Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Моделювання газодинамічних процесів в хвильових генераторах холоду динамічного газорозподілу

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

PDF
Опубліковано кві 10, 2024
DOI https://doi.org/10.15673/ret.v60i1.2896

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Д.О. Димерцов
Харківський Національний Економічний Університет імені Семена Кузнеця, проспект Науки, 9A, Харків, 61166, Україна
https://orcid.org/0009-0000-4894-3495

Анотація

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». Простота конструкцій та швидка зміна процесів в таких генераторах, дала можливість використання математичного моделювання, що більш досконало дозволяє вивчити процеси. Розвиток теорії нелінійних коливань реальних систем стикався з різними труднощами; тому досліди газодинамічних коливань на простих моделях є досить актуальними. Робота генераторів досить цікава з точки зору кріогенно-холодильного напряму розвитку машинних менш газодинамічних методів отримання низьких температур. Цей пристрій поєднує в собі простоту і надійність конструкції, на відміну від інших холодильних машин, так як має в своїй конструкції прості рухомі частини або зовсім їх не має. Хвильові генератори знайшли своє застосування в енергетиці, харчовій промисловості та ін. В роботі розглянуті гіпотези виникнення хвильових процесів в приймальних трубках генераторів різних типів, а також виникнення теплових процесів. Приведена математична модель газодинамічних процесів, де використовується система диференційних рівнянь газової динаміки з граничними умовами. Швидка зміна процесів в приймальних трубках дозволяє за допомогою математичного моделювання ширше заглянути в процеси. Система вирішується за допомогою методу кінцевих різниць. Показано вибір кроків роботи моделі, а також перевірку моделі на достовірність. Представлені результати в залежності від частоти обертання газового розподільника, від зміни температури на вході, потужності пристрою, а також коефіцієнта корисної дії. Результати дослідження отримані за допомогою розробленої програми у мові програмування Lazarus Free Pascal

Ключові слова:
Хвильові генератори холоду, Математичне моделювання, Газодинамічні процеси, Граничні умови, Газовий розподільник, Lazarus Free Pascal

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Димерцов, Д. (2024). Моделювання газодинамічних процесів в хвильових генераторах холоду динамічного газорозподілу. Refrigeration Engineering and Technology, 60(1), 20-29. https://doi.org/10.15673/ret.v60i1.2896
Номер
Том 60 № 1 (2024)
Розділ
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ

Посилання

1. Dapeng Hu, Yichao Li, Peiqi Liu, Yang Yu, Fengxia Liu. (2022) Numerical Study on the Effect of Nozzle Incident Angle on the Overall Performance of Gas Wave Refrigerator. International Journal of Refrigeration, 138, 61-70.
2. Neil Castelino, Ephraim J. Gutmark. (2021) SPOD Analysis of Pulsed Jets in Supersonic Crossflow using a High Frequency Actuator: An Abstract. AIAA 2022-0204 Session. Numerical Analysis of Scramjet Engines II.
3. John T Solomon, Rhys Lockyer, Tailor Jones. (2023) High-Frequency Pulsed Coaxial Injectors for High-Speed Flow Mixing and Control. AIAA Journal, 61, 12, 5332-5346.
4. Sonu K. Thomas, Venkata S.R. Narava. (2022) Role of non-circular jets in the performance of Hartmann whistles. Applied Acoustics, 192, 108736.
5. T. Saito, P. Voinovich, W. Zhao, K. Shibasaki, S. Shibasaki, K. Takayama. (2003) Experimental and numerical study of pressure wave refrigerator performance. Shock Waves, 13, 253-259.
6. Bondarenko, V.L. (2003) Creation and research of wave cryogenerators and their application in the technology of obtaining high-purity neon. Diss. Dr. Tech. Sciences 04.05.03.
7. Sangyoon, L., Tae-Seong, R., Hyoung, J.L. (2023) Influence of jet parameters of fluidic oscillator-type fuel injector on the mixing performance in a supersonic flow field. Aerospace Science and Technology, 134, 108154
8. Deitch, M.E. (1974) Technical gas dynamics, 2nd ed. M.-L., 592.
9. Kukharenko, V.N. (1999) Mathematical Model of a Wave Cooler. Cryocoolers 10, edited by R. G. Ross, Jr. Kluwer. Academic/Plenum Publishers, 405-409.
10. Galiullin R.G., Ermakov R.A. (2008) A gas compressor based on a piston-type acoustic resonator. Chemical and Petroleum Engineering, 44, 7, 387-392.
11. Wilson, J. (2003) A Simple Model of Pulsed Ejector Thrust Augmentation. NASA/CR-2003-212541. QSS Group, Inc. Cleveland, Ohio, 26 p.
12. Zhimin, Hu. (2000) Gaseouse wave refrigeration device with flow regulator. Patent 6089026. (USA). Date Jul.18.2000.
13. Gogrichiani, G.V., Shipilin, A.V. (1986) Transient processes in pneumatic systems. M.: Mashinobuduvannia, 160.
14. Yan Beliavsky. (2017) Experimental arguments in favour of heat transfer in compressible fluids by Pressure Gradient Elastic Waves. International Journal of Heat and Mass Transfer, 107, 723-728.
15. Xiuzhi Xi, Yuhang Xin, Dingli Duan, Bo Zhang. (2023) Experimental investigation on the performance of a novel resonance-assisted ejector under low pressurization. // Energy Conversion and Management, 280, 116778.
16. Babak, A., Karimi, H. (2017) Effect of pipe geometry and material properties on flow characteristics and thermal performance of a conical Hartmann-Sprenger tube. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 39, 4489-4501.
17. C. Bauer, P. Lungu and O.J. Haidn. (2019) Numerical Investigation of a Resonance Ignition System. Conference: 8th European Conference for Aeronautics and Space Sciences (EUCASS).