Вплив геометрії трубки та тиску нагнітання на роботу хвильового генератора холоду

Анотація

Хвильові генератори знайшли своє застосування у енергетиці, харчовій промисловості, космічних технологіях та газодобуванні. Тому актуальність вивчення хвильових генераторів і процесів в них займає важливе місце в кріогенній та холодильній техніці. Розглянувши розвиток холодильної техніки та математичного моделювання, було обрано перспективний спосіб отримання холоду, який базується на коливальному процесі газів, виникаючих в заглушених трубках, так званих «хвильових генераторах холоду»; або у вигляді автоколивального процесу, який налаштовується геометричними характеристиками трубки та сопла; або за допомогою механічного газового розподільника, який задає коливального процесу в приймальній трубці. Простота конструкцій та швидка зміна процесів в хвильових генераторах, дала можливість використання математичного моделювання, що більш досконало дозволяє вивчити газодинамічні процеси в приймальних трубках. В роботі розглянуті різні види хвильових генераторів холоду за способом газового розподілення та виникнення коливального процесу газу в приймальних трубках. Розглядається розрахункова схема генератора, яка була складена на основі проведеного аналізу існуючих конструкцій. В схему входять газовий розподільник з вбудованим соплом входу та виходу газу; приймальна трубка з заглушеним кінцем (резонансна трубка) та теплообмінна поверхня. Така схема охоплює більшість існуючих акустичних генераторів. Складена математична модель газодинамічних процесів, де використовується система диференційних рівнянь газової динаміки з різними граничними умовами на вході в приймальну трубку, та гранична умова третього роду для теплопровідної стінки. Результати дослідження отримані за допомогою розробленої програми у мові програмування Lazarus Free Pascal, а також представлені у вигляді залежностей зміни температури або холодиотної продуктивності від довжини, діаметра трубки або тиску нагнітання робочого газу