У статті пропонується математична модель розрахунку основних параметрів робочого циклу роторно-лопатевої газової холодильної машини які впливають на роботу установки, управління машиною і робочими процесами, що протікають в ній при заданих критеріях. Запропоновано методику аналізу графічним методом роторно-лопатевої газової холодильної машини (РЛГХМ). Вивчено вплив геометричних і температурних змінних на термічне поведінка системи. Модель враховує показник політропи для процесів стиснення і розширення в робочій камері. Отримано графіки залежностей тиску и температур в робочій камері від кута повороту вихідного валу. Оцінено можливість включення в цикл регенеративного теплообмінника. Проаналізовано зміну коефіцієнта перетворення машини після включення в цикл регенеративного теплообмінника. Показано, що установка регенератора в цикл РЛГХМ призводить до збільшення СОР більш ніж на 30%. Результати моделювання показують, що запропонована модель може бути використана для проектування і оптимізації газової холодильної машини Стірлінга.
Ключові слова: Газова холодильна машина Стірлінга; Роторно-лопатева холодильна машина; Математична модель; Енергоефективність; Повітря.
This paper presents the mathematical model for calculating rotary-vane gas refrigerating machine operating cycle main parameters that have an impact on the unit operation, machine control and working processes occurring in it at the specified criteria. The procedure and graphical method for the rotaryvane gas refrigerating machine (RVGRM) are proposed. Parametric study of the main geometric variables and temperature variables on the thermal behavior of the system is analyzed. The model considers polytrope index for the compression and expansion in the chamber. Graphs of the pressure and emperature in the chamber of the angle of rotation of the output shaft are received. The possibility of inclusion in the cycle regenerative heat exchanger is appreciated. The change of the coefficient of performance machine after turning the cycle regenerative heat exchanger is analyzed. It is shown that the installation of a regenerator into the RVGRM cycle results in more than 30% COP increasing. The simulation results
show that the proposed model can be used in the process of design and optimization of Stirling gas refrigerating machine.
Keywords: Stirling gas refrigerating machine; Rotary-vane gas refrigerating machine; Mathematical
model; Energy efficiency; Air.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
