Аналитический метод расчета теплоэнергетических характеристик компрессора герметичного агрегата бытового холодильного прибора

закреплена. Поэтому радиус кольца определяет точку перегиба нити (рис. 4), которая, как правило, не совпадает с точкой, имеющей у тах .

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10

0,104 0,208 0,312 0,416 0,520 0,624 0,728 0,832 0,936 1,042

Рис. 4. Кривая изменения аэродинамической силы

Направление изгиба нити на поверхности баллона относительно его образующей определяется движением бегунка. Полная длина Ь нити в баллоне равна

5 (х=1) .-

Ь = | V1+(я5)2^ ,

0

и практически соответствует длине кривой изменения аэродинамической силы на рис. 4, выраженной в безразмерных единицах.

Выводы

1. Показано, что центробежная, аэродинамическая силы, а также сила Кориолиса зависят от уравнения образующей баллона. Предложено эти силы определять в безразмерных единицах.

2. Аналитически определена пространственная форма баллонирующей нити, а также ее длина.

Литература

1. Barr A.E. A Descriptiv Account of Yern Tension and Ballon Shapes in Ring Spinning // J. of the textile Institute. 1958. № 2. P. 58 - 88.

2. Ушаков Е.И., Ушакова Н.Л. Определение адекватности двух решений уравнения плоского баллона в кольцепря-дении // Вестн. науч.-техн. общества. М., 2003. № 6. С. 20-27.

3. Каган В.М. Взаимодействие нити с рабочими органами текстильных машин. М., 1984.

4. Павлов Г.Г. Аэродинамика технологических процессов и оборудования текстильной промышленности. М., 1975.

5. Минаков А.П. О форме баллона и натяжении нити в крутильных машинах // Изв. Моск. текстильного ин-та. 1929. Т. 2.

Точка перегиба

«

t? 2 — ^ 3 л ю й К о \

ю \

и

/

/

/

Q

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты 10 ноября 2006 г.

УДК 621.57

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПРЕССОРА ГЕРМЕТИЧНОГО АГРЕГАТА БЫТОВОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ПРИБОРА

© 2007 г. Н.Н. Тропина, А.В. Сухарников, Г.М. Блатман, В.В. Левкин

Расчет цикличной работы холодильного агрегата основывается на следующих упрощающих предположениях: температура воздуха в холодильной камере (в охлаждаемом объекте) ^ постоянна; температуры кипения при пуске ^ и остановке компрессора /2 заданы; известна равновесная температура кипения /0рв при установившемся тепловом состоянии; известны к^и испарителя, его водяной эквивалент (В);

температура металлических и других частей испарителя равна температуре хладона; количество жидкого хладона в испарителе неизменно; колебания температуры конденсации не влияют на процессы в испарителе.

Основными выходными теплоэнергетическими характеристиками герметичного компрессора со встроенным электродвигателем являются холодопро-изводительность, потребляемая мощность и удельная холодопроизводительность. Результаты испытаний десятков компрессоров типа ХКВ показали, что их холодопроизводительность может быть представлена в виде

0 0 = ае »или 0 0 = 10 а Г 0 в,

где а и в - константы; /0 - температура кипения рабочего тела, К; е - основание натурального логарифма.

Зависимость потребляемой мощности от режима работы компрессора носит линейный характер

^э = с^ - d,

где с и d - постоянные.

Погрешность определения холодопроизводитель-ности и потребляемой мощности (из выражений (1) и (2)) не превышает 2 %.

Минимальная температура кипения определяется из уравнения теплового баланса испарителя

(4б - t0min) " Gаi q0 и 1" ^Gicidt0~Bdt0-.

где Ga - производительность компрессора в конкретном режиме, кг/с.

. ) рt об - G аiq 0и1

0 min

(F),

Но еще до того, когда температура кипения достигнет заданного нижнего предела Т2 > Т^щ, компрессор будет остановлен двухпозиционным регулятором (терморегулятором). При этом

t0

G а, q С

10а

Величина времени работы

d _ В

d т р =-

г dt 0

(kFи ) р ['об - р - Gaq 0и1

где В - водяной эквивалент испарителя.

Общую длительность рабочей части цикла (время работы компрессора) можно найти после интегрирования

В

Дт р =

(F)рtоб - (kFu)рЬ

Gaq 0и1

10а

"(t 2 - ti).

- Gaq 0

Количество холода, создаваемого бытовым холодильным прибором за цикл, находим также после интегрирования:

=10 2 -

Зависимость температуры кипения от времени работы компрессора можно найти из уравнения [1].

-т/г

' 0 р = 10шт + е Р (t 2 - t\),

где Тр - постоянная времени в рабочую часть цикла;

t0 =

В

р ) р + а

где а - постоянная.

Длительность нерабочей части цикла определяем из уравнения теплового баланса испарителя. За время d т нр приток тепла к испарителю

dQнр = ^нр

Произведение коэффициента теплопередачи испарителя k на площадь теплопередающей поверхности F во время рабочей и нерабочей части цикла обычно имеет различные значения.

Тепло dQнр расходуется на повышение температуры холодильного агента и температуры металла испарителя dQ др = 0. Отсюда

В dt 0 d т и. =--0-.

45 ^) нр

В нерабочей части цикла температура кипения стремится к предельному значению, равному температуре объекта Тоб. Но при заданном верхнем пределе Т\ < Тоб компрессор снова будет включен терморегулятором.

Зависимость температуры кипения от времени в нерабочей части цикла находим из уравнения (4); после интегрирования

10 нр = t об - 6

(tоб - 10):

где 'нр - постоянная времени в нерабочую часть цикла, ' нр = В/ (^) нр .

Длительность нерабочей части цикла, при которой температура кипения повышается от Т2 до Т\, из уравнения

ДТ 45 =

.in

t об - 11

и / нр

Это уравнение получено в предположении, что температура холодильного агента повышается во всем интервале температур от '2 до '1 только за счет тепло-притока от охлаждаемого объекта. Но после остановки компрессора в результате притока жидкости температура кипения возрастает, затем некоторое время остается почти постоянной (пока не повысится температура металла испарителя) и после этого начинает медленно подниматься за счет тепла, отводимого от охлаждаемого объекта.

В этом случае следует различать температуру Т2, при которой компрессор останавливается за счет отвода тепла из камеры. Уравнение (5) для этого случая можно записать в виде

ДТ

нр

.in

tоб - t1

Протекание процессов в нерабочей части цикла изменяется и в случае оттаивания инея после каждой остановки. Длительность каждого цикла возрастает на время таяния инея.

Характеристики цикла легко определить из предыдущего.

Средняя холодопроизводительность, т.е. количество тепла, отводимого в единицу времени от охлаждаемого объекта,

Q

Ат р +Ат нр

где Д т р - время работы холодильного агрегата; Д т нр -время простоя.

Она должна быть равна тепловой нагрузке установки 0.

Коэффициент рабочего времени компрессора

* = Ат , Дт р +Ат нр

где Д т -время цикла.

С увеличением тепловой нагрузки 0 коэффициент рабочего времени возрастает. В установках с двумя компрессорами при этом наступает такой момент, когда производительность одного компрессора становится равной тепловой нагрузке испарителя, температура ¿отп, входящая в уравнение (3), достигает значения ¿2, и компрессор перестает работать циклично.

При дальнейшем увеличении нагрузки температура кипения будет возрастать и соответственно увеличится производительность компрессора. Когда температура достигнет верхнего заданного предела, будет пущен в ход второй компрессор.

Общий расход электроэнергии за цикл т 2

АWэ = | Шт р .

Интегрируя так же, как при определении AQ, най-

дем

AW3 = J (сТ0 - d)dтр ; AW3 = (сТ0 - d)(т 2 -т 1).

Средняя потребляемая мощность

AN э

N =-э-

СР Ат p +Ат ир

Холодильный коэффициент цикла

е ср = Q 0ср /N ср ;

10 fl b

8 ср =

Ga4 С

10 '

(т 2 -Т l).

Литература

1. Якобсон В.Б. Малые холодильные машины. М., 1977.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса, г. Шахты 10 ноября 2006 г.

УДК 687.023

ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ НА FILL POWER КУРИНОГО ПЕРА

© 2007 г. И.Ю. Бринк, Т.Н. Соприкина, Ю.Е. Чертов

К важнейшим физико-механическим свойствам пера относятся его длина и масса, упругость, плотность, теплозащитные свойства, сопротивление к сваливанию, водоотталкивающая способность и плотность. Куриное перо имеет более грубый ломкий стержень, характеризуется малой упругостью и меньшей легкостью по сравнению с гусиным и утиным пером [1].

Согласно ГОСТу [2], изделия вырабатывают: пуховые, полупуховые и перовые; мешки спальные и изделия 3-й группы - пуховые. При этом куриное перо находит применение в постельных принадлежностях и не рекомендуется для изготовления верхней одежды и декоративных изделий. Куриное перо используется в смеси с пером водоплавающей птицы только в перовых изделиях второй категории, а как самостоятельный наполнитель только в изделиях третьей категории.

В связи с уменьшением поголовья водоплавающей птицы встает вопрос о широком использовании куриного пера в качестве утеплителя и наполнителя в одежде, одеялах, спальных мешках низкого и средне-

го ценового уровня. При этом целесообразно улучшить его качественные характеристики.

Для оценки качества перо-пухового сырья производители стран Западной Европы и США используют Европейский Стандарт Качества DIN EN 12934 European Standard. Обязательным является использование показателя «FILL POWER» (F.P.), что в переводе означает «наполняемость». FILL POWER характеризует упругость материала, его способность восстанавливать в той или иной степени объем и форму после приложенного к нему деформирующего усилия.

Для повышения качества куриного пера нашли применение механическая и химическая модификации.

Сущность химической модификации заключается в соединения пера с текстильными волокнами при помощи адгезива. Для этого используют натуральные волокна (хлопок, пеньку, шерсть, шелк). В качестве адгезива для соединения в точках пересечения перьев и натуральных волокон применяют природную смолу, полиуретан, полиакрилат, полиэтилацетат, полихлорвинил, акриловую эмульсию.