автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Пусковые процессы в дроссельных низкотемпературных системах при работе на смесевых хладагентах

На правах рукописи

РОМАШОВ МАКСИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПУСКОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ДРОССЕЛЬНЫХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ РАБОТЕ НА СМЕСЕВЫХ ХЛАДАГЕНТАХ

Специальность 05.04.03. - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 ОПТ 2012

Москва 2012

005053685

005053685

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» на кафедре Низких температур.

Научный руководитель:

К.Т.Н., доцент кафедры Низких температур ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» Лунин Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Техника низких температур» им. П.Л. Капицы Московского Государственного Машиностроительного Университета Калнинь Игорь Мартынович

д.т.н., профессор, главный научный сотрудник ООО «Газпром ВНИИ ГАЗ» Горбачев Станислав Прокофьевич

Ведущая организация

ООО «ГП Холодильно - Инженерный Центр»

Защита диссертации состоится 16 ноября 2012 г. в 10:00 на заседании диссертационного совета Д 212.157.04 при ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ» по адресу: г. Москва, ул. Красноказарменная, 17, корп. Т, каф. ИТФ, ауд. Т-206.

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ». Автореферат диссертации размещен на сайте www.mpei.ru.

Отзывы на автореферат с подписями, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д.14, Ученый совет ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ»

Автореферат разослан «15 » октября 2012г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н.

Ястребов А.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Переход современной низкотемпературной техники на экологически безопасные хладагенты сопровождается подбором новых высокоэффективных рабочих тел. Особенно это актуально при разработке перспективных систем для получения глубокого холода: от - 50 °С до - 200°С. Такие уровни охлаждения требуются для новых областей современных технологий, таких как криомедицина, нанотехнология, биология, криозакалка различных материалов и др. Получение таких температур в дроссельных низкотемпературных системах возможно при использовании каскадных схем. Другим, перспективным способом дня решения этих задач служит применение многокомпонентных рабочих тел (МРТ) -смесевых хладагентов. Оптимизация состава смесевого хладагента (как по качественному составу, так и по количественному) и давлений в цикле (конденсации и испарения) обычно проводится по максимальным значениям удельной холодопроизводительности д0 и холодильного коэффициента ех. Многочисленные результаты таких оптимизаций показывают, что возможно создать низкотемпературные установки со смесевыми хладагентами с высокой энергетической эффективностью на уровне, а зачастую и выше каскадных схем. При этом используется один серийный одноступенчатый холодильный компрессор.

При работе таких низкотемпературных систем со смесевыми хладагентами, кроме расчетных оптимальных режимов, важны и пусковые процессы, особенно для крупных низкотемпературных систем.

Цель работы Исследование пусковых процессов в низкотемпературных дроссельных системах, работающих на многокомпонентном рабочем теле. Определение режимов оптимальных пусковых процессов. Разработка методики для контроля изменений в составе смесевого хладагента при заправках рабочего тела из баллона с приготовленной смесью, при дозаправках низкотемпературных систем отдельными компонентами смесевого хладагента в случае небольших утечек. Исследование пусковых процессов на разработанной и созданной установки для сжижения азота из воздуха.

Основные задачи исследования.

1 - Обзор и анализ существующих способов расчетов пусковых периодов низкотемпературных систем.

2 - Разработка методики продукта для расчета утечек и добавок многокомпонентного рабочего тела низкотемпературных систем.

3 - Разработка модели оптимизации пусковых процессов дроссельных низкотемпературных систем при работе на смесевых хладагентах.

4 - Экспериментальное подтверждение рассчитанных пусковых процессов на одноконтурной установке с температурой в термокамере То = 173 К (-100 °С)..

5 - Создание каскадной установки сжижения атмосферного азота малой производительности и экспериментальное подтверждение рассчитанных пусковых процессов на ней.

Научная новизна

1. Предложен путь по сокращению времени выхода системы на рабочий стационарный режим путем оптимального регулирования давления смесевого хладагента в испарителе с целью получения максимальных значений холодопроизводительности реальной низкотемпературной установки во всем пусковом периоде.

2. Впервые проведены экспериментальные исследования по сокращению пускового периода низкотемпературной установки на температурный уровень в термокамере То = 173 К со смесевым хладагентом.

3. Впервые разработана и изготовлена компактная энергетически эффективная низкотемпературная установка малой производительности по сжижению атмосферного азота, работающая на серийных холодильных компрессорах со смесевым хладагентом.

4. Впервые проведены экспериментальные исследования по сокращению пускового периода созданного ожижителя азота.

5. Впервые разработана методика расчета и прогнозирования изменения состава смесевого хладагента и давления в заправочной емкости.

6. Впервые разработана методика расчета количеств дозаправляемых компонентов смеси в случае возможных утечек из низкотемпературной системы.

Практическая значимость работы

1. Разработанная методика расчета изменения состава зеотропного многокомпонентного рабочего тела в заправочном баллоне (системе) при многократных заправках хладагрегатов позволяет определять максимальное количество заправок без заметных изменений характеристик низкотемпературных систем.

2. Разработанная методика оптимизации пускового периода и подбора текущего давления в испарителе позволяет по найденному для конкретных установок закону изменения давления в испарителе снизить время выхода на расчетный стационарный режим низкотемпературной системы со смесевым хладагентом на 45%.

3. Разработанная методика расчета изменения состава и давления в установках и дозаправки многокомпонентного рабочего тела при утечках из низкотемпературных систем позволяет поддерживать работоспособность установок без заметных изменений характеристик.

4. Разработанная и изготовленная установка получения жидкого азота из атмосферного воздуха малой производительности найдет широкое применение во многих отраслях науки, медицины и техники.

Рекомендации к внедрению.

Результаты работы внедрены в процесс разработки низкотемпературных термокамер и сжижителей азота малой производительности в ООО «Криогенные и вакуумные системы».

Предложенный алгоритм расчета добавок отдельных компонентов смесевого хладагента низкотемпературных систем используется в лекционном курсе «Холодильные машины и установки» на кафедре Низких температур «НИУ «МЭИ».

Опытные образцы низкотемпературной системы с температурой в камере То = 173 К (- 100 °С) и сжижителя азота малой производительности используются в лабораторном практикуме на кафедре Низких температур «НИУ «МЭИ».

Достоверность полученных данных обеспечена использованием современных измерительных средств, прежде всего датчиков температур и давлений, сигналы с которых обрабатывались на ЭВМ. Основные уравнения представленных моделей базируются на фундаментальных законах и уравнениях термодинамики и теплопередачи.

Автор выносит на защиту:

- результаты расчетных и экспериментальных исследований пусковых процессов в одноконтурной установке, работающей на пятикомпонентном рабочем теле с температурой воздуха в термокамере 173 К (- 100 °С) и в каскадной установке для сжижения атмосферного азота;

- методику расчета утечек и добавок многокомпонентного рабочего тела низкотемпературных систем;

- результаты расчетных и экспериментальных исследований по заправкам и дозаправкам низкотемпературных систем смесевыми рабочими телами.

Апробация работы. Основные научные результаты работы были доложены и обсуждены на девяти международных конференциях: на XIII - XVII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2007 - 2011 гг.); ГУ - VI Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология» (г. Москва, Сокольники, 2009 - 2011 гг.); Второй международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Инновационные разработки в области техники и физики низких температур» (г. Москва, МГУИЕ, 2011 г.).

Личный вклад автора заключается в разработке алгоритма расчета изменения состава смеси при заправке смеси из баллона и дозаправке отдельными компонентами низкотемпературных систем; модернизации низкотемпературной системы и проведении экспериментальных исследований по пусковым периодам при температуре в термокамере 173 К (- 100 °С); в разработке и изготовлении сжижителя атмосферного азота малой производительности и проведении эксериментальных исследований на нем по пусковым процессам.

Публикации. Материалы, изложенные в диссертационной работе, нашли отражение в 14 опубликованных печатных работах, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 164 страницы основного текста, включая 47 рисунков, 6 таблиц и приложение.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы и сформулирована цель и задачи исследования, изложены научная новизна и практическая значимость.

В первой главе приведен обзор доступных источников, имеющих отношение к достижению поставленной в данной работе цели, и оценена целесообразность использования имеющихся в них результатов.

Анализ существующей литературы показал, что переходные режимы работы, как правило, имеют место при пуске и остановке соответствующего криогенного оборудования, а также при изменениях тепловой нагрузки по производственной необходимости или из-за перемены параметров окружающей среды и при аварийных ситуациях вследствие утечек рабочих тел.

t

i

Анализ показывает, что в исследовании пусковых режимов НТУ существует несколько подходов. Одним из них является исследование систем (установок) с помощью сосредоточенных линеаризованных моделей. Методика этого подхода наиболее разработана и реализована при исследовании динамических характеристик, как отдельных элементов, так и всей системы в переходных режимах при «малом» изменении входных параметров. Отсутствие рекомендаций по границе применимости этих моделей несколько снижает их практическую ценность. Другой подход в исследовании - рассмотрение системы с распределенными параметрами. Однако такие модели носят либо упрощенный характер (принимаются допущения о постоянстве термодинамических и теплофизических свойств криоагента и материала, отсутствие накопления газа или жидкости и др.), что снижает их достоверность, либо требуют для вычисления динамических характеристик, даже сравнительно простых (по схемному решению) систем, большого машинного времени, что усложняет их практическое применение. Существует еще один подход - создание комбинированных математических моделей, учитывающих специфику низкотемпературных систем.

Наибольший задел по исследованию нестационарных процессов в режиме пуска системы имеется в микрокриогенной технике. Для дроссельных микрокриогенных машин, работающих на чистых веществах, созданы математические модели, разработаны эффективные алгоритмы с применением аналитических и численных методов расчета.

Исследование пусковых процессов в низкотемпературных дроссельных системах, работающих на многокомпонентных рабочих телах, является наименее изученной областью по данной тематике и представляет собой научную ценность для изучения.

Во второй главе показан ряд особенностей смесевых хладагентов, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации холодильного оборудования. Это наличие переменных температур фазового перехода при постоянном давлении; изменение состава смеси в случае утечки одного или нескольких компонентов из жидкой или из паровой фазы (Рис.1). Такие утечки могут привести к изменениям характеристик низкотемпературных установок и, в последствии, к срыву заданных режимов термостатирования или сжижения технологических потоков.

Для этих случаев решается задача разработки и создания универсального метода расчета изменений параметров низкотемпературных смесевых зеотропных хладагентов при возможных утечках из хладоагрегатов или при заправках

низкотемпературных систем из заправочных сосудов. Расчеты основаны на материальных балансах:

№р,уг)=/гЧ7\р,Хг); (1)

ссь+ау = 1; (2)

2?=1*,-£?=1У, = 0; (3)

= = х1аь + аУУи (4)

где £ изменяется от 1 до п - количество компонентов в смеси, //■— фугитивности (летучести), у£— составы ьых компонентов в жидкости и паре, сс^ау — мольные доли жидкости и пара, М1М1 Му - число молей каждого 1-го компонента в смеси, жидкой и паровой фазах. Выражение (2) представляет собой уравнение материального баланса жидкой и паровой фаз, приведенное к единице объема.

Параметры фугитивности /,*,// определяются с использованием единого уравнения состояния. Величину у,- = //¿¡р называют коэффициентом летучести компонента смеси, который показывает насколько различается поведение компонента в реальной и идеальной смесях.

Рис. 1. Наиболее частые причины изменения состава смеси.

Особенностью разработанной программы является наличие двух различных вариантов расчета для моделирования утечек - из паровой или жидкой фазы. На

данные, полученные с помощью программных вычислений, были наложены экспериментальные данные. Пример такого расчета показан на рисунках 2 и 3.

В качестве основы для анализа использовался универсальный пакет прикладных программ, разработанный на кафедре Низких Температур МЭИ под руководством профессора М.Ю. Боярского для расчета свойств смесей и чистых веществ по различным уравнениям состояния.

В главе приведены результаты расчета по разработанной методике.

В третьей главе представлена разработка модели оптимизации пусковых процессов дроссельных низкотемпературных систем при работе на смесевых хладагентах. Приведены основы расчета реального дроссельного цикла, работающего на многокомпонентных рабочих телах. Представлены известные в литературе: методика подбора смеси и расчета холодопроизводительности низкотемпературных дроссельных систем при работе на смесевых хладагентах; основы определения реальных характеристик основных элементов низкотемпературных дроссельных систем (компрессора, двухпоточного и трехпоточного теплообменников).

Объем системы 1,8 л., Тос.= 295,2 К, Рнач. =11,5 атм.

Рис. 2. Изменения состава смеси при отборах из пара.

0,6 0,5 0,4

s

g 0>3

в

g 0,2

о U

0,1

о

Объем системы 1,8 л., Тос= 295,2 К, Рнач. =11,5 атм.

1 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ш ■ ■

♦ ♦ ♦ ♦ ♦

• • •

• • • • ■ •

• экс. Этилен ♦ экс. R-22 ■ экс. R-123

расч Этилен — — расч. R-22 расч. R-123

0 20 40 .. 60 80 100

Масса, г.

Рис. 3. Изменения состава смеси при отборах из жидкости.

Приведен разработанный алгоритм оптимизации давлений за дросселем в пусковом процессе. Приведены расчетные зависимости

холодопроизводительности системы от давления при промежуточных значениях То в пусковом процессе.

В четвертой главе проведена оптимизация пускового процесса конкретной низкотемпературной системы со смесевым хладагентом, предназначенной для сверхбыстрого охлаждения объектов (Рис. 5). Здесь на каждом промежуточном значении температуры в испарителе в процессе пуска обеспечивались максимальные значения холодопроизводительности С>0 путем регулирования давления в испарителе. При этом учитывались ограничения по нагрузкам на компрессор и температурам хладагента за компрессором.

Первый этап в оптимизации дроссельной низкотемпературной системы, работающей на многокомпонентных рабочих телах, заключался в подборе оптимального состава смеси. Для указанной выше низкотемпературной установки найден оптимальный состав пятикомпонентного смесевого хладагента: N2+1114+1123+1*218+11123, который позволяет выходить на стационарный режим работы при температуре воздуха в камере 173 К. Далее были построены кривые, описывающие влияние давления за дросселем на суммарную

холодопроизводительность низкотемпературной системы в зависимости от температурного уровня в процессе захолаживания термокамеры (Рис. 4).

720

620

н «

520

3 420

5

н

| 320

19 В

а 220 в

о

§

S 120

20

в* . — - --- ^ ^ ....... ...

/■V s — — , к

fi г JP® \ N Ч

< V \ ч \

Т,К

-290

280

— — 270

— • -200

•190

■185

■ 180

■175

И 5

Давление, атм

= = 170

8

Рис. 4. Влияние давления за дросселем на суммарную холодопроизводительность низкотемпературной системы в зависимости от температурного уровня в процессе захолаживания термокамеры.

Определен закон регулирования пускового периода низкотемпературной системы (Рис. 6). По полученным данным проведены экспериментальные исследования, которые показали возможность сокращения времени пускового периода конкретной установки на 44,5% (Рис. 7).

Таким образом, по изучению пусковых процессов в низкотемпературной системе, работающей на многокомпонентном рабочем теле, можно сделать вывод о том, что оптимальным вариантом регулирования давления за дроссельным вентилем в процессе пуска служит поддержание максимально возможного давления (в нашем случае - 4,5 ата) на интервале температур воздуха в термокамере от Т0-с. до температуры около 185 К, далее проводить линейное регулирование давления до значения 2,3 ата при конечной температуре воздуха в термокамере 173 К. Такое регулирование возможно проводить при помощи современных средств автоматизации холодильных установок, например, используя электронное регулирование дросселя с сервоприводом.

Рві _)

т2 =>

Низкотемпературный блок

Конденсатор

Байпас

Соленоидный Оу^ —МИ-клапан пг _ .

Компрессор

Рвз ч „ •< Ті

Дроссель ^ Рні Тл

1 У

Термокамера

ЛЛЛЛ^

л

ТІ

Рис. 5. Принципиальная схема установки сверхбыстрого замораживания.

270

290

210 230 250 Температура, К

Рис. 6. Оптимальное регулирование пускового процесса низкотемпературной

системы.

Вместе с этим, следует отметить, что для малых низкотемпературных систем возможно и одноступенчатое регулирование давления смесевого хладагента за дросселем. Например, поддерживать постоянное давление 4,5 ата в интервале температур воздуха в термокамере от Toc до температуры 185 К, затем ступенчато перевести давление до значения 2,3 ата. Это можно легко провести, например, путем включения при помощи соленоидного клапана параллельного капиллярного дроссельного устройства в виде специально спроектированного капилляра.

290

1 270 | 250

« M 230

Я г°"

I 210

I 190 | 170 150

1

♦ ♦ Ряді

ч Al >яд2

« А *

А *

♦ д ♦

А А * * .

50

100 Время, мин.

150

200

Рис. 7. Экспериментальное исследование пусковых периодов низкотемпературной системы, работающей на смесевом хладагенте: ряд 1 -без регулирования; ряд 2-е регулированием по оптимальному закону.

В пятой главе описана каскадная установка, разработанная на кафедре Низких температур МЭИ - новое направление в создании ожижителей азота малой производительности на основе дроссельного регенеративного цикла со смесевым хладагентом. Преимуществами такого ожижителя малой производительности видятся следующие факторы:

1. простота схемы и, как следствие, относительно малая стоимость;

2. использование высоконадежных и дешевых серийных поршневых смазываемых холодильных компрессоров, предназначенных для бытовых холодильных приборов;

3. в связи с пунктом 2 — высокий срок службы;

4. отсутствие оригинальных, не серийных комплектующих;

5. простота производства, эксплуатации и ремонта.

На рис. 8 представлена принципиальная схема ожижителя азота малой производительности. Рисунок 9 показывает внешний вид установки.

Рис. 8. Принципиальная схема ожижителя азота со смесевыми хладагентами.

Анализ пусковых процессов для каскадной низкотемпературной системы ожижения азота проведен аналогично анализу пусковых процессов низкотемпературной установки сверхбыстрого охлаждения. В рамках этого исследования рассмотрены пусковые процессы верхнего и нижнего контуров двухкаскадной низкотемпературной установки. Показано, что нецелесообразно

-14-

регулировать пусковой период верхнего каскада установки из-за его короткого времени пуска.

Получен закон регулирования пускового периода и экспериментальные данные изменения температуры смесевого хладагента нижнего контура от начала охлаждения с температуры окружающей среды до температуры 102,1 К, при которой начинается сжижение азота при давлении 0,9 МПа (рис 10, рис. 11). Экспериментально показано, что без регулирования давления в испарителе нижнего контура в 1,8 раза возрастает время пуска до начала ожижения азота (рис. 12, рис. 13).

Рис. 9. Внешний вид опытного образца ожижителя азота малой производительности.

500 450

400

d S

§ 350 3

| 300 § 250

n S

g. 200 ' В O

| 150 * 100 50 0

......

yí^'

y1

Л''

r —* —i i.-A-n

; ■.'•"i ■--•--i .....II

fgZ*--* "•l

N 4

4 4

-235 К

230 К -- 220 К - -200 К

* -190 К

• • 140 К »- 120 К •—110 К

105 К — юо К

1 2 3 4 5 6 7

Давление, атм

Рис. 10. Влияние давления за дросселем на холодопроизводителъностъ контура на различных температурах пускового периода.

нижнего

100

200

220

120 140 160 180 Температура, К

Рис 11. Изменение давления за дросселем нижнего контура при оптимальном пусковом периоде.

в ,

а 4 §

я

«с

(7) —"Давление за дросселем (без регулирования)

(2^) —Давление за дросселем (с регулированием)

О

10

25

30

35

15 20 Время, мин.

Рис. 12. Экспериментальное исследование пусковых периодов нижнего контура.

300 280

260 * 240

£ 220 I 200

I 180 § 160 Н 140 120 100 80

10

(1 )-Температура азота

(без регулирования)

( 2 ) -Температура азота

(с регулированием)

15 20 Время, мин.

25

30

35

40

Рис. 13. Сравнение пусковых периодов двухкаскадной холодильной машины без регулирования давления за дросселем нижнего контура и с регулированием.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Полученная оптимизационная кривая значений давления в испарителе для пускового режима двух низкотемпературных установок со смесевыми хладагентами характеризуется значениями максимальной холодопроизводительности на каждом температурном уровне в испарителе во время пускового периода.

2. Проведенный эксперимент с конечной температурой в низкотемпературной камере То = 173 К (- 100 °С) с использованием оптимизационного закона регулирования показал, что уменьшение длительности пускового периода составило 44,5% по сравнению с нерегулируемым пуском.

3. Разработанная и созданная низкотемпературная двухкаскадная установка малой производительности со смесевым хладагентом для ожижения атмосферного азота показала свою высокую эффективность и простоту конструкции.

4. Пусковой период верхнего контура установки ожижения азота регулировать нецелесообразно из-за малого времени выхода на температурный режим предварительного охлаждения То)Пр.= 240 К.

5. Отсутствие регулирования давления после дросселя нижнего контура малого ожижителя азота по найденному закону приводит к увеличению общего времени пуска установки, по сравнению с регулированным пуском, в 1,8 раза.

6. Разработанная методика прогнозирования изменения состава смеси при многократных отборах из заправочного баллона позволяет определять максимальное количество заправок без заметных изменений характеристик низкотемпературной системы.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. М.А. Ромашов «Исследование характеристик холодильной установки для ледяного катка» // Тезисы докладов 13-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд. дом МЭИ, 2007. Т.З. С. 39.

2. М.А. Ромашов «Повышение качества льда искусственных катков путем использования низкотемпературных холодильных машин, работающих на смесевых хладагентах» // Тезисы докладов 14-й Международной научно-

технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд. дом МЭИ, 2008. Т.З. С. 37-38.

3. А.И. Лунин, М.А. Ромашов, В.Н. Коваленко «Вопросы заправки холодильных агрегатов смесевыми хладагентами» // Материалы 4-й Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология». Под редакцией доктора технических наук, профессора С.Б, Нестерова. М.: ОМР. ПРИНТ, 2009. С. 76-80.

4. М.А. Ромашов «Методика расчета изменения состава смесевого хладагента в низкотемпературных дроссельных системах при возможных утечках» // Тезисы докладов 15-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд. дом МЭИ, 2009. Т.З. С. 84-85.

5. *А.И. Лунин, М.А. Ромашов, В.Н. Коваленко «Изменение состава смесевого хладагента в низкотемпературных системах» // Надежность и безопасность энергетики, 2009. №3. С. 58-60.

6. А.И. Лунин, Данг Ван Лай, М.А. Ромашов «Энергетически эффективный способ замораживания пищевых продуктов» // Материалы 5-й Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология». Под редакцией доктора технических наук, профессора С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2010. С. 232-236.

7. А.И. Лунин, М.А. Ромашов, В.Н. Коваленко, Данг Ван Лай «Оптимизация пускового периода дроссельных низкотемпературных систем со смесевыми хладагентами» // Материалы 5-й Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология». Под редакцией доктора технических наук, профессора С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2010. С. 237-242.

8. М.А. Ромашов «Оптимизация пусковых периодов низкотемпературных систем, работающих на смесевых хладагентах» // Тезисы докладов 16-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд. дом МЭИ, 2010. Т.З. С. 108-109.

9. *А.И. Лунин, Данг Ван Лай, М.А. Ромашов «Сопоставление методов расчета быстрого замораживания рыбопродуктов» // Холодильная техника, 2010. №8. С. 48-51.

10. *А.И. Лунин, М.А. Ромашов, В.Н. Коваленко, Данг Ван Лай «Дроссельная низкотемпературная система со смесевым хладагентом» // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2010. №9. С. 25-27.

11. М.А. Ромашов «Влияние изменений внешний среды на работу дроссельных низкотемпературных систем со смесевым хладагентом» // Тезисы докладов 17-й Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд. дом МЭИ, 2011. Т.З. С. 97-99.

12. А.И. Лунин, М.А. Ромашов, Данг Ван Лай «Характеристики дроссельных низкотемпературных систем со смесевым хладагентом при изменении температуры окружающей среды» // Материалы 6-й Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология». Под редакцией доктора технических наук, профессора С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2011. С. 74-76.

13. А.И. Лунин, Данг Ван Лай, М.А. Ромашов «Сопоставление расчетных и экспериментальных данных по низкотемпературному замораживанию рыбопродуктов» // Материалы 6-й Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология». Под редакцией доктора технических наук, профессора С.Б. Нестерова. М.: НОВЕЛЛА, 2011. С. 77-81.

14. * А.И. Лунин, Данг Ван Лай, М.А. Ромашов. Влияние параметров низкотемпературного воздуха на процесс замораживания морепродуктов // Холодильная техника, 2011, № 7. С. 48-52.

Подписано в печать 9.10-Шз ак. Тир. ¡00 П.л. Полиграфический центр МЭИ Красноказарменная ул.,д.13

і

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Объекты исследований.

1.2. Пусковые режимы низкотемпературных систем.

1.3. Низкотемпературная установка как сложная динамическая система.

1.4. Анализ изученных методик описания переходных процессов в низкотемпературных установках.

1.5. Задачи исследований пусковых процессов в низкотемпературных установках, работающих на смесевых хладагентах.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ПРОГРАММНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ РАСЧЕТА УТЕЧЕК И ДОЗАПРАВОК МНОГОКОМПОНЕНТНОГО РАБОЧЕГО ТЕЛА НИЗКОТЕПЕРАТУРНЫХ СИСТЕМ.

2.1. Методики и программа расчета.

2.2. Погрешности экспериментальных исследований.

2.2.1. Погрешности результатов при прямых измерениях.

2.2.2. Косвенные погрешности.

3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ ПУСКОВЫХ ПРОЦЕССОВ ДРОССЕЛЬНЫХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СИСТЕМ ПРИ РАБОТЕ НА СМЕСЕВЫХ ХЛАДАГЕНТАХ.

3.1. Основы расчета реального дроссельного цикла, работающего на многокомпонентных рабочих телах.

3.1.1. Влияние пусковых процессов на характеристики компрессорного блока.

3.1.2. Изменение характеристик регенеративного теплообменника во время пуска.

3.1.2.1. Определение параметров двухпоточного теплообменника.

3.1.2.2. Определение параметров трехпоточного теплообменника.

3.1.3. Теплопередача и гидравлическое сопротивление при использовании многокомпонентных рабочих тел.

3.2. Алгоритм подбора состава МРТ и давлений в цикле для оптимизации пускового периода.

4. ПУСКОВЫЕ ПРОЦЕССЫ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМ УСТАНОВКИ ДЛЯ СВЕРХБЫСТРОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ, РАБОТАЮЩЕЙ НА СМЕСЕВОМ ХЛАДАГЕНТЕ.

4.1. Назначение низкотемпературной установки.

4.2. Описание экспериментальной низкотемпературной установки для быстрого замораживания, работающей на смесевом хладагенте.

4.3. Проведение модернизации низкотемпературной установки.

4.4. Система сбора и обработки информации на экспериментальной установке.

4.5. Изучение пусковых процессов низкотемпературной установки с термокамерой.

5. ПУСКОВЫЕ ПРОЦЕССЫ УСТАНОВКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО АЗОТА МАЛОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА.

5.1. Целесообразность разработки ожижителя азота малой производительности.

5.2. Описание опытного образца ожижителя азота малой производительности.

5.3. Целесообразность проведения оптимизации пускового периода верхнего контура каскадной низкотемпературной установки.

5.4. Оптимизация пускового периода нижнего контура каскадной низкотемпературной установки для ожижения азота.

С середины XVIII и до начала XX века в качестве хладагентов применяли воду, воздух, диэтиловый и метиловый эфиры, аммиак, двуокись углерода, сернистый ангидрид и др.

В конце 1920-х годов Томас Мидглей открыл новое семейство фреонов -хлорфторуглероды (ХФУ), которое обладало оптимальными свойствами. В 1931 году фирма Дюпон представила на рынке новую торговую марку -Фреон и начала коммерческое производство Фреона-11 и Фреона-12. В 1936 году фирма Дюпон начала производство другого хладагента -гидрохлорфторуглерода (ГХФУ) - Фреона-22. С этими открытиями промышленность получила "зеленый свет" массовому выпуску разнообразной холодильной техники и индустриальные страны приступили к широкомасштабному производству всех видов холодильников и установок для кондиционирования воздуха [7, 65, 111].

Обозначение хладагента буквой R (refrigerant), так же как наименование ФРЕОН и ХЛАДОН, стало общепринятым.

В связи с вступлением с 1 января 1989 г. Монреальского протокола по веществам, разрушающим озоновый слой, и с 16 февраля 2005 г. Киотского протокола, запрещающего эмиссию парниковых газов, вопрос о выборе хладагента для холодильных машин стоит более остро, чем прежде [41].

Технология смешения хладагентов привела к появлению в 1952 г. смесевого хладагента R502 (R115+R22), заменившего R22 в низкотемпературных холодильных установках. Это позволило снизить повышенные температуры нагнетания в компрессорах, характерные для R22. Для получения очень низких температур были разработаны хладагенты R13, R503 и R13B1 [8].

В дальнейшем были разработаны озонобезопасные сервисные смеси, относящиеся к группе гидрофторуглеродов (ГФУ): R401; R404a; R407c и др. [7,51,76].

Перспективным направлением совершенствования низкотемпературных дроссельных регенеративных систем (ДРС) служит применение специально подобранных для конкретных условий и температурных уровней охлаждения многокомпонентных рабочих тел (МРТ). Известные методики оптимизации состава таких смесей и давлений в цикле [19, 22, 44, 67] позволяют получать высокую энергетическую эффективность на уровне каскадных низкотемпературных машин [11, 91] и газовых криогенных машин [5, 13, 17, 46].

Для низкотемпературных установок, работающих на смесевых хладагентах, важным вопросом служит оптимизация пусковых процессов. Очевидно, если не требует объект охлаждения определенного закона пускового периода, необходимо стремиться к его минимизации. Это характерно как для крупных установок, потребляющих электроэнергию во время непроизводительного пускового периода, так и для микросистем, для которых становится главным быстрый выход на заданный температурный уровень охлаждения [73]. В настоящее время вопросы оптимизации (минимизации) пусковых процессов низкотемпературных систем, работающих как в режиме рефрижераторов, так и в режиме ожижителей, мало изучены [24, 60, 69, 78].

Цель работы. Исследование пусковых процессов в низкотемпературных дроссельных системах, работающих на многокомпонентных рабочих телах. Разработка методик и составление программ для определения термодинамических параметров системы при заправках и дозаправках хладоагрегатов компонентами смеси.

Научная новизна работы:

1. Впервые разработаны методика и программа расчета и прогнозирования изменения состава смесевого хладагента и давления в заправочной емкости.

2. Впервые разработаны методика и программа расчета количеств дозаправляемых компонентов смеси в случае возможных утечек из низкотемпературной системы.

3. Предложен путь по сокращению времени выхода системы на рабочий стационарный режим путем оптимального регулирования давления смесевого хладагента в испарителе с целью получения максимальных значений холодопроизводительности реальной низкотемпературной установки во всем пусковом периоде.

4. Впервые разработана и изготовлена компактная энергетически эффективная низкотемпературная установка малой производительности по сжижению атмосферного азота, работающая на серийных холодильных компрессорах со смесевым хладагентом.

Практическая ценность:

1. Разработанные методика и программа расчета изменения состава зеотропного многокомпонентного рабочего тела в заправочном баллоне (системе) при многократных заправках хладагрегатов позволяют определять максимальное количество заправок без заметных изменений характеристик низкотемпературных систем.

2. Разработанная методика оптимизации пускового периода и подбора текущего давления в испарителе позволяет по найденному для конкретной установки закону изменения давления в испарителе минимизировать время выхода на расчетный стационарный режим низкотемпературной системы со смесевым хладагентом.

3. Разработанные методика и программа расчета изменения состава и давления в установках и дозаправки многокомпонентного рабочего тела при утечках из низкотемпературных систем позволяют поддерживать работоспособность установок без заметных изменений характеристик.

4. Разработанная и изготовленная установка получения жидкого азота из атмосферного воздуха малой производительности найдет широкое применение во многих отраслях науки, медицины и техники.

Апробация работы. Основные научные результаты работы были доложены и обсуждены на девяти международных конференциях: на XIII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2007), XIV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2008), IV Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология» (г. Москва, Сокольники,

2009), XV Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2009), V Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология» (г. Москва, Сокольники,

2010), XVI Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2010), XVII Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, МЭИ, 2011), VI Международной научно-технической конференции «Вакуумная техника, материалы и технология» (г. Москва, Сокольники,

2011), Второй международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Инновационные разработки в области техники и физики низких температур» (г. Москва, МГУИЕ, 2011).

Публикации. Материалы, изложенные в диссертационной работе, нашли отражение в 14 опубликованных печатных работах, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура н объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа содержит 164 страниц основного текста, включая 47 рисунков, 6 таблицы и приложение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработанные методика и программа прогнозирования изменения состава смеси при многократных отборах из заправочного баллона позволяют определять максимальное количество заправок без заметных изменений характеристик низкотемпературной системы.

2. Полученная оптимизационная кривая значений давления в испарителе для пускового режима двух низкотемпературных установок со смесевыми хладагентами характеризуется значениями максимальной холодопроизводительности на каждом температурном уровне в испарителе во время пускового периода.

3. Проведенный эксперимент с конечной температурой в низкотемпературной камере То = 173 К (- 100 °С) с использованием оптимизационного закона регулирования показал, что уменьшение длительности пускового периода составило 44,5% по сравнению с нерегулируемым пуском.

4. Разработанная и созданная низкотемпературная двухкаскадная установка малой производительности со смесевым хладагентом для ожижения атмосферного азота показала свою высокую эффективность и простоту конструкции.

5. Пусковой период верхнего контура установки ожижения азота регулировать нецелесообразно из-за малого времени выхода на температурный режим предварительного охлаждения То5пр.= 240 К.

6. Отсутствие регулирования давления после дросселя нижнего контура малого ожижителя азота по найденному закону приводит к увеличению общего времени пуска установки, по сравнению с регулированным пуском, в 1,8 раза.

1. Алфеев В. Н., Никольский В.А., Ягодин В. М. Дроссельные криогенные системы на многокомпонентных газовых смесях. В кн.: Электронная техника. 1971, серия 15, вып. 1 (3), стр. 95- 103.

2. Айвазов Б.В. Основы газовой хроматографии. М.: Высшая школа, 1977, 183 с.

3. Арманд А.А Расчет переходных процессов в теплообменниках. В кн.: Теплообмен при высоких тепловых нагрузках и других специальных условиях. М.: Госэнергоиздат, 1959, стр. 150 - 156.

4. Арутюнян JI. П. Исследование переходных процессов в низкотемпературных установках. Автореферат дисс. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук - М.: МВТУ, 1978, 20 с.

5. Архаров А. М. Низкотемпературные газовые холодильные машины (криогенераторы)-М.: «Машиностроение», 1969, 224 с.

6. Архаров А. М., Марфенина И.В., Микулин Е. И. Теория и расчет криогенных систем М.: Машиностроение, 1978,

7. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И., Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе М.: Колос,2000,160с

8. Бадылькес И.С. Рабочие вещества и процессы холодильных машин. -М.: Госторгиздат, 1974, 280 с.

9. Балакирев В. С., Дудников Е. Г., Цирлин А. М. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управления М., «Энергия», 1967, 232 с.

10. Банников А.Г., Рустамов А.К., Вакулин A.A. Охрана природы М.: Агропромиздат, 1985, 204 с.

11. Бараненко A.B., Бухарин H.H., Пекарев В.И., Сакун И.А., Тимофеевский JI.C. Холодильные машины: учебник для студентов втузовспециальности «Техника и физика низких температур» / Под общ. ред. JI.C. Тимофеевского. СПб.: Политехника, 1997, 992 с.

12. Беляков В. П. Криогенная техника и технология. М.: Энергоиздат, 1982, 271 с.

13. Бичев А. А., Глухов С. Д., Никишин А. С. Изменение состава многокомпонентного криоагента в дроссельной установке азотного уровня охлаждения. Тр. МВТУ. 1988. - № 522, стр. 61-67.

14. Бичев А. А., Глухов С. Д. Энергетические характеристики циклов двойного дросселирования на смеси криоагентов. Изв. ВУЗов, сер. Машиностроение, 1985, № 2, стр. 44 48.

15. Богданов С.Н. Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальных труб// Холодильная техника, 1964, №4, с. 40 44.

16. Большаков С.А., Лебедев В.Ф., Локтев A.B., Руцкий A.B.// Холодильная техника и технология, М.: «Инфра-М», 2000, 288 с.

17. Боярский М.Ю. Грачев А.Б. Калинин Н.В. и др. Автономные криорефрижераторы малой мощности -М.: Энергоатомиздат, 1984.

18. Боярский. М.Ю. Лунин А.И., Могорычный В.И. Характеристики криогенных систем при работе на смесях М.: Изд. «МЭИ». 1990.

19. Боярский. М.Ю., Подчерняев О.Н. Кубическое уравнение состояния для прогнозирования термодинамических свойств новых рабочих веществ // Холодильная техника, 1991, № 10, стр. 7-9.

20. Боярский. М.Ю., Подчерняев О.Н. Методы расчета фазовых равновесий и термодинамических свойств для анализа циклов дроссельных рефрижераторов на смесях // Высокотемпературная сверхпроводимость, 1990, Вып. 3-4, стр. 27 39.

21. Боярский. М.Ю., Лунин А.И., Подчерняев О.Н. Влияние состава многокомпонентного рабочего тела на характеристики дроссельных рефрижераторов -М.: Изд. «МЭИ». 1989, Вып. 221, стр. 5 10.

22. Боярский. М.Ю. Основы фазовых равновесий в многокомпонентных системах-М.: Изд. «МЭИ», 1984.

23. Бродянский В.М. Основы методики расчета пускового периода дроссельных криорефрижераторов. -М.: Труды МЭИ, 1974, вып. 186, стр. 112-120.

24. Бродянский В.М., Грезин А. К. Повышение эффективности низкотемпературных машин // Холодильная техника, 1973, №. 3, стр. 1-5.

25. Бродянский В.М., Грезин А. К., Громов Э. А. и др. Эффективные дроссельные криогенные рефрижераторы, работающие на смесях // Химическое и нефтяное машиностроение, 1971, № 12, стр. 16 18.

26. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. М., «Энергия», 1973, 296 с.

27. Бродянский В.М. Перспективы использования дроссельных циклов на смесях в криогенных системах // Химическое и нефтяное машиностроение, 1976, № 1, стр. 21-23.

28. Бродянский В.М., Семенов A.M. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980, 448 с.

29. Буткевич И. К., Филимонова В. Е. Расчетно-экспериментальные исследования процесса захолаживания сверхпроводящего кабеля. М.: 1980, с. 119-127.

30. Бухтер Е.З., Калнинь И.М., Славуцкий Д.Л. Результаты испытаний фреоновых холодильных машин // Холодильная техника, 1965, №3, с. 10 16.

31. Быков A.B. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-248 с.

32. Быков A.B., Калнинь И.М., Крузе A.C. Холодильные машины и тепловые насосы. Повышение эффективности. — М.: Агропромиздат, 1988, 288 с.

33. Быстрова Т.А. Исследование регенератора-рекуператора в нестационарном тепловом потоке. Исследование аппаратов глубокого холода. Сб. статей МВТУ им. Баумана, 1955.

34. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд. - М.: «Наука», 1972, 720 с.

35. Васюнина Г.В., Аксельрод Л.С. О вымораживании влаги и двуокиси углерода в трубчатых теплообменниках. В кн.: Аппараты и машины кислородных установок. (Труды ВНШЖИМАШ). - М., 1961, вып. 4,стр. 184-207.

36. Ведекайнд В., Стокер Б. Теоретическая модель для расчета переходной характеристики точки перехода смеси в пар в горизонтальном испаряющемся потоке. ASME «Теплопередача».-М.: «Мир», 1968, № 3, стр. 115-132.

37. Вейнберг Б. С.Поршневые компрессоры холодильных машин. М.: «Машиностроение», 1965. 365 с.

38. Венгер К.П., Мотин В.В. Совершенствование многозонного азотного скороморозильного аппарата // Холодильная техника, 1990, № 9, стр. 24 27.

39. Гарднер М.Ф., Дж. Л. Берне. Переходные процессы в линейных системах. -М.: Физматгиз, 1961, 547 с.

40. Гиндлин Н. М. О влиянии фреонов на слой озона (обзорная информация) // Холодильная техника, 1960, № 3, стр. 7-9.

41. Гоголин A.A. Оптимальные перепады температур в испарителях и конденсаторах холодильных машин // Холодильная техника, 1972, № 3,стр. 23 27.

42. Горбачев С. П., Субботин Ю. Н., Ладохин С. Д. и др. Расчетно-экспериментальные характеристики дроссельных рефрижераторов на смесях для ВТСП устройств. // Высокотемпературная сверхпроводимость, 1990, № 3-4. стр. 3-8.

43. Грезин А. К., Громов Э.А., Захаров Н.Д. Формирование и оптимизация состава хладагентов для дроссельных криогенных систем.// Химическое и нефтяное машиностроение, 1975, № 9, стр. 7-8.

44. Грезин А. К., Громов Э.А., Захаров Н.Д. Исследование дроссельных микрокриогенных систем на азотно-фреоновых смесях. В кн.: Техника низких температур. - Л., изд. ЛТИХП, 1971, стр. 87 - 90.

45. Грезин А. К., Зиновьев B.C. Микрокриогенная техника. -М.: «Машиностроение», 1977, 232 с.

46. Григорьев В.А., Павлов Ю.М., Аметистов Е.В. Кипение криогенных жидкостей. -М.: «Энергия», 1977, 288 с.

47. Гуйко Э.И. Теоретические основы тепло- и хладотехники. Ч. 1. Техническая термодинамика. Учебное пособие. Л.: Изд. Ленинградского университета, 1974, стр. 204 - 205.

48. Данилова Г.Н. Обобщение опытных данных по теплообмену при кипении фреонов. // В кн.: Холодильная техника и технология, Киев: «Техника», 1969, №8, стр. 79-85.

49. Девятов Б. Н. Теория переходных процессов в технологических аппаратах с точки зрения задач управления. Новосибирск, Изд. АН СССР, 1964, 324 с.

50. Джеймс М. Следующее поколение хладагентов // Холодильная техника, 2008, № 8, стр. 39 42.

51. Захаров Н. Д. Применение многокомпонентных криоагентов как метод повышения эффективности дроссельных систем. Криогенные машины. -Омск, 1980, стр. 22-30.

52. Иващенко Н. Н. Автоматическое регулирование. -М.: «Машиностроение», 1973, 604 с.

53. Исаченко В.П. Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача, М.: Энергоиздат, 1981,416с.

54. Кобрянский В. Л., Миклашевич В. В., и др. Криомедицинская установка на основе дроссельной системы охлаждения замкнутого цикла. // Электронная промышленность, 1979, Вып. 8-9, стр. 71-72.

55. Константинов Л. И. Математическое моделирование процессов судовых холодильных установок на переменных и нестационарных режимах. Автореф. дис. на соиск. учен. Степ, д-ра техн. наук. Л.: ЛТИХП, 1974, 51 с.

56. Константинов Л. И., Мельниченко Л. Г. Расчеты холодильных машин и установок. -М.: «Агропромиздат», 1991, 526 с.

57. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1984, 832 с.

58. Коханский А. И., Роговая С. Н., Шахневич В. И. Определение возмущающих воздействий камер созревания и хранения сыров. В кн.: «Холодильная техника и технология», - Киев: «Техника», 1976, № 22,стр. 93-95.

59. Кротов A.C. Исследование динамических характеристик парокомпрессионных холодильных машин на многокомпонентных смесях хладагентов: Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М.: Изд-во МГТУ, 2011,20 с.

60. Кузьмин М. П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена. -М.: «Энергия», 1974. 416 с.

61. Кутателадзе С. С., Боришанский В. В. Справочник по теплопередаче. М. - JL: Госэнергоиздат, 1959, 414 с.

62. Кутателадзе С. С., Стырикович М. А. Гидравлика газо-жидкостных систем. -М. Л.: Госэнергоиздат, 1958, 232 с.

63. Кутателадзе С. С. Теплопередача при конденсации и кипении. М. -Л.: Машгиз, 1952, 231 с.

64. Лавреченко Г. К. Формирование оптимальных многокомпонентных рабочих тел для дроссельных рефрижераторов. // Холодильная техника и технологии, 1982, Вып. 34, стр. 69 77.

65. Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Теоретическая физика: В 10 т. М.: Наука, 1976. -Т.5, 584 с.

66. Лунин А.И., Могорычный В.И., Коваленко В.Н. Применение многокомпонентных рабочих тел в низкотемпературной технике. Учебное пособие. М.: Издательский дом МЭИ, 2009, 100 с.

67. Лыков А. В. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1972, 560 с.

68. Ляпин В.И., Бахнев В. Г., Прусман Ю. О. Расчет пусковых режимов криогенных систем с циркуляционным контуром. В кн.: Криогенные машины. - Новосибирск: 1977, стр. 48 - 55.

69. Ляшков В. И. Теоретические основы теплотехники. М.: "Издательство машиностроение-1" 2005.

70. Лыков A.B. Теория теплопроводности. -М.: Издат. "Вышая школа", 1967.

71. Маламыжев В. П. Биенко B.C., Теплов В.В. Замкнутая дроссельная криогенная установка на температурный уровень 80 К. Всесоюзная научно -техническая конф. «Холод народному хозяйству»: тез. докл. -Л.: ЛТИХП, 1991, стр. 113.

72. Малые холодильные установки и холодильный транспорт: Справочник. -М.: Пищ. промышленность, 1978, 236 с.

73. Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной технологии. М.: Пищ. пром-сть, 1975, 560 с.

74. Микулин E.H. Криогенная техника. М.: «Машиностроение», 1969, 270 с.

75. Милованов В. И., Лопатинская 3. 3., Волобуев И.В. Перспективы применения экологически чистых хладагентов в холодильной технике. (Обзорная инф. Сер. ХМ 7. Холодильное машиностроение) - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991, 28 с.

76. Михеев М. А. Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: «Энергия», 1973, 320 с.

77. Морозов В. Н., Захаров Н. Д., Грезин А. К., Халистов Н. X. Моделирование пускового режима замкнутых дроссельных микрокриогенных систем на ЭВМ. В кн.: Криогенные машины. - Омск: 1980, стр.3 - 13.

78. Новотельнов В. Н. Моделирование статических и динамических характеристик криогенных установок. Автореферат дис. на соиск. уч. степ, канд. техн. наук. - Л.: 1980, 20 с.

79. Новотельнов В. П., Рыжкова О. Г. Математическая модель переходного процесса в двухступенчатой криогенной системе-В кн.: Известия вузов, сер. Машиностроение, 1977, № 9, стр. 55 60.

80. О выборе состава многокомпонентного рабочего тела для дроссельных рефрижераторных систем. В кн.: Вопросы глубокого охлаждения. - Омск: изд. ОмПИ, 1972. стр. 70-75. Авт.: А.К. Грезин, Э.А. Громов, В. Ф. Чайковский, Н.Д. Захаров.

81. Оптимизация рабочего давления баллонных дроссельных микрокриогенных систем. В кн.: Вопросы криогенной техники. - Омск: изд. ОмПИ, 1974. с. 75 - 82. Авт.: А.К. Грезин, Э.А. Громов, В. Ф. Ю.И. Мятяш, Ю.И. Ланда.

82. Орлова М.П., Погорелова О.Ф., Улыбин С.А. Низкотемпературная термометрия: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987.

83. Патанкар С. Численные методы для решения задач теплообмена и динамики жидкости. -М.: "Энергоатомиздат." 1967.

84. Печорина И. Н. Расчет систем автоматического управления. М.: Гостехиздат, 1962. 107 с.

85. Подольский А. Г. К обобщенному математическому моделированию многоступенчатых криогенных рефрижераторных установок. Известия вузов, сер. Энергетика. 1984, № 1, стр. 78 - 85.

86. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978.

87. Растригин Л.А. Системы экстремального управления. М.: «Наука», 1974. 632 с.

88. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Справочное пособие. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1982.

89. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. Издание второе переработанное и дополненное. -М.: Высшая школа, 1990.

90. Розенфельд JI.M., Ткачев А.Г. Холодильные машины и аппараты. -М.: Готоргиздат, 1960, 656 с.

91. Самарский А.А, Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. -М,: Едиториал УРСС, 2003.

92. Селезнев М. А. Регулирующие органы в системах регулирования теплоэнергетическими процессами. -М.: Изд. МЭИ, 1968. 160 с.

93. Создание высокоэффективных теплообменных аппаратов криогенных систем/ Пронько В.Г., Оносовский Е.В., Усанов В.В. и др. // Химическое и нефтяное машиностроение, 1976, № 3, стр. 19-21.

94. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергия, 1987.

95. Солнцев Ю.П., Степанов Г.А., Материалы в криогенной технике. Справочник. Л.: Машиностроение, 1982.

96. Справочник по физико-техническим основам криогеники. Под ред. М.П. Малкова. -М.: Энергия, 1973, 393 с.

97. Суслов А.Д. Пусковой период дроссельных систем. «Труды МВТУ им. Н.Э. Баумана». М., 1974, вып. 193, стр. 121 - 128.

98. Термодинамические свойства азота. Ред. Еськова H.A. М.: Издательство стандартов, 1977.

99. Термодинамические свойства пропана. Сычев В.В., Вассерман А. А., Козлов А. Д. и др. М.: Изд. стандартов, 1985, 264 с.

100. Техническая кибернетика. Теория автоматического управления. Кн. 1, 2. Под ред. В. В. Солодникова, -М., «Машиностроение», 1967, 678 с.

101. Уайн Г. К. Экспериментальная техника в физике низких температур. М.: Физматгиз, 1961, 270 с.

102. Фастовский В.Г., Петровский Ю.Г., Ровинский А. Е. Криогенная техника. М.: «Энергия», 1967, 496 с.

103. Фиалков А. и Мак-Кормик. Нелинейное программирование. Методы последовательной безусловной оптимизации. М.: «Мир», 1972, 240 с.

104. Хасан А.И. Способы улучшения характеристик парокомпрессионных холодильных установок при повышенных значениях температуры окружающей среды: Автореф. дис. на соис. уч. степ, кандидата техн. наук -М.: Изд. МЭИ, 1993, 16 с.

105. Хелди Дж. Нелинейное и динамическое программирование. М.: «Мир», 1967, 506 с.

106. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: «Мир», 1975, 534 с.

107. Холодильные компрессоры. А.В.Быков, Э.М. Бежанишвили, И.Н. Калнинь и др.; под реакцией A.B. Быкова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос, 1992.

108. Холодильные машины: Справочник. М.: Легкая и пищ. Пром-ность, 1981,220 с.

109. Цветков О.Б., Лаптев Ю.А. Заседание рабочей группы « Свойства хладагентов и теплоносителей»// Холодильная техника, 1998, № 5, стр. 32.

110. Чермак И., Петерка В., Заворка И. Динамика регулируемых систем в теплоэнергетике и химии. М.: Мир, 1972.

111. Чернышева Е.А., Применение многокомпонентных рабочих тел в низкотемпературной технике. Учебное пособие. Экспресс-информация, 1975, №6.

112. Чуклин С. Г., Никульшина Д. Г., Чумак И. Г. Примеры расчетов холодильных установок. -М.: «Пищевая промышленность», 1964, 381 с.

113. Чумак И. Г., Коханский А. И., Занько О. Н. Математическая модель холодильной установки с непосредственным испарением. Исследование работы судовых холодильных установок. Вып. 3. Калининградское книжное издательство, 1974, стр. 81-93.

114. Чумак И. Г., Коханский А. И. Динамические режимы работы холодильных установок и аппаратов. -М.: Машиностроение, 1978.

115. Под ред. Сакуна И.А. Холодильные машины. JL: Машиностроение, 1985,510с.

116. Под ред. Чумака И.Г. Холодильные установки. Одесса: «Друг», 2007, 472с.

117. Abrams D. S., Prausnitz J. М. Statistical thermodynamics of liquid mixtures. A new expression of the excess Gibbs energy of partily or completely miscible system. AIChE Journal. 1975, № 21, P. 116 - 128.

118. Adrian Bejan. Heat Transfer, Wiley, 1993.

119. Chen J.C. A correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow // Ind. Engng. Chem. Proc. Des. Dev. 1966. V. 5. p. 322.

120. Coppage I.E., London A.L. Heat Transfer and Flow Friction Characteristics of Porous Medium. "Chemical Engineering progress", 1956, vol. 52, No.2

121. Elevated-pressure mixed-coolants Joule-Thomson cryocooling. M.-Z. Maytal and oth. Cryogenics, 46, 2006, p. 55 67.

122. Fleming R.B. Advances in Cryogenic Engineering, volume 12, plenum press, New Yorkm, 1976.

123. Gronnerud R. Investigation of liquid hold-up, flow-resistance and heat transfer in circulation type evaporators, part IV: two-phase flow resistance in boiling refrigerants. Annexe 1972 1, Bull, de lTnst. du Froid, 1979.

124. Grunberg L., Nissan A.H. Nature Journal, № 164, 1949

125. Hou Y.C., Martin J.J., Phisical and thermodynamic properties of triflouromethane., AlChE, № 5, 1959.

126. Ideal gas thermodynamic properties of six fluoroethanes. S.S. Chen and others. J. Phys. Chem. Ref., №4, 1975.

127. L.Q. Lobo, L.A.K. Staveley. The Vapour pressure of tetrafluoromethane. Cryogenics, 19, 1979, p. 335 338.

128. L.Q. Lobo, L.A.K. Staveley. Thermodynamic properties of liquid carbon tetrafluoride. J. Chem. Energy, № 26, 1981, p. 404 407.

129. Patel N. C., Teja A. S. A new cubic equation of state for fluids and fluid mixtures. Chem. Eng. Sci. 1982. - Vol. 37, № 3 p. 463 - 473.

130. Peng D. V., Robinson D. B. A new two-constant equation of state. Ind. Eng. Chem. Fundum, 1976, Vol. 15, № 1, p. 59 - 64.

131. Prakash, C. and Voller, V.R. on the numerical solution of continuum mixture model equations describing binary solid-liquid phase change, Num. Heat Transfer 9in press), 1989.

132. Prandtl L. Essentials for Fluid Mechanics. Blackie ltd., Glasgow, 1953.

133. Reid C.R., Prausnitz J.M., Poling B.E. The Properties of Gases and Liquids. Fourth edition, 1987.

134. Rozhentsev A., Naer V. Investigation of the starting modes of the low-temperature refrigerating machines working on the mixtures of refrigerants. International journal of refrigeration, 32, 2009, p. 901 910.

135. Stephan K., Abdelsalam M. Heat-transfer correlations for natural convection boiling // Int. J. of Yeat Mass Trans, 1980, V. 23, p. 73 87.

136. Thonon B., Vidil R. et Marvillet C. Recent research and developments in plate heat exchangers, Proceedings of the ICHMT Conference on New Developments in Heat Exchangers, Lisboa, 1993 (voir note GRETh 93/324 en 1993).

137. Voller, V.R, Brent A.D. and Prakash, C -The modeling of heat, mass and solute transport in solidification systems // Int. J. Heat and Mass Transfer (in press), 1989.

138. Vonk G.A., A compact heat exchanger of high thermal efficiency. «Phillips technical review», № 5, vol. 29, 1969.

139. Yua J., Momoki S., Koyama S. Experimental study of surface effect on flow boiling heat transfer in horizontal smooth tubes // Int. J. Heat Mass Trans, 1999, V. 42, p. 1909- 1918.