CC BY
19
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 (075.8)
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, (1)
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, (2)
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-.
(3)
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 ('об - '0) dтнр . (4)
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 ('об - '0)
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
-т|Т н
(tоб - 10):
(5)
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 (4)
ДТ 45 = (kF-и)
.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 (kF)
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).
(сТ 0 - d)(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.
