Термодинамічні властивості розчинів диметилового етеру у триетиленгліколі (експеримент, методи моделювання)

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. Дисертація присвячена комплексному експериментально-розрахунковому вивченню термодинамічних властивостей систем, що моделюють властивості розчинів холодоагент / мастило (РХМ), включаючи: фазові рівноваги, густину рідкої фази, поверхневий натяг, теплоємність і ентальпію розчинів DME / TEG; створенню методик прогнозування поверхневого натягу галоїдопохідних холодоагентів, їх сумішей і РХМ; розрахунку псевдокритичних параметрів РХМ; дослідженню впливу домішок мастила на показники енергетичної ефективності компресорної системи. Показано, що присутність домішок мастила в холодоагенті призводить до значного зниження холодопродуктивності і холодильного коефіцієнта, досліджено вплив концентрації мастила в холодоагенті перед дросельним пристроєм, а також величини перегріву робочого тіла у випарнику на показники енергетичної ефективності циклу. Показано, що підбір оптимального сорту мастила має не менше значення, ніж вибір альтернативного холодоагенту. Розроблено практичні рекомендації для забезпечення нормальної циркуляції домішок мастила в холодоагенті DME по контуру холодильної системи.

Thesis for a degree of a candidate of technical sciences, specialty 05.14.06 – Technical Thermophysics and Industrial Thermal Power Engineering. The thesis is devoted to a complex experimental and calculated studies of the thermodynamic properties for the systems that simulated the properties of the refrigerant / oil solutions (ROS) such us: phase equilibria, liquid phase , surface tension, heat capacity, and enthalpy of the DME / TEG solutions; creation of methods forз predicting the surface tension of the halogenderivative refrigerants, their mixtures and ROS; calculating the pseudocritical parameters of the ROS; examination of effect of the oil admixtures on the energy efficiency of the compressor system. To perform the goals stated in the thesis, an experimental setup created earlier was applied to carry out the comprehensive investigation of the thermodynamic properties for the refrigerant / oil solutions (ROS), including: phase equilibria, surface tension, density of DME / TEG solutions. In addition, the experimental setup was also created for experimental studies of the caloric properties for the refrigerant / oil solutions. For the first time for the real working fluid DME / TEG, the theoretical analysis of effect of the oil admixtures in the refrigerant on performance of the refrigeration cycle have been examined. It was shown that the presence of oil admixtures in the refrigerant leads to significant decrease in the cooling capacity and COP; the effect of oil concentration in the refrigerant before the throttle device, as well as the overheating of the working fluid in the evaporator on the energy efficiency of the cycle have been investigated. It was demonstrated that selection of the optimal type of the oil is no less important than the choice of alternative refrigerant. Practical recommendations have been developed to ensure the normal circulation of oil admixtures in the DME refrigerant along the contour of the refrigeration system. Obtained results demonstrated that application of the regenerative heat exchanger in refrigeration equipment that use DME refrigerant significantly reduces the negative impact of the oil admixtures in the evaporator and increases the energy efficiency of the thermodynamic cycle for the compressor system.