Centrifugal Compressors Gas-Dynamic Characteristics Influence on the Refrigerating Machines Efficiency
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
220 5
Ultima descărcare din IBN:
2024-04-17 10:48
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.515 (1)
Energie pneumatică, mașini și scule. Refrigerare (62)
SM ISO690:2012
ДАНИЛИШИН, А., KOZHUKHOV, Y.. Centrifugal Compressors Gas-Dynamic Characteristics Influence on the Refrigerating Machines Efficiency. In: Problemele Energeticii Regionale, 2023, nr. 2(58), pp. 72-80. ISSN 1857-0070. DOI: https://doi.org/10.52254/1857-0070.2023.2-58-07
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 2(58) / 2023 / ISSN 1857-0070

Centrifugal Compressors Gas-Dynamic Characteristics Influence on the Refrigerating Machines Efficiency

Влияние газодинамических характеристик центробежных компрессоров на эффективность холодильных машин

DOI:https://doi.org/10.52254/1857-0070.2023.2-58-07
CZU: 621.515

Pag. 72-80

Данилишин А., Kozhukhov Y.
 
ITMO University
 
 
Disponibil în IBN: 16 mai 2023


Rezumat

The article is devoted to the study R134a refrigerating machine efficiency and consisting of a centrifugal compressor, a condenser, a temperature-regulating valve and an evaporator. The main purpose of the work is to analyze the centrifugal compressor gas dynamic characteristics effect on the refrigeration machine vapor-compression cycle efficiency. This goal is achieved through the study by actual working process numerical experiment in the refrigeration machine centrifugal compressor with an idealized process for other elements. The object of the study are the refrigeration machine charac-teristics, expressed by the theoretical refrigeration coefficient COPRt. Single-stage centrifugal com-pressors with the design conditional flow coefficient in the range from 0.035 to 0.12 are considered. The design of centrifugal compressors was carried out according to a new calculation method to the flow part efficiency increase. The method comprehensively combines the inviscid and viscous flow calculations with the use of the single-criteria and multiparametric optimization. Previously, the meth-od was tested and compared with experimental data. The most important result is the results of the refrigeration cycle efficiency evaluating through the centrifugal compressors highly efficient flow parts design methodology application. An increase in COPRt was obtained taking into account the cen-trifugal compressor actual process in the range from 2.6% to 7.2%. The significance of the results ob-tained lies in the possibility of using high-efficiency centrifugal compressors gas dynamic characteris-tics for the chillers refrigeration cycles analysis and calculation. The level of the compressors isentrop-ic efficiency ranges from 0.80 to 0.85, depending on the design conditional flow coefficient.

Articolul este dedicat studiului eficienței unei mașini frigorifice care funcționează pe freon R134a și constă dintr-un compresor centrifugal, condensator, supapă de expansiune și evaporator. Scopul principal al lucrării este de a analiza efectul caracteristicilor gaz-dinamice ale unui compresor centrifugal asupra eficienței ciclului unei mașini frigorifice cu compresie de vapori. Acest scop este atins prin studierea, printr-un experiment numeric, a procesului efectiv de lucru în compresorul centrifugal al unei mașini frigorifice cu un proces idealizat pentru alte elemente. Obiectul studiului îl constituie caracteristicile ciclului frigorific al unei mașini frigorifice, exprimate prin coeficientul teoretic de performanță COPRt. Compresorul centrifugal al mașinii de refrigerare include o treaptă de tip final și constă dintr-un dispozitiv de admisie, un rotor axial, un difuzor fără palete și un dispozitiv de evacuare. Intervalul debitului condiționat calculat pentru gama principală de compresoare centrifuge este de la 0,035 la 0,12. Proiectarea compresoarelor centrifugale a fost realizată după o nouă metodă de calcul pentru creșterea eficienței căii de curgere. Tehnica combină în mod cuprinzător calculul fluxului inviscid și vâscos cu utilizarea optimizării multi-parametrice cu un singur criteriu. Anterior, tehnica a fost testată și comparată cu date experimentale. Experimentul numeric pentru partea de flux a fost efectuat folosind pachetul software Ansys CFX v18.0. S-a obținut o creștere a COPRt, luând în considerare procesul efectiv într-un compresor centrifugal, în intervalul de la 2,6% la 7,2%, în funcție de debitul condiționat calculat. Semnificația rezultatelor obținute constă în posibilitatea analizei, calculării ciclurilor de refrigerare a chillerelor folosind caracteristicile gazodinamice ale compresoarelor centrifuge de înaltă eficiență.

Статья посвящена исследованию эффективности холодильной машины, работающей на фреоне R134a, и состоящей из центробежного компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя. Основной целью работы является анализ влияния на эффективность цикла парокомпрессионной холодильной машины газодинамических характеристик центробежного компрессора. Поставленная цель достигается за счет исследования посредством численного эксперимента действительного рабочего процесса в центробежном компрессоре холодильной машины при идеализированном процессе для других элементов. Объектом исследования являются характеристики холодильного цикла холодильной машины, выражаемые теоретическим холодильным коэффициентом COPRt. Центробежный компрессор холодильной машины включает ступень концевого типа и состоит из входного устройства, осерадиального рабочего колеса, безлопаточного диффузора и выходного устройства. Диапазон расчетного условного коэффициента расхода для основного типового ряда центробежных компрессоров составляет от 0.035 до 0.12. Проектирование центробежных компрессоров осуществлено по новой расчетной методике повышения эффективности проточной части. Методика комплексно сочетает в себе проведение расчетов невязкого и вязкого потока с применением однокритериальной многопараметрической оптимизации. Ранее методика была апробирована и сопоставлена с экспериментальными данными. Численный эксперимент для проточной части осуществлен с помощью пакета программ Ansys CFX v18.0. Решение проверено на сеточную независимость и сходимость. Наиболее важным результатом являются результаты оценки эффективности холодильного цикла за счет применения методики проектирования высокоэффективных проточных частей центробежных компрессоров. Получено повышение COPRt с учетом действительного процесса в центробежном компрессоре в диапазоне от 2.6% до 7.2% в зависимости от расчетного условного коэффициента расхода. Значимость полученных результатов состоит в возможности анализа, расчета холодильных циклов чиллеров при использовании газодинамических характеристик высокоэффективных центробежных компрессоров. Уровень изоэнтропического коэффициента полезного действия компрессоров составляет от 0.80 до 0.85 в зависимости от расчетного условного коэффициента расхода.

Cuvinte-cheie
chiller, refrigeration centrifugal compressor, vapor-compression cycle, CFD, flow part, R134a,

chiller, compresor centrifugal frigorific, ciclu de compresie a vaporilor, CFD, parte de curgere, R134a,

чиллер, холодильный центробежный компрессор, парокомпрессионный цикл, CFD, проточная часть, R134a