,2 мм, шагом рифления 3,14 мм и высотой гофра 0,9 мм. Наименьшему сопротивлению насадки должна соответствовать лента с наибольшим свободным объемом, то есть лента толщиной 0,2 мм, шагом рифления 4,71 мм и высотой гофра 2,3 мм.

Влияние геометрических характеристик дисковых насадок на расчетные параметры регенератора

К числу расчетных параметров регенератора, непосредственно зависящих от геометрических характеристик дисковых насадок, относятся:

— скорость фильтрации прямого и обратного потоков №Пр и Го6р;

потоков Reпр и Reо6р;

— критерий Нуссельта для прямого и обратного потоков ]Чипр и №ц,бр;

— коэффициент теплоотдачи а;

— коэффициент теплопередачи К;

— длина насадки в регенераторе ¿н;

— гидравлическое сопротивление насадки регенератора по прямому обратному потоку Дрпр и Дробр.

Скорость фильтрации:

4G

W =

2 ' ppD2e

где О — массовый расход потока; р — плотно сть потока; С>р — диаметр регенератора. Критерий Рейнольдса:

Ж  dэ р

Re =

m

где д — динамический коэффициент вязкости потока. Критерий Нуссельта:

№=2,36  Не0761 — I dэ

где Ь — ширина лента после прокатывания;

7 05

т = 0,759 + ' 2 — геометрический коэффициент гофрированной ленты.

Коэффициент теплоотдачи:

№-1

' d2  Sn

m

где X — коэффициент теплопроводности потока. Длина насадки в регенераторе:

L =

4Qp

к-D2 - S„

K

генератора;

с — постоянная,

с = 1 -

2

П о

П+2

П — приведенная продолжительность периода пе-

2а-%1/2

реключения потоков, 11 ---—

П =

где Qp — тепловая нагрузка на регенератор по прямому потоку;

К=(а/2) пр — расчетный коэффициент теплопередачи регенератора;

Пр= 1 -(Т1-Т4)/ (^-Т2) — теоретический КПД регенератора;

ДГср=0,5 [(Т1-Т4)+(Т2-Т3)] — средняя разность температур на концах регенератора;

Иср=(с/6) [ (Т1-Т4)+(Т2-Т3)] — средняя высота температурной петли «гистерезиса»;

Т1 — температура прямого потока на входе в регенератор;

Т2— температура прямого потока на выходе из регенератора;

Т3—температура обратного потока на входе в регенератор;

Т4— температура обратного потока на выходе из ре-

^'Рал'сал

т1/2 — время полуцикла (продолжительность движения прямого или обратного потока);

рал — плотность металла ленты (алюминия); сал — теплоемкость металла ленты (алюминия). Коэффициент гидросопротивления:

П5ц г , \0,51

К °,37+Ш'е

где 50=0,0004 м — базовая толщина ленты.

Гидравлическое сопротивление насадки регенератора:

Dp = Х

w2 Р-Lh-Z,

2d„

где С=2,6 — эмпирический коэффициент увеличения гидросопротивления насадки из-за выпадения влаги и инея.

Зависимость расчетных параметров регенераторов от геометрических характеристик дисковых насадок приведена в табл. 2 и на рис. 4-7. Исходные данные (расход, температура и т. д.) для определения расчетных параметров регенератора соответствуют результатам расчета регене-

Расчетные параметры регенератора Regenerator design parameters

Таблица 2

Table 2

№ п/п Наименование Обозначение Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 Скорость фильтрации прямого потока, м/с 1,156 1,124 1,110 1,187 1,149 1,130 1,256 1,199 1,164

2 Скорость фильтрации обратного потока, м/с ^ 2,362 2,295 2,267 2,425 2,347 2,308 2,566 2,450 2,379

3 Число Рейнольдса для прямого протока ReпP 684 845 942 587 714 808 451 555 655

4 Число Рейнольдса для обратного протока Кеобр 678 838 934 581 708 801 447 551 650

5 Критерий Нуссельта для прямого и обратного потоков (практически одинаковы) №„р=№обр 26,2 38,5 46,8 19,7 28,4 35,5 12,0 17,8 24,2

6 Коэффициент теплоотдачи а 57,43 64,50 68,64 53,03 58,76 62,89 46,93 51,62 56,12

7 Расчетный КПД регенератора К 28,02 31,47 33,49 25,87 28,67 30,69 22,90 25,19 27,38

8 Длина насадки в регенераторе, м А. 3,305 3,653 3,835 3,055 3,375 3,578 2,638 2,968 3,234

9 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по прямому потоку, кПа ДРпр 2,47 1,95 1,74 2,97 2,35 2,05 4,17 3,18 2,60

10 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по обратному потоку, кПа ДРобр 4,94 3,90 3,47 5,94 4,70 4,09 8,33 6,35 5,20

№ п/п Наименование Обозначение Варианты

10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 Скорость фильтрации прямого потока, м/с ^„р 1,351 1,265 1,231 1,430 1,325 1,276 1,636 1,454 1,357

2 Скорость фильтрации обратного потока, м/с 2,759 2,583 2,514 2,921 2,707 2,607 3,342 2,970 2,772

3 Число Рейнольдса для прямого протока 707 879 982 610 749 850 471 587 698

4 Число Рейнольдса для обратного протока Кеобр 701 872 974 604 742 843 466 582 691

5 Критерий Нуссельта для прямого и обратного потоков (практически одинаковы) №Пр=№обр 24,0 36,9 45,6 17,7 26,9 34,5 10,0 16,3 23,3

6 Коэффициент теплоотдачи а 69,29 75,18 78,89 66,42 70,65 74,14 64,03 65,84 68,99

7 Расчетный КПД регенератора К 33,81 36,68 38,49 32,41 34,47 36,18 31,24 32,12 33,66

8 Длина насадки в регенераторе, м Ан 2,755 3,173 3,387 2,472 2,865 3,108 1,975 2,399 2,729

9 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по прямому потоку, кПа ДРпр 3,83 2,90 2,55 4,71 3,55 3,03 7,09 4,99 3,90

10 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по обратному потоку, кПа ДРобр 7,65 5,80 5,09 9,41 7,10 6,04 14,17 9,96 7,79

Продолжение таблицы 2

№ п/п Наименование Обозначение Варианты

19 20 21 22 23 24 25 26 21

1 Скорость фильтрации прямого потока, м/с Wnp 1,469 1,344 1,291 1,584 1,421 1,351 1,913 1,614 1,461

2 Скорость фильтрации обратного потока, м/с W06p 3,000 2,146 2,650 3,231 2,915 2,113 3,901 3,296 2,991

3 Число Рейнольдса для прямого протока Renp 118 896 1003 620 166 812 419 601 119

4 Число Рейнольдса для обратного протока Re 111 888 994 615 159 864 414 596 113

5 Критерий Нуссельта для прямого и обратного потоков (практически одинаковы) NUnP=Nuo6p 22,1 36,0 45,0 16,5 26,0 34,0 8,9 15,4 22,8

6 Коэффициент теплоотдачи a 16,54 81,29 84,63 14,91 11,66 80,56 16,52 14,83 16,51

1 Расчетный КПД регенератора K 31,35 39,66 41,29 36,58 31,89 39,30 31,33 36,51 31,36

8 Длина насадки в регенераторе, м Lh 2,513 2,965 3,195 2,214 2,645 2,909 1,616 2,151 2,511

9 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по прямому потоку, кПа АРпр 4,54 3,35 2,91 5,68 4,14 3,48 9,00 5,96 4,53

10 Гидравлическое сопротивление насадки регенератора по обратному потоку, кПа АРобр 9,01 6,10 5,82 11,33 8,21 6,94 11,98 11,91 9,04

Ар

18

16 14 12 10 8 6 4 2 0

Рис. 4. Зависимость гидравлического сопротивления дисковой насадки от относительного овободного объемш и толщины ленты: 1 — Арпрпри Sj = 0,0002m; 2 — Аробрпри §¡=0,0002м; 3 — Арпр при 8р0,00041 м; 4 — Аробр при S2=0,0004 м; 5 — Арпр при 83 = 0,0005) м; 6—Аробр при S3=0,0005 м Fig. 4. Thp dependence of disc chpqupr hydraulic resistance on relative void and belt thickness: 1 — Арпр by S1 = 0.0002 m; 2 — Apo6pby 8, = 0.0002 m; 3 — Арпрby 82=0.0004 m; 4 — Аробрby 82=0.0004 m; 5 — Арпрby 83=0.0005 m; 6—Арб by 83=0.0005 m

LH 4

Рис. 5. Зависимость длины насадки от относительного свободного объема и толщины ленты: 1 — 8, =0,0002м 2 — 82=0,0m04м; 3 — 83=0,0005м Fig. 5. The dependence of chequer length on relative void and belt thickness: 1 — 8р0.0002 m; 2 — 82 = 0.0004 m; 3 — 8р0.0005 m

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

1,5

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

К 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22

3

2

1

К 42

3

n

1

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 So

22

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

Рис. 6. Зависимость коэффициента теплопередачи дисковой насадки от удельной поверхности и толщины ленты: 1 — 8, =0,0002м; 2 — 8р0,0004м; 3 — 8р0,0005м Fig. 6. The dependence of disk chequer heat-transfer coefficient on specific surface and belt thickness: 1 — 8, =0.0002 m; 2 — 8=0.0004 m; 3 — 83=0.0005 m

Рис. 7. Зависимость коэффициента теплопередачи дисковой насадки от относительного свободного объема и толщины ленты:, — 8, =0,0002 м; 2 — 8р0,0004 м; 3 — 83=0,0005 м Fig. 7. The dependence of disk chequer heat-transfer coefficient on relative void and belt thickness: 1 — 8, =0.0002 m; 2 — 8p 0.0004 m; 3 — Sp 0.0005 m

ративной газовой холодильной машины, работающей в цикле с вымораживанием твердого диоксида углерода в процессе расширения в детандере [14]. Номера вариантов в табл. 2 соответствуют номерам вариантов табл. 1.

Выводы

В результате проведенного исследования, выявлено, что для комплектования газовой холодильной машины, используемой для вымораживания диоксида углерода, целесообразно выбирать регенераторы с дисковой насадкой, которая обеспечит наименьшее сопротивление движению потоков газовой смеси. Минимальные значения гидравлических сопротивлений по прямому и обратному потокам обеспечит дисковая насадка с толщиной ленты

0.2.мм и относительным свободным объемом 0,9. Этим значениям соответствует лента с шагом рифления 4,71 мм и высотой гофра 2,3 мм. Для обеспечения такой геометрии рифленой ленты необходимо прокатывать гладкую ленту через шестерни с модулем 1,5, а соотношение между высотой гофра и шагом рифления должно быть максимально возможным.

Использование такой дисковой насадки приведет к увеличению длины насадки и, следовательно, к увеличению габаритов регенераторов и всей газовой холодиль-

Литература

1. Порутчиков А. Ф., Крысанов К. С., Королёв И. А. Новые области применения регенеративных холодильно-газовых машин // Известия МГТУ «МАМИ». 2014. Т. 3. № 3 (21), С. 58-62.

2. Кузнецов В. В. Теоретический анализ термогазодинамических параметров газовых холодильных машин на температурный уровень 150-250К / Дис.... канд. техн. наук. Харьков, 2014. С. 24-37.

3. Цой А. П., Ким И. А. Холодильная техника и технология потребителей холода. Алматы, 2012. 510 с.

4. Feliu J. A., Manzulli M., Aids M. A Determination of Dry-Ice Formation during the Depressurization of a CO2 Re-Injection System. CETCCUS, 2017.

5. Данилов М. М., Смирнов А. С. Основные особенности образования твердой фазы диоксида углерода // Вестник Международной академии холода. 2014. № 2. С. 37-40.

6. Данилов М. М., Медведев К. А. Оценка возможности использования выхлопных газов автотранспорта для вымораживания сухого льда // Холодильная техника. 2016. № 6. С. 36-39.

7. Данилов М. М., Назарова А. С. Влияние параметров газовой смеси на величину образующихся кристаллов диоксида углерода // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование» 2016. № 4 (24). С. 1-5.

8. Порутчиков А. Ф. Разработка и анализ эффективности холодильных машин на диоксиде углерода, работающих на уровне температур -80 до -120 °С. Дис. ... канд. техн. наук. М., 2017. 95 с.

9. Ануров С. А. Криогенные технологии разделения газов. М.: АР-Консалт, 2017. 233 с.

10. Антонов А. Н, Архаров А. М, Архаров И. А. Машины низкотемпературной техники. Криогенные машины и инструменты. Учебник для вузов. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015. 536 с.

11. Иванов А. Н., Белоусов В. Н., Смородин С. Н. Теплообменное оборудование промпредприятии: учебное пособие. СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2016. 184 с.

ной машины. Но увеличение капитальных затрат окупается повышением эффективности вымораживания диоксида углерода вследствие увеличения степени расширения газовой смеси в турбодетандере газовой холодильной машины.

Что касается процесса теплообмена, то его интенсивность возрастает с повышением относительного свободного объема и уменьшением удельной поверхности насадки, причем наибольшие значения коэффициента теплопередачи можно получить при использовании более толстой ленты (толщиной 0,5 мм). Это объясняется тем, что коэффициент теплопередачи повышается с уменьшением удельной поверхности и эквивалентного диаметра, а эти комплексные параметры будут тем ниже, чем толще лента. При уменьшении удельной поверхности в 2 раза коэффициент теплопередачи повышается в 1,5 раза, поэтому длина насадки, будучи обратно пропорциональна и удельной поверхности, и коэффициенту теплопередачи, при уменьшении удельной поверхности увеличивается, но в меньшей степени.

Получению конкретных результатов зависимости количества вымораживаемого диоксида углерода от геометрии используемых дисковых насадок будут направлены дальнейшие исследования по данной тематике.

References

1. Poruchikov A. F., Krysanov K. S., Korolev I. A. New applications of regenerative refrigerating gas machines. Izvestiya MGTU "MAMI". 2014, vol. 3, № 3

2. Kuznetsov V. V. the Theoretical analysis of the thermodynamic parameters of the gas refrigerating machine on a temperature level of 150-250 K. / Thesis PhD. Kharkiv, 2014. P. 24-37.

3. Tsoi A. P., Kim I. A. Refrigeration equipment and technology of consumers of cold. Almaty, 2012. 510 P.

4. Feliu J. A., Manzulli M., Aids M. A Determination of Dry-Ice Formation during the Depressurization of a CO2 Re-Injection System. CETCCUS, 2017.

5. Danilov M. M., Smirnov A. S. the Main features of the formation of the solid phase of carbon dioxide. Vestnik Mezhdunarodnoi akademii kholoda. 2014. No. 2. P. 37-40.

6. Danilov M. M., Medvedev K. A. Evaluation of the possibility of using vehicle exhaust gases for freezing dry ice. Kholodilnaia tekhnika. 2016. No. 6. Pp. 36-39.

7. Danilov, M. M., Nazarova A. S. Influence of parameters of gas mixtures on the size of the resulting crystals of carbon dioxide. Nauchnyi zhurnal NIUITMO. Seriia: Kholodilnaia tekhnika i konditsionirovanie. 2016. № 4

8. Poruchikov A. F. Development and analysis of the effectiveness of refrigeration carbon dioxide, operating at temperatures of -80 to -120 °C. Thesis PhD. Moscow. 2017. 95 p.

9. Anurov S. A. Cryogenic technologies of gas separation. Moscow, AR-consult, 2017. 233 c.

10. Antonov A. N., Arkharov A. M., Arkharov I. A.: Machine low-temperature equipment. Cryogenic machines and tools. Textbook for universities. Moscow: MGTU im. N. E. Bauman, 2015. 536 p.

11. Ivanov A. N., Belousov V. N., Smorodin S. N. Heat exchange equipment of industrial enterprise: tutorial. SPb.: VSTA SPBGUTD, 2016. 184 p.

12. Кислород. Справочник. Ч. 1 / Под ред. Д. Л. Глизманенко. М.: Металлургия, 1967. 422 с.

13. Архаров А. М, Беляков В. П., Микулин Е. И. и др. Криогенные системы. М.: Машиностроение, 1987. 536 с.

14. Тимофеевский Л. С., Пекарев В. И., Бухарин Н. Н. и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин, тепловых насосов и термотрансформаторов. Ч. 1. Расчет циклов, термодинамических и теплофизических свойств рабочих веществ: Учеб. пособие / Под ред. Л. С. Тимофеев-ского. СПб.: СпбГУНиПТ, 2006. 260 с.

Сведения об авторах

Данилов Михаил Михайлович

к. т. н., доцент факультета низкотемпературной энергетики Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, refmach@mail.ru

Лядова Елена Евгеньевна

магистрант, инженер факультета низкотемпературной энергетики Университета ИТМО, 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, elena.lyadova@inbox.ru

12. Oxygen. Handbook. Part 1 / ed. by D. L. Glizmanenko. Moscow. Metallurgy, 1967. 422 P.

13. Arkharov A. M., Belyakov, V. P., Mikulin E. I., etc. Cryogenic system. Mscow. Mechanical Engineering, 1987. 536 p.

14. Timofeevsky L. S., Pekarev V. I., Bukharin N. N. etc. Thermal design calculations of refrigeration machines, heat pumps and ther-motransformers. Part 1. Calculation of cycles, thermodynamic and thermophysical properties of working substances: Textbook / Under the editorship of S. L. Timofeevskiy. SPb, 2006. 260 P.

Information about authors Danilov Mikhail Mikhailovich

Ph. D., Associate professor of Faculty of Cryogenic Engineering of ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, refmach@mail.ru

Lyadova Elena Evgenievna

Undergraduate, engineer of Faculty of Cryogenic Engineering of ITMO University, 191002, Russia, St. Petersburg, Lomonosov str., 9, elena.lyadova@inbox.ru

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ УНИВЕРСИТЕТ ИТМО МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ ХОЛОДА

УНИВЕРСИТЕТ ИТМО

Приглашают принять участие в работе IX международной научно-технической конференции

«Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке»

13-15 ноября 2019 г.

Конференция проводится на базе мегафакультета биотехнологий и низкотемпературных систем Университета ИТМО по адресу: 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ КОНФЕРЕНЦИИ:

> Низкотемпературная техника и системы низкопотенциальной энергетики;

> Надежность материалов оборудования биотехнологий и низкотемпературных систем;

> Автоматизация процессов и производств; ^ Криогенная техника и технологии

сжиженного природного газа (СПГ);

> Техника и процессы пищевых производств;

> Системы кондиционирования и жизнеобеспечения;

^ Теплофизика и теоретическая тепло- и хладотехника;

> Пищевые и биотехнологии;

> Промышленная экология и техносферная безопасность;

> Экономика и управление производством;

> Инновации цифровой экономики.

Телефон для справок: (812) 607-04-53 Платунова Яна Яковлевна, Быкова Тамара Николаевна Е-шай: rft21@corp.ifmo.ru Подробная информация на сайте:

www.rft21.ifmo.ru