Анотація до роботи:

Радченко А.М. Підвищення ефективності сумісної роботи повітроохолоджувачів і компресорів суднових систем мікроклімату. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.05 – суднові енергетичні установки. – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2005.

Дисертація присвячена підвищенню енергетичної ефективності та безпеки експлуатації суднових систем мікроклімату шляхом теплогідродинамічного удосконалення випарниково-компресорних вузлів. В основу вирішення поставленої задачі покладено гіпотезу, згідно з якою включення до складу випарниково-компресорних вузлів відокремлювача рідини та інжектора або регенеративного теплообмінника забезпечує експлуатацію випарника-повітроохолоджувача з вологою парою на виході, а компресора із сухою парою на вході. Для обгрунтування цієї гіпотези та вибору раціональних схемно-конструктивних рішень випарниково-компресорних вузлів виконано аналіз їхньої енергетичної ефективності при максимальних для кожного варіанта густинах теплового потоку в повітроохолоджувачах і відповідних оптимальних масових щвидкостях холодоагенту в змійовиках з урахуванням сумісної роботи повітроохолоджувача та компресора. Встановлено, що багатоелементні випарниково-компресорні вузли ССМ, які включають випарник-повітроохолоджувач, компресор, відокремлювач рідини, регенеративний теплообмінник або інжектор, забезпечують підвищення густини теплових потоків у випарниках-повітроохолоджувачах на 35...40 % або холодильних коефіцієнтів на 10...20 %.

1. У дисертації вирішено важливу для суднової енергетики науково-прикладну задачу підвищення ефективності сумісної роботи повітроохолоджувачів і компресорів ССМ шляхом раціонального проектування та теплогідродинамічного вдосконалення повітроохолоджувачів.

2. Багатоелементні випарниково-компресорні вузли ССМ, які включають випарник, компресор, відокремлювач рідини, РТО або інжектор, забезпечують підвищення густини теплових потоків у В-ПО на 35...40 % або холодильних коефіцієнтів на 10...20 % у порівнянні з традиційною роботою В-ПО з перегрівом пари на виході, що дозволяє скоротити загальні витрати палива на суховантажних суднах на 0,2...0,4 %, а на пасажирських – на 3...6 %.

3. Вперше встановлено, що з підвищенням теплового навантаження на В-ПО (зі збільшенням тиску кипіння і відповідно продуктивності компресора) небезпека гідравлічних ударів у компресорі зростає через збільшення вологовмісту дисперсних потоків, обумовленого більш раннім за паровмістом осушенням змійовиків В-ПО.

4. Вперше розроблено основи раціонального проектування і математичну модель суднового В-ПО, що забезпечують досягнення максимальних густин теплового потоку. На відміну від існуючих математична модель включає визначення оптимальної масової швидкості холодоагенту в змійовиках В-ПО і граничного паровмісту переходу від дисперсно-кільцевої до дисперсної течії, а також враховує перегрів пари відносно диспергованої в ній рідини.

5. Встановлено, що для R22 оптимальні масові швидкості складають 150…200, а для холодоагентів R142В 100...150, R600 (н-бутан) 50...100 кг/(м²с).

6. Вперше виявлено закономірності впливу режимних параметрів (перегріву пари відносно диспергованої рідини та пари на виході з В-ПО, продуктивності компресора, температури повітря), схемних рішень і конструктивних характеристик (степеня оребрення В-ПО, діаметра трубок) випарниково-компресорних вузлів ССМ на максимальні густини теплового потоку у В-ПО і відповідні їм оптимальні масові швидкості (w)_opt холодоагенту в його змійовиках. Встановлено, що при оптимальних значеннях масової швидкості В-ПО працює практично в зоні конвективного випаровування, а екстремуми густини теплового потоку мають пологий характер, який допускає 30...40 % відхилення масових швидкостей холодоагенту від оптимальних величин (w)_opt і дозволяє за останні приймати значення (w)_opt, розраховані для змочених рідиною ділянок змійовиків В-ПО.

7. На основі виявлених закономірностей розроблено і реалізовано в схемно-конструктивних рішеннях раціональні принципи організації теплогідродинамічних процесів у випарниково-компресорних вузлах ССМ. Встановлено, що глибока регенерація теплоти і рециркуляція рідини у В-ПО, які виключають осушення змійовиків, забезпечують підвищення густини теплового потоку у В-ПО на 35...40 % або холодильного коефіцієнта на 10...20 % у порівнянні з циклом без регенерації. Традиційна регенерація з перегрівом усмоктуваних компресором парів і роботою В-ПО у режимі "сухої стінки" недоцільна, оскільки зростання густини теплового потоку у В-ПО незначне і складає 10...15 %. Із збільшенням степеня оребрення, швидкості повітря і його температури ефективність глибокої регенерації та рециркуляції рідини у В-ПО зростає.

8. Результати роботи можуть бути використані крім суднових у системах мікроклімату на автомобільному й залізничному транспорті, на стаціонарних об'єктах, у суднових морозильних апаратах, у тепловикористовуючих установках для суднової та стаціонарної енергетики.

Основні результати дисертації опубліковані в наукових спеціалізованих виданнях:

1.Радченко А.Н. Повышение надежности работы герметичных компрессоров судовых систем кондиционирования воздуха // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2002. – № 1 (379). – С. 52–60.

2. Ставинский А.А., Радченко А.Н. Повышение эффективности охлаждения герметичных компрессоров судовых кондиционеров со встроенными электродвигателями // Зб. наук. праць. – Миколаїв: НУК, 2004. – № 4 (397). – С. 85–91.

3. Радченко А.Н. Анализ эффективности испарительно-компрессорных узлов судовых систем микроклимата // Зб. наук. праць. – Миколаїв: НУК, 2004. – № 5 (398). – С. 92–99.

4. Радченко А.Н. Исследование условий эффективной работы воздухоохладителей судовых автономных кондиционеров // Холодильная техника и технология. Одесса: ОГАХ. 2004. №. 3. С. 27–31.

5. Радченко А.Н. Экспериментальные характеристики транспортного кондиционера повышенной надежности // Авіаційно-космічна техніка і технологія. Сер. Двигуни та енергоустановки: Зб. наук. праць. – Харків: ХАІ. – 2003. – Вип. 40/5. – С. 4750.

6. Радченко А.Н. Рациональное проектирование охладителей газа с фазовым переходом холодильного агента // Промышленная теплотехника. - 2003. -Том 25. - № 4. - С. 57-59.

7. Радченко А.Н. Экспериментальное исследование эффективности регенеративного цикла холодильной машины кондиционера // Холодильная техника и технология. – 2003. – № 4. – С. 40–44.

8. Радченко А.М. Підвищення енергетичної ефективності автономного кондиціонера // Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація / Вісник НУ "Львівська політехніка". - Львів: НУ "Львівська політехніка". - 2004. - № 506 - С. 77-81.

9. Радченко А.Н., Сирота А.А. Прогнозирование условий снижения тепловой эффективности испарителей с внутритрубным кипением холодильного агента // Авіаційно-космічна техніка і технологія. Сер. Двигуни та енергоустановки: Зб. наук. праць. – Харків: ХАІ. – 2003. – Вип. 41/6. – С. 7780.

10. Радченко А.Н., Сирота А.А. Особенности теплового расчета испарителей теплоиспользующих контуров на низкокипящих рабочих телах // Авіаційно-космічна техніка і технологія. Сер. Двигуни та енергоустановки: Зб. наук. праць. – Харків: ХАІ. – 2003. – Вип. 42/7. – С. 7377.

11. Радченко А.Н., Андреев А.А. Использование теплоты дисперсных потоков в системах испарительного охлаждения // Холодильная техника и технология. Одесса: ОГАХ. - 2003. - № 6. - С. 11–14.

Основні публікації, в яких додатково викладено зміст дисертації:

12. Radchenko A. Experimental investigation of self container conditioner with increased reliability // Proceedings of the 10 International Symposium on Heat Transfer and Renewable Sources of Energy: HTRSE-2004. - Szczecin, Poland. - 2004. – P. 793-797.

13. Stavinsky A.A., Radchenko A.N., Radchenko N.I. Improvement of the motor for hermetic refrigeration compressor // Fifth International Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical systems. - Poland.- 2001.- Р. 535-538.

14. Radchenko A.N., Skorodumov А.P. Calculation of heat transfer during cooling the motor of hermetic refrigeration compressor // Fifth International Conference on Unconventional Electromechanical and Electrical systems. - Poland. - 2001. - Р. 511-514.

15. Радченко А.Н., Андреев А.А. Оптимальные массовые скорости НРТ в испарителях теплоиспользующих контуров // Холодильная техника и технология. – 2003. – № 4. – С. 5–9.

16. Радченко А.Н. Повышение эффективности совместной работы поршневого компрессора и воздухоохладителя системы судового микроклимата // Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении: Тезисы докладов 3-й междунар. науч.-техн. конф. – Николаев: УГМТУ. – 2002. С. 96–97.

17. Радченко А.Н. Некоторые пути сокращения потерь холодопроизводительности при охлаждении встроенного электродвигателя судового герметичного холодильного компрессора // Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении: Тезисы докладов 3-й междунар. науч.-техн. конф. – Николаев: УГМТУ. – 2002. С. 95–96.

18. Радченко А.Н. Исследование условий совместной работы испарителя и компрессора системы судового микроклимата // Міжнар. конф. Кораблебудування: освіта, наука, виробництво. Миколаїв: УДМТУ. 2002. Том 2. – С. 199–200.

19. Ставинский А.А., Радченко А.Н. Совершенствование герметичного холодильного компрессора со встроенным асинхронным электродвигателем // Міжнар. конф. Кораблебудування: освіта, наука, виробництво. Миколаїв: УДМТУ. 2002. Том 2. – С. 226–228.

20. Радченко А.Н., Есин А.И. Экспериментальное исследование энергетической эффективности судового автономного кондиционера // Міжнародний енергоекологічний конгрес "Енергетика. Екологія. Людина": Тези доповідей. Київ. 2004. C. 34.

21. Патент України № 69913А Герметичний компресор. Ставинський А.А., Радченко А.М. Бюлетень. – 2004. – № 9.

22. Патент України № 69908А Парокомпресорна холодильна машина. Радченко А.М., Радченко М.І., Хомуленко О.П. Бюлетень. – 2004. – № 9.

23. Патент України № 49371А Парокомпресорна холодильна машина. Радченко М.І., Радченко А.М. Бюлетень. – 2002. – № 9.

24. Патент України № 69907А Холодильна машина. Радченко А.М., Радченко М.І., Єсін О.І. Бюлетень. – 2004. – № 9.

Особистий внесок здобувача у праці, що опубліковані у співавторстві: [2, 15] особливості впливу режимів роботи компресора й інших параметрів на теплову ефективність В-ПО; [9] основні положення розрахунку умов осушення змійовиків В-ПО; [10] двохетапна методика визначення оптимальних масових швидкостей холодоагенту і геометричних характеристик В-ПО; [11, 13, 19, 22–24] раціональні схемно-конструктивні рішення, що забезпечують високу теплову ефективність В-ПО і надійність експлуатації суднових холодильних компресорів; [14] особливості розрахунку тепловіддачі у процесі охолодження герметичного холодильного компресора ССМ; [20] експериментальні дані з теплових потоків у випарниково-компресорних вузлах ССМ; [21] спосіб охолодження компресора та його елементів.