Реєстраційний номер
0825U001793, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
25-07-2025
Статус
Захищена
Назва роботи
Вивчення впливу домішок компресорного мастила в холодоагентах на локальні коефіцієнти тепловіддачі та режими кипіння робочого тіла в трубі
Здобувач
Борисов Володимир Олегович,
Керівник Желєзний Віталій Петрович
Опонент Козьміних Микола Анатолійович
Опонент Черненко Олександр Сергійович
Рецензент Бошкова Iрина Леонiдiвна
Рецензент Волгушева Наталя Вікторівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Одеський національний технологічний університет
Опис
Дисертація присвячена експериментально-розрахунковому дослідженню локальних і середніх коефіцієнтів тепловіддачі, режимів кипіння та теплофізичних властивостей робочих тіл R245fa і R1233zd(E) у модельному генераторі пари для установок, що реалізують органічний цикл Ренкіна (ОРС) із використанням низько- і середньотемпературної сонячної енергії. Особливу увагу приділено вивченню кипіння розчинів R1233zd(E) у поліефірному (POE) мастилі Planetelf ACD 100FY, що є актуальним для вдосконалення теплових насосів і підвищення енергоефективності сонячних систем.
З метою коректної інтерпретації результатів досліджено вплив мастила на тиск насиченої пари, густину, в’язкість, теплоємність і ентальпію холодоагенту. Аналіз підтверджує, що глобальна енергетика досі значною мірою залежить від викопного палива, що зумовлює викиди парникових газів. Розвиток альтернативної енергетики — ключ до зниження антропогенного впливу. Зокрема, перспективним напрямом є використання ОРС, здатного ефективно перетворювати енергію з низькотемпературних джерел на електричну.
ОРС використовує органічні робочі тіла з низькою температурою кипіння. Проте ефективність таких установок обмежена низьким рівнем температур і нерівномірністю надходження енергії. Тому актуальним є створення технологій зберігання енергії і підвищення ефективності теплообміну. Автор спирається на наукові праці провідних вчених, зокрема Шэн-шань Би, Kedzierski M.A., Bin Sun, Bartelt K., Sharif M.Z., Azmi W\.H. та ін., які досліджували теплообмін з домішками мастил та наночастинок.
Розроблено нову експериментальну установку для дослідження коефіцієнтів тепловіддачі при кипінні R245fa, R1233zd(E) та їхніх розчинів у POE-мастилі. Вперше отримано експериментальні дані про тиск насичених парів, густину, в’язкість і теплоємність суміші R1233zd(E)/Planetelf ACD 100FY, а також локальні та середні коефіцієнти тепловіддачі при масових витратах 1–50 кг/(м²·с) і густині теплового потоку до 4 кВт/м². Здійснено моделювання теплообмінних процесів для різних термодинамічних умов. Показано, що домішки мастила сприяють підвищенню коефіцієнтів тепловіддачі в секціях випарника.
Практичне значення роботи полягає в можливості застосування отриманих даних для проектування ОРС і теплових насосів нового покоління. Вивчені теплофізичні властивості розчинів мають високу інженерну цінність для підвищення ефективності конструкцій випарників. Зокрема, результати досліджень дозволяють обґрунтовано визначати оптимальні умови перегріву робочих тіл.
Основні результати:
1. Розроблено експериментальні стенди для дослідження тепловіддачі й теплофізичних властивостей розчинів R1233zd(E)/Planetelf ACD 100FY.
2. Вперше досліджено теплопередачу під час кипіння холодоагентів R245fa та R1233zd(E) при різних масових витратах і теплових потоках.
3. Визначено вплив домішок мастила на коефіцієнти тепловіддачі та ефективність випарників.
4. Сформовано довідкову базу теплофізичних характеристик розчинів для умов високотемпературних теплових насосів.
5. Розроблено моделі розрахунку процесів теплообміну з урахуванням фазових трансформацій і зміни термодинамічних параметрів.
Дата реєстрації
2025-05-19
Додано/оновлено в НРАТ
2025-05-19 / 2026-07-01
