Введение к работе
Актуальность проблемы, Достижения в области исследования теплообмена при фазовых превращениях и, в частности, при испарении и конденсации в значительной мере определяют уровень эффективности оборудования и аппаратуры ряда отраслей техники. Особо четко подобная зависимость прослеживается в теплоэнергетике, холодильной * и криогенной технике, в химической технологии. Не составляет исключения в ..этой плане и оборудование для использования возобновляемых нетрадиционных, источников знэргии, включая энергию солнечного излучения. Одным из ч;етых направлений гелиотехники, в -частности, является . создание . водсперекачиваюшего . оборудования, использующего солнечную энергию. Среди разнообразных конструктивных решении этой важной проблемы, предлагаемых инженерами многих стран 9 мира, имеются и такие, в которьіх npouecctr испарения и конденсации применяются для непосредственного преобразования тепловои энергии солнечного излучения (или любого другого источника тепла срднего и даже довольно низкого температурного потенциала) в работу нагнетания воды. В подобных конструкциях нагнетателя выпадают ряд" стадии преобразования энергии, реализуемых в наиболее интенсивно разрэбативэемых вариантах (например, преобразовав» солнечного излучения в электрическую энергию в гелиозпектрогенераторе и преобразование электрической энергии в механическую-' работу в электроприводе насоса), система! в целом сийэн'о упрощается, появляются ' возможности улучшения не ; только стоимостных "и массогабаритных показателей, но и повышения надежности, что для автономно функшонирупших установок является проблемой первостепенной важности.
Внимания заслуживает .в этом плане конструкция
испар^т^л^ндусонденсационного мембранного насоса (ИКМН),
лредложєніюгоі'їі^-''- Грузинском техническом университете профессором МГЛккрйлайзе'.-'-Этбт,' по-видимому, наиболее простой из известных ycTpomTS'^WiiW' тепловой двигатель-насос Состоит всего из двух отсеков, примыкающих :' мембране, являющейся единственной подвижной деталью всего устройства. В одном из 'отсеков реализуется испарительно-конденсаштоиный термодинамический цикл преобразования тепловой энергии, подаваемой на неподвижную внешную границу отсека, в работу периодических возвратно-поступатєііньк движений >»кргнм, з другом же отсеке эта ю мембрана осуществляв' процесс нэгн^лнпя
*-:
жидкости, мато чем отличающийся от реализуемых' в обычьых насосах-мембранного типа. Реализация эффективных. конструкции нагнетателя этого вида может привести к созданию весьма простых и надежных устройств, что обуславливает актуальность. работ этого направления. . Изучение возможности реализации ЙКШ и; исследование протекавших в нем тепловых процессов* доставили предмет данной диссертационной
работы. "'' ':.;. ' ..'.''''..'''.''''"'' :"' '"' '..''.''-"' "'''-'
Цель работы,-' решение следующих задач.-
разработка .конструктиии и создание действующего макета ИКМН с
целью подтверждения реализуемости;предлохённого принципа нагнетания, -
и исспедсвание их характеристик.'..,.; '..-/;' .-. ... ,'-.;-..—
анализ термодинамичеснога цикла . ИНМН (нагнетательного устройства с испарительнр-конденсациенним лульсаыионным приводом)*., определение условий его эффективного ссудествления., '.
аналитическое исследование испарения .и конденсации в'-.. пульеацюнном отсеке, ^изучение . :v ponjj ':;.. режимов : протеканид нестационарных процессов 'теплообмена в^ формировании расходной характеристики нагнетательного устройства. ; ..'
Научная новизна. Разработан, осуществлен и испытан действующий макет ИКМН,. впервые позволивший продемонстрировать реализуемость предложенного принципа, нагнетания яидюст.й; Впервые выполнен анализ ' термодинамического цикла -:'. нагнетательного устройства. с испарительно-конденсационным. пульсаиионным приводом, определены' достижимые наиболее, высокие уровны его эффективности и пути их. реализации. Впервые- выполнено аналитическое; исследование-нестационарных процессов теплообмена при испарении и конденсации в пульсэиионном. отсеке' пагнетательного устройства рассматриваемого.' вида и определены наиболее подходящие "режимы их .организации. ,
Практическая ценность. Результаты разработки и испытании ИКМН;.
оставят основу для дальнейшей работы то созданию более совершенных '
образцов нагнетателя. При,.этом, естественно, максимально будут
использованы и результаты анализа термодинамических циклов и
нестационарных процессов . теплообмена при испарении и конденсации.
Результаты работы найдут применения также при проведении студентами
учебных и исследовательских работ. Предусматривается передача
созданного в пределах работы .макета нагнатателя в учебную
т:::с.".г»аторию кафедры теплофизики^ Грузинского технического
/чиг-.урситета. - - '
Структура и обррм гтабпты. Диссертация' состоит из введения, четырех, глав, выводов, списка использованной литературы из 75 наименовании, 35 рисунков. Приложения включают программы для ЭВМ и: результаты расчета. ОбЪем основного текста составляет ПО стр.
Автор выносит на защиту:
1. Результаты разработки и испытаний макета НИЖ
(испарительно-конденсационкого мембранного, насоса >,'
продемонстрировавшие реализуемость нового принципа нагн-л-зния
жидкости.
2. Результати анализа термодинамического цикла нагнетательного
устройства с испарительнл-ионденсашонным пульсаписнным агтвог :'>'
; определяющие условия его эффективного осуществления.
3. Результаты аналитического исследования попасений п
конденсации в пульсэиионном отсеке, позволившие выявить роль
режимов протекания процессов теплообмена в формировании расход'-';.;;
' характеристики нагнетательного устройства.