Використання ентропійних методів в аналізі реальної холодильної машини

The aim of the research is the thermodynamic analysis of a real refrigerating machine with solid fouling on the heat­exchange surface of an air­cooled condenser with the help of entropy methods such as: the entropy­cycle method, the entropy­statistical method and the entropy generation minimization method. The experimental data of the refrigerating machine with solid fouling in the form of dust on the external surface of the air­cooled condenser was used for the thermodynamic analysis.The influence of irreversible losses in separate elements of the refrigerating machine caused by the presence of external solid fouling on the external heat exchange surface of the air­cooled condenser was determined according to the entropy­cycle and entropy­statistical methods. The entropy­cycle method has estimated the absolute value of energy losses in each element. The entropy­statistical method was used to determine the excessive consumption of work in the real cycle in comparison with the theoretical compression process in the compressor.The irreversible losses associated with aerodynamics and heat transfer during air motion through a finned surface in an air­cooled heat exchanger were estimated by using the entropy generation minimization theory. The influence of growing fouling on the thermal and mechanical components of the total entropy generation in the heat exchanger was determined. In addition, the fouling mass that determines the time of its cleaning was defined.Application of entropy methods for analyzing the real refrigerating machine at the design stage allows minimizing irreversible losses associated with operating conditions. Moreover, it allows predicting a maintenance schedule which contributes to energy saving
Направлением исследования является термодинамический анализ действительной холодильной машины при наличии осаждений на теплообменной поверхности воздушного конденсатора энтропийными методами, такими как: энтропийно-цикловой, энтропийно-статистический и метод минимизации производства энтропии. Для анализа использованы экспериментальные данные испытаний машины с твердыми осаждениями в виде пыли на наружной поверхности воздушного конденсатора.Энтропийно-цикловым и энтропийно-статистическим методами определено влияние необратимых потерь в отдельных элементах холодильной машины, вызванных наличием внешних осаждений на наружной теплообменной поверхности воздушного конденсатора. Энтропийно-цикловой метод оценил абсолютную величину энергетических потерь в каждом элементе. Энтропийно-статистическим методом определен перерасход работы в действительном цикле по сравнению с теоретическим процессом сжатия в компрессоре.При использовании теории минимизации производства энтропии оценены необратимые потери, связанные с аэродинамикой и теплопередачей при движении воздуха через ребристую поверхность в воздушном аппарате. Установлено влияние растущего осаждения на термическую и механическую составляющие общего производства энтропии в теплообменном аппарате, а также определена масса осаждения, определяющая момент его очистки.Применение энтропийных методов анализа реальной холодильной машины на стадии проектирования позволяет минимизировать необратимые потери, связанные с условиями эксплуатации, и прогнозировать график техобслуживания, что способствует энергосбережению
Напрямом дослідження є термодинамічний аналіз дійсної холодильної машини за наявності відкладів на теплообмінній поверхні повітряного конденсатора, що здійснюють ентропійними методами, а саме: ентропійно-цикловим, ентропійно-статистичним та методом мінімізації виробництва ентропії. Для аналізу використано експериментальні дані випробувань машини з твердими відкладами у вигляді пилу на зовнішній поверхні повітряного конденсатора.Ентропійно-цикловим і ентропійно-статистичними методами визначено вплив необоротних втрат в окремих елементах холодильної машини, викликаних наявністю відкладів на зовнішньої теплообмінної поверхні повітряного конденсатора. Ентропійно-цикловий метод оцінив абсолютну величину енергетичних втрат в кожному елементі. Ентропійно-статистичним методом визначено перевитрата роботи в дійсному циклі в порівнянні з теоретичним процесом стиснення в компресорі.За використанням теорії мінімізації виробництва ентропії оцінено необоротні втрати, пов’язані з аеродинамікою і теплопередаванням під час руху повітря через ребристу поверхню у повітряному апараті. Встановлено вплив зростаючих відкладів на термічний і механічний складові загального виробництва ентропії в теплообмінному апараті, а також визначено масу відкладів, що зумовлює момент його очищення.Застосування ентропійних методів для аналізу реальної холодильної машини на стадії проектування дає змогу мінімізувати необоротні втрати, пов’язані з умовами експлуатації, і прогнозувати графік техобслуговування, що сприяє енергоощадженню