KPI Science News (May 2019)
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИГОТОВЛЕННЯ І МОДЕЛЮВАННЯ УТВОРЕННЯ ОРЕБРЕНИХ ЛЬОДЯНИХ ТРУБ МЕТОДОМ НАМОРОЖУВАННЯ У ФОРМІ З ДИСКРЕТНОЮ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЄЮ
Abstract
Проблематика. Підігрівання повітря взимку в діапазоні температур довкілля нижче -5 °С можливе теплотою фазового переходу води в лід. Підігріте повітря зменшує витрату енергії в системах вентиляції, в теплових насосах типу повітря–вода і повітря–повітря та в котлах і печах для горіння палива, в період пікових навантажень на системи теплопостачання, що дає можливість зменшити установлену потужність теплогенеруючого обладнання і економити традиційну енергію. Мета дослідження. Експериментальні дослідження і комп’ютерне моделювання технології отримання льодяних труб із внутрішнім та зовнішнім оребренням методом дискретного накладання теплоізоляції для одержання поперечних і поздовжніх ребер. Методика реалізації. Повітря з температурою нижче -5 °С пропускають через льодяні оребрені із середини труби, занурені у воду або зрошені водою, для використання підігрітого до -2-3 °С повітря в системах вентиляції, теплових насосах, системах горіння палива і в буферних зонах будівель у період морозів. Проведено експериментальні роботи з виготовлення оребрених льодяних труб у морозильній камері та моделювання в SolidWorks. Результати дослідження. Отримані кільцеві внутрішні ребра мають округлу форму через бокове перетікання теплоти і дають можливість одержати коефіцієнт оребрення 1,3–2. При накладанні окремих елементів поздов-жньої теплоізоляції отримуються труби з внутрішнім перерізом у формі багатокутника з числом кутів, що відповідає кількості елементів. Зовнішні ребра неможливо було експериментально утворити при накладанні внутрішніх теплоізоляційних елементів через низький теплообмін труби з повітрям всередині вертикальної труби, розміщеної в морозильній камері. У результаті моделювання за вимушеної подачі повітря у внутрішню трубу для двох елементів теплоізоляції, розміщених симетрично, отримано овальну форму перерізу труби з льоду. Висновки. Чим нижча температура довкілля, тим більший економічний і енергетичний ефект. Льодяні оребрені труби доцільно використовувати для підігрівання морозного повітря і акумулювання холоду, наприклад для створення льодяних декоративних ваз, у яких поміщають ємності з напоями різної форми. Це є елементом новизни для готельно-ресторанного бізнесу.
Keywords
