CC BY
52
Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов»
метр КТ, Vt - описанный объём КМ в единицу времени; у0 - удельный объём на всасывании в КМ.
Система уравнений (1)...(6) представляет собой математическую модель работы малой холодильной машины. Решение системы уравнений может вестись итерационным методом с заданием граничных условий.
Библиографические ссылки
1. Оносовский В. В., Моделирование и оптимизация холодильных установок : учеб. пособие. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1990.
2. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование : Идеи. Методы. Примеры. М. : Физматлит, 2001.
3. Тарасик В. П. Математическое моделирование технических систем : учебник для вузов. Минск : Ди-зайн-ПРО, 1997. 641 с.
© Деткова В. А., Ситничук Д. Б., 2013
УДК 621.57
М. А. Козловцева, А. Ю. Лыткин, В. А. Деткова, А. В. Делков Научный руководитель - А. А. Кишкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ МАЛОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ
Описывается программа расчета параметров циклического режима работы малой холодильной машины. Приводятся результаты расчётного и экспериментального исследования режимов работы установки.
Наиболее распространенным способом регулирования для малых холодильных машин (бытовые индивидуальные установки холодопроизводительно-стью до 1 кВт) является регулирование пуском-остановом компрессора. Режим работы такой машины нестационарный, все параметры меняются по времени. Оптимизировать такой процесс можно с помощью математической модели с применением аппарата переходных процессов в установке.
Авторами была разработана такая математическая модель для домашнего бытового холодильника. На основании модели нестационарного режима работы холодильной машины была создана компьютерная программа, имитирующая рабочий цикл при
регулировании «пуском-остановкой» компрессора (рис. 1). Программа позволяет изменять геометрические характеристики компонентов, температуру окружающей среды, теплопритоки, начальную температуру, теплоёмкость и массу объекта охлаждения. В результате расчета определяются временные изменения температуры, давления, холодопроизводи-тельности, мощности компрессора и другие величины.
На рис. 1 представлены графики расчётных временных зависимостей температур испарения, конденсации и объекта охлаждения. На полученных графиках чётко выделяются периоды пуска, непрерывной работы и остановки компрессора.
п^1 Режимы работы ХМ
те
и 1-коэФФициенты. Вт/К Испарит 20 Конденс 25 Камера Е Геом компонентов
V КМ 0.00006 мЗ
Укопй :.ооб мЗ
\ЬР мЗ
1.КТ Е М
0.008 М Начальные параметры
1ос -с
РТ Н22
Пум-остановка П включить
ш»п при *С
ВИЛ при 1С
Загрузка т гр 2 к1" спр 4000 Дж\кг*К
Температуры | Массовые расходы | Давления | Теплота | Результаты |
Т оф. среды Т га меры —«— Т конденсации |
40
35 • го
II
о
-10 -го
Н-Н
• •
X
\
..............«V
Время
Запуск
Рис. 1. Графики расчётных временных зависимостей температур в программе расчета
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Рис. 2. Экспериментальные временные зависимости температур в холодильной камере, конденсаторе и окружающей среды
Для апробации созданной компьютерной программы была проведена серия экспериментальных исследований на стенде, сделанном на базе бытового морозильника «Бирюса-14» с рабочим телом Я22. Стенд позволяет изменять температуру окружающей среды и снабжён термопарами и датчиками давления, с помощью которых измерялись входные и выходные параметры работы частей холодильной установки. Измеряемые величины записывались на электронный носитель с интервалом времени 1 мин.
На рис. 2 представлены экспериментальные временные зависимости температур в конденсаторе, охлаждаемом объёме (холодильной камере) и окружающей среды. В начале работы части холодильной машины имели температуру окружающей среды, температура в охлаждаемом объёме составляла +6 °С. Из графика видно, что на режим система вышла через 2 часа после запуска компрессора, далее пуск и остановка компрессора осуществлялись с периодом 30 мин, т. е. коэффициент рабочего времени составлял 0,5. Температура в охлаждаемом объёме менялась в диапазоне -18...-22 °С, максимальная температура хладагента в конденсаторе достигала +39 °С во время рабочего режима.
Сравнение расчётных и экспериментальных данных показало качественное совпадение изменений
температур в системе, что позволяет сделать вывод о пригодности в целом основных физических допущений созданной модели и использовании её как первого приближения поставленной задачи.
Преимуществом предлагаемой методики расчета является возможность её модификации для учета различных факторов. Дальнейшими направлениями исследований, которые могут быть реализованы с использованием представленной математической модели холодильной установки, является определение временных характеристик циклов работы холодильной машины при регулировании пуском и остановкой компрессора, их оптимизация в зависимости от величины полного перепада температур на испарителе и конденсаторе.
Библиографические ссылки
1. Оносовский В. В., Моделирование и оптимизация холодильных установок : учеб. пособие. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1990.
2. Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. М. : Физматлит, 2001.
© Козловцева М. А., Лыткин А. Ю., Деткова В. А., Делков А. В., 2013
УДК 629.7.018
И. П. Колчанов, А. В. Делков Научный руководитель - А. А. Кишкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
К ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕПЛОВАКУУМНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Анализируются способы тепловакуумных испытаний космических аппаратов. Указываются недостатки существующих способов. Ставится задача модернизации вакуумной камеры для испытаний.
Тепловакуумные испытания космических аппара- ческих условий полета или условий пребывания на тов широко используются для моделирования косми- поверхностях, не имеющих атмосферу небесных тел
