ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة تجريبية و حسابية لتحسين عامل أداء دارة تبريد انضغاطية باستخدام مزائج من وسائط التبريد

Experimental and computational study for improving refrigeration vapor compression cycle performance by using refrigerant mixtures

1901   2   104   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تهدف هذه الدراسة إلى البحث بإمكانية استخدام مزائج من وسائط التبريد كبديل لوسيط التبريد R134a في دارة تبريد انضغاطية اختبارية مصممة للعمل على شحنة مقدارها 100 g من وسيط التبريد R134a دون إجراء تغيير أو تعديل في الدارة. المزيج الجديد الذي تم تشكيله لا يسبب أي ضرر لطبقة الأوزون و آمن للاستخدام و يتكون من (R134a)، البروبان (R290)، البوتان (R600)، تم استخدام ثلاث نماذج مختلفة من المزيج و تم مقارنة معامل الأداء (COP) و خواص أخرى مع وسيط التبريد R134a عند نفس الشروط و عند درجات حرارة تبخير مختلفة. أظهرت النتائج بأن المزيج M40 يظهر زيادة في معامل الأداء (COP) بمقدار 7.77% و زيادة في التأثير التبريدي بمقدار 30% و انخفاض في درجة حرارة التصريف من الضاغط بمقدار 3.2% و ذلك مقارنة مع R134a. تدعم الدراسة إمكانية استخدام المزائج في دارات وسائط التبريد المصممة للعمل مع وسائط تبريد أحادية بدون الحاجة إلى إجراء أي تغيير في الدارة كما أنها تدعم إمكانية استخدام وسائط تبريد ذات مميزات ترموديناميكية ممتازة و صديقة للبيئة مثل البروبان و البوتان و لكن هناك تحذيرات من استخدامها بسبب قابليتها للاشتعال.


ملخص البحث
تهدف هذه الدراسة إلى تحسين أداء دارة تبريد انضغاطية باستخدام مزائج من وسائط التبريد كبديل لوسيط التبريد R134a. تم استخدام مزيج من R134a، البروبان (R290)، والبوتان (R600) في ثلاث نسب مختلفة. أظهرت النتائج أن المزيج M40 يزيد من معامل الأداء (COP) بنسبة 7.77% ويزيد من التأثير التبريدي بنسبة 30% مقارنةً بـ R134a. كما أظهر المزيج انخفاضًا في درجة حرارة التصريف من الضاغط بنسبة 3.2%. تدعم الدراسة إمكانية استخدام هذه المزائج في دارات التبريد دون الحاجة إلى تعديل في التصميم، مع التحذير من قابلية الاشتعال للبروبان والبوتان.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تقدم هذه الدراسة مساهمة قيمة في مجال تحسين أداء دارات التبريد باستخدام مزائج من وسائط التبريد. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم تناول تكاليف الإنتاج والتشغيل للمزائج الجديدة مقارنة بـ R134a بشكل كافٍ. ثانيًا، لم يتم اختبار المزائج في ظروف تشغيل مختلفة مثل درجات حرارة محيطة مرتفعة أو منخفضة، مما قد يؤثر على الأداء الفعلي في التطبيقات العملية. أخيرًا، يجب أن تكون هناك دراسة أوسع حول الأمان وقابلية الاشتعال لهذه المزائج في بيئات مختلفة لضمان سلامة الاستخدام.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من هذه الدراسة؟

    الهدف الرئيسي هو تحسين أداء دارة تبريد انضغاطية باستخدام مزائج من وسائط التبريد كبديل لوسيط التبريد R134a.

  2. ما هي النسبة التي أظهر فيها المزيج M40 زيادة في معامل الأداء (COP)؟

    أظهر المزيج M40 زيادة في معامل الأداء (COP) بنسبة 7.77%.

  3. ما هي التحذيرات المتعلقة باستخدام البروبان والبوتان في المزائج؟

    التحذيرات تتعلق بقابلية الاشتعال للبروبان والبوتان، مما يتطلب اتخاذ احتياطات أمان إضافية.

  4. هل تحتاج دارات التبريد إلى تعديل لاستخدام المزائج الجديدة؟

    لا، يمكن استخدام المزائج الجديدة في دارات التبريد المصممة للعمل مع وسائط تبريد أحادية بدون الحاجة إلى تعديل.


المراجع المستخدمة
JUNG, D. S.; RADERMACHER, R. Performance simulation of single evaporator domestic refrigeration charged with pure and mixed refrigerants. International Journal of Refrigeration, Vol.14, 1991, 223-232
CAMPORESE, R.; BIGOLARO, G.; BOBBO, S. Experimental evaluation of refrigerant mixtures as substitutes for CFC12 and R502. International Journal of Refrigeration, Vol.20, 1997, 22-31
MUIR, E. B. Commercial refrigerants and CFCs. International Journal of Refrigeration, Vol.13, 1990, 106-112
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تم في هذه الدراسة تعديل مضخة حرارية هوائية تقليدية بإضافة مبخر ثانوي موضوع ضمن خزان ماء ساخن يقوم بدور مصدر حراري مائي للمضخة الحرارية، جعلنا المضخة تعمل بالتناوب إما بالاعتماد على حرارة الهواء المحيط، أو بالاعتماد على حرارة الماء المستمدة من الطاقة الشمسية. قمنا بإجراء التجربة خلال خمسة أشهر اعتبارا ً من كانون الأول من عام 2014 و حتى نيسان من عام 2015، حيث تم قياس درجة الحرارة و الضغط عند نقاط محددة من الدارة، ثم قمنا؛ من أجل كل من الدارتين؛ بتحديد انتالبي كل نقطة بالاعتماد على برنامج EES (و هو برنامج لمحاكاة العناصر الترموديناميكية)، و حساب كميات الحرارة المكتسبة في المبخر و المطروحة في المكثف، و عمل الضاغط، و عامل الأداء ، و الطاقة الكهربائية التي يستهلكها الضاغط. وجدنا بالمقارنة بين الدارتين أن نسبة التحسين في عامل أداء الدارة المعدلة بالنسبة للدارة التقليدية هي 77.07%، و نسبة تخفيض الطاقة الكهربائية التي يستهلكها ضاغط الدارة المعدلة 33.54%.
تم في هذا البحث نمذجة نظام دارة تبريد امتصاصية يمكن استخدامها لأغراض التكييف باستخدام برنامج EES. كما تمت دراسة تأثير كل من درجة حرارة المولد و المبخر و المكثف على معامل أداء الدارة و معامل التدوير و على عرض مجال التبخير في المولد، و تحديد القيم و ال مجالات المثالية لكل جزء. تبين النتائج أنه كلما زادت درجة حرارة المكثف كلما انخفض معامل الأداء، و مع ازدياد درجة حرارة التكثيف من الى فإن قيمة معامل التدوير تزداد، بينما تنخفض كمية الحرارة المطروحة من المكثف إلى الوسط الخارجي عند نفس مجال درجة الحرارة السابقة. كما أن زيادة درجة حرارة التبخير يزيد من معامل الأداء. كما تم تطبيق هذه النمذجة على دارة تبريد امتصاصية تعمل على محلول (ماء + بروميد الليثيوم) حيث أظهرت النتائج أن زيادة درجة حرارة التبخير من الى تخفض قيمة معامل التدوير و تزداد كمية الحرارة المسحوبة من المكان المراد تبريده (الانتاجية التبريدية).
تم في هذا البحث القيام بدراسة تجريبية لآلة تبريد امتصاصية مخبرية ذات استطاعة اسمية 10 [kW] تعمل بوساطة منابع حرارية مختلفة وباستخدام محاليل ثنائية مختلفة وهي مزودة بحساسات كافية لقياس درجات الحرارة والتدفقات والضغوط في مواقع متعددة. تم تحديد خواص تشغ يل الآلة لأغراض التكييف باستخدام المحلول الثنائي (الماء وبروميد الليثيوم) عند شروط حدية مختلفة, وتحليل تلك الخواص ومناقشتها. أثبتت نتائج التجارب إمكانية عمل آلة التبريد الامتصاصية الشمسية بشكل مستمر عند درجة حرارة تسخين للمولد حوالي 60 [°C] منتجة الماء البارد في المبخر بدرجة حرارة أقل من 10 [°C] وبعامل أداء (عامل إحداث برودة) تتراوح قيمته وسطياً 0,5 وهذا ما يمكننا من استخدام المجمعات الشمسية المسطحة لتشغيل تلك الآلة حيث تتميز تلك المجمعات ببساطة صنعها ورخص ثمنها.
يزداد الاهتمام في السنوات الأخيرة بمصادر الطاقة البديلة، و يعد الإيتانول واحداً من بـين أبرز أنواع الوقود البديلة القابلة للاستعمال مستقبلاً في وسائط النقل الصغيرة. فهو يمتلـك عدداً من المزايا التي تجعله وقوداً ممتازاً، حيث يخلف احتراقه كميات قليلة جداً مـن غـاز أول أكسيد الكربون السام، و هو أيضاً حيادي من زاوية تفاقم تـأثير غـاز ثـاني أوكسـيد الكربون على ظاهرة الدفيئة، و عند المقارنة مع وقود البنزين يحتاج الايتانول إلى كميات أقل من الهواء للاحتراق؛ فالنسبة الستويومترية للبنزين هي 15/1 في حين للإيتانول 9/1 . أقيمت التجارب ضمن مجال واسع من قيم الضغط و درجات الحرارة، و استخدمت لذلك غرفتا احتراق ثابتتا الحجم، أولاهما كروية و ثانيتهما أسطوانية ذات نافذتين على الأطـراف. فـي الحسابات استخدم نموذج ترمودينامي لتحديد سرعة الاحتراق اعتباراً من المنحنى التجريبي الدينامي لازدياد الضغط مع الزمن في قياسات الحجرة الكروية، نتيجة للبحـث تـم تحديـد سرعة الاحتراق الصفائحية و درست بنية اللهب عند احتراق خلائط الايتانول مـع الهـواء، جرت دراسة تنامي اللهب بالتصوير عبر نوافذ الكرة الأسطوانية؛ حيث لوحظت أشكال تنامي كرة اللهب الملساء و المتجعدة باستخدام آلة تصوير رقمية عالية السرعة.
في هذا البحث قمنا بدراسة طرق إنتاج البرودة الشديدة اعتمادا على ظاهرة جول - طومسون. و قمنا بدراسة معلقة لما قام بها الباحثون الاخرون- Claude- Kapitza HELANDT و آخرون للوصول إلى درجات حرارة منخفضة و بالتالي الى درجة حرارة تمييع الهواء اعتمادا على ه ذه الظاهرة و درسنا بالتفصيل مؤثرات عمليتي الخنق و التمدد و أجرينا مقارنة بينهما لجهة إمكانية استخدام كلا منهما و الشروط المثالية لاستخدام كلا منهما.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا