CC BY
32
ШДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ
УДК 641.546.44
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДРОССЕЛЕЙ БЫТОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
КОМПРЕССИОННОГО ТИПА
А.В. Кожемяченко1, А.В. Новиков2
Институт сферы обслуживания и предпринимательства {филиал) Донского государственного технического университета (ИСОиП {филиал) Д1 ТУ),
346500, Шахты, ул. Шевченко, 147
В статье рассмотрены эксплуатационные факторы, влияющие на ухудшения технического состояния бытовых холодильных приборов компрессионного типа в процессе эксплуатации. Исследован теоретический цикл работы капилярной трубки бытового холодильного прибора в условиях изменения ее проходимости вследствие засорения эксплуатационными отложениями. Получены предельно допустимые значения изменения ее температуры в вышеуказанных условиях.
Ключевые слова: бытовой холодильный прибор, эксплуатационный фактор, теоретический цикл, диагностический параметр, техническое состояние.
THEORETICAL DEFINITIONS OF DIAGNOSTIC PARAMETERS TECHNICAL STATE FLOW CONTROL VALVES HOUSEHOLD REFRIGERATION COMPRESSION-TYPE APPLIANCES
A.V. Kozhemyachenko, A.V. Novikov
Institut service sector and enterprise (branch) of the Don State Technical University (ISOiP (branch) DGTU), 346500, Schachty, str. Shevchenko, 147
The article describes the operational factors affecting the deteriorating condition of the domestic refrigeration compression-type appliances in use. Explore the theoretical cycle of the capillary tube domestic refrigeration unit in a changing its permeability as a consequence of operational debris deposits. Received the maximum allowable values change its temperature in the above conditions.
Keywords: household refrigerating appliance, operational factors, the theoretical cycle, the diagnostic parameter, the technical condition.
Бытовой холодильный прибор компрессионного типа (БХПК) - машина, работающая практически без наблюдения потребителем в течение всего срока наработки.
Особенностью эксплуатации бытовой холодильной техники по сравнению с другими классами холодильных машин является наиболее жесткие условия их эксплуатации.
Герметичная система холодильного агрегата не обеспечивает доступа к обслуживанию встроенного электродвигателя хладонового компрессора; температура воздуха вокруг
1 Кожемяченко Александр Васильевич - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры "Технические системы жилищно-коммунального хозяйства и сферы услуг ", ПСОиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты, моб.: +7 918 503 81 30, email: mabn&.dssa.ru;
2Новиков Артем Вадимович - студент механико-радиотехнического факультета, группы БХТ-Р51 ПСоиП (филиал) ДГТУ в г. Шахты, моб.: +7 908 182 45 65, email: corppi&y andex.ru.
конденсатора и компрессора в летние отрезки времени может достигать 50 "С и более; в процессе эксплуатации имеет место необратимые физико-химические процессы и реакции между компонентами рабочей среды и материалами подсистем холодильного агрегата, результатом которых является образование различных загрязнений, отлагающихся на фильтрующих элементах фильтр-осушителей и в капиллярной трубке [1].
б
СПбГЭУ
Современный опыт эксплуатации БХПК показывает, что в основном изменение их технического состояния обуславливается воздействием следующих эксплуатационных факторов: режим работы, температурой и скоростью движения окружающего воздуха, износом три-
босопряжений хдадонового компрессора, засорением внутренней системы герметичного агрегата, количеством и наличием хладагента, плотностью прилегания дверей к шкафу, загруженности шкафа продуктами и др. (рис. 1).
Рисунок 1 - Влияние эксплуатационных факторов на техническое состояние бытовых холодильных
приборов компрессионного типа
Вся совокупность этих эксплуатационных факторов, как правило, снижает холодо-производительность БХПК. При этом чтобы обеспечить требуемый нормативный температурный уровень в низкотемпературном и холодильном отделениях, соответствующие приборы управления увеличивают значения коэффициента рабочего времени хладонового компрессора [2]. При этом суточное энергопотребление БХПК увеличивается. В настоящее время в нормативно-технической документации отсутствуют сведения о предельно-допустимых значениях засорения дроссельных элементов использующихся в БХПК в виде капилярных трубок [3].Поэтому в настоящей статье приведен теоретический анализ работы дроссельного элемента в условиях изменения его проходимости.
На рисунке 2 показаны процессы изменения состояния хладона в капиллярной трубке в /§Р диаграмме [4,5].
Рисунок 2 -Изменение фазового состояния хладона в капилярной трубке в 1-^Р диаграмме:----
жидкое состояние хладона;------- парожидкостное
состояние хладона; ♦—♦—♦- газообразное состояние хладона
На участке АБ хладон находится в жидком состоянии, на участке БВ в парообразном состоянии, а на участке ВГ хладон находится в газообразном состоянии.
Фазовое состояние хладона на каждом из трех участочков может быть математически представлено следующим образом.
Полагаем, что на участке АБ истечение жидкого хладона соответствуют закону сплош-
ного потока жидкости, т.е. обычному гидродинамическому потоку. Выделив элементарный участок, составляем уравнение равновесия всех сил, действующих на поток жидкого хладона:
=о.
где: 1'\- сила давления; К - сила тяжести; !<';< -сила инерции жидкого хладона.
Сила давления ^ потока хладона элементарного участка определяется по следующей формуле:
Ъ=Рс18 = рпЦ(Ир, (1)
где: Р - давление жидкости;^ - площадь элементарного участка; Д - диаметр капиллярной трубки; с!Ьр - длина элементарного участка.
Сила тяжести жидкости определяется по следующей формуле:
К = т -2 =
2 ж о
ртД2
4^/,,Я
(2)
где:тж - масса жидкости; g - ускорение свободного падения;/; - плотность жидкого потока.
Сила инерции жидкого хладона определяется по формуле:
(IV
Р, = т„
dt
(3)
где
dt
■ ускорение жидкого хладона.
Учитывая формулы(1) - (3) получаем:
_тт2 ят аг п
-(1Ь 9-тж— = 0,или
ртгдаь -р-
ртда, -р—— е-р
4
ж
4 р Л
dL„
где р—-----------—
4 Л
ного хладона. Обозначая р
ТТ2
ртгДб//. - р
массовыирасход жидкост-
dL„
4 Л с1Ь^ - \iclV = 0.
р 4 ^ р
Общим интегралом является выраже-
ние: - р-^-Ь^ - [IV = С , или
2
2
2
1
цАУ
АЬ
1 \
р у
Для участка БВ составляем соотношение падения давления парожидкостной смеси к падению давления жидкого хладона. При этом принимаем модель течения парожидкостной смеси гомогенной, так как в этом случае двухфазный поток рассматривается как однофазная жидкость.
Тогда имеем: = 1 + £_£_х, где: АРСМ
АР
ж •
- падение давления парожидкостной смеси на участке БВ; АРж - падение давления жидкого хладагента на участке АБ; р' - плотность пара^" - плотность жидкости; х - массовый расход паросодержания.
Массовый расход паросодержания вычисляется по формуле:
С О"
(7)
где: т - коэффициент, зависящий от температуры хладона в жидком состоянии; Т - температура хладона в жидком состоянии; Ткр - критическая температура хладона Я12.
Учитывая формулу (8) получим:
Р =Р - —
г ж у)
К
1 Т
\ кр
Температура на отдельных участках капиллярной трубки определяется из выражения:
а
Р + — |(У - в) = ЯТ . Откуда:
Т =
, где: Р - давление на уча-
0"+0'
стках; V - объём хладоном; Т - температура на отдельном участке;^ - газовая постоянная; а и в - постоянные, зависящие от Ркр и Укр хладона.
Длина участка АБ определяется из уравнения пленкопередачи через цилиндрическую поверхность:
где: О” - массовый расход пара; С - массовый расход жидкости; (}сх, - массовый расход парожидкостной смеси.
Учитывая выражение (7) имеем:
0
1
а.с!
\ 1 ен
1 , а
— 1п—
2к <3
1
\
аД
2 ну
где: tж - температура жидкого хладона; /„ -температура окружающей среды; с1п - наружный диаметр капиллярной трубки; с!вн- внутренний диаметр капиллярной трубки; а.\ - ко-
эффициент теплопередачи от жидкого хладона к внутренний поверхности капиллярной трубки; а2- коэффициент теплопередачи от наружный поверхности капиллярной трубки к окружающей среде; X - коэффициент теплопроводности материала капиллярной трубки; 0- количество тепла, которое отводится от жидкого хладона к окружающей среде.
Температуру внутренней поверхности в "С определяем по формуле:
1 = ґ -■
вн ж
ау(1вик1
Температуру наружной поверхности определяем из выражения:
а2б/я7її
Длина участка БВ определяется по формуле:
1 1,4, 1 , А, 1 , А» 1
- +-1п— +----1п— +---1п^^ + -
Холодопроизводительность чистой капиллярной трубки на участках определяется по формуле:
Ок=СаСрАТ,
где: Оа - массовый расход хладона на соответствующих участках; Ср - теплоемкость хладона на соответствующих участках; АТ - разность температур хладона на соответствующих участках.
Составим соотношение холодпроизво-дительности чистой и засоренной капиллярной
трубки: =
а
Откуда:
дг = с'-АҐ
< 7% .
(9)
«А 2\ <*т 2К 2К А, а2Рен)
~Ьтр)
где: аі - коэффициент теплопередачи от парожидкостной смеси к внутренним поверхностям
0,070а
Выражение дает возможность определять предельно допустимого значения АТ, при котором герметичный холодильный агрегат считается работоспособным, а так же обеспечивает получение диагностического параметра, характеризующего остаточную годность бытового холодильного прибора, находящегося в стадии эксплуатации.
где: - разность температур окружающей
среды и газообразного хладона; 0 - количества тепла, подводимое извне к поверхности капиллярной трубки.
Литература
1. Кожемяченко, А.В. Влияние загрязнений на работоспособность герметичных агрегатов бытовых холодильников и повышение их эксплуатационных характеристик при ремонте : дис. канд. техн. наук : защищена 15.02.88 : утв. 08.06.88 / Кожемяченко Александр Васильевич. - М., -1988.
2. Кожемяченко А.В., Диагностирование технического состояния бытовых холодильных приборов [Текст]/ А.В. Кожемяченко, М.А. Лемешко, В.В. Рукасевич, Известие вузов Сев.-Кавказский регион. Технические науки №4. - 2012. - С. 110-115
3. Вейнберг, Б.С. Бытовые компрессионные холодильники / Б.С. Вейнберг, Л.Н. Вайн. - М. : Пищевая промышленность, 1974. - 272 с.
4. Розенфельд, Л.М. Холодильные машины и аппараты / Л.М. Розенфельд, А.Г. Ткачев. - М. : Гос-торгиздат, 1962. - 656 с.
5. Якобсон, В.Б. Малые холодильные машины / В.Б. Якобсон. - М. : Пищевая промышленность, 1977.- 368 с.
10
СПбГЭУ
