ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вихревые переносные и передвижные кондиционеры из "Вихревые аппараты" В различных отраслях промышленности (химической, металлургической, судостроительной и др.) невозможно избежать ручных операций в атмосфере с высокой температурой, содержащей токсичные газы, радиоактивные частицы, пыль и аэрозоли. В авиации и при подводных работах условия неблагоприятны также по давлению. В связи с этим используют защитное снаряжение (маски, шлемы, накидки, костюмы, скафандры), выбор которого зависит от конкретных требований. Переносные кондиционеры применяют для подачи свежего воздуха для дыхания, а также для вентиляции пододежного пространства. Расход и параметры подаваемого воздуха выбирают в соответствии с медикобиологическими требованиями. С одной стороны, необходимо обеспечить эффективный отвод теплоты и испаряющегося пота из защитного снаряжения, а с другой — исключить появление больших контрастов температур на отдельных участках поверхности тела человека. [c.186] При D / 0,2 отношение pjpi значительно отличается от единицы и наличие шланга достаточно большой длины не влияет заметно на работу кондиционера. [c.189] К шланговым кондиционерам можно отнести также используемые в медицине гипотермические аппараты. Один из первых, наиболее интересных аппаратов разработан Ю. Г. Иртикевым и А. П. Меркуловым [19]. Атмосферный воздух подается вакуумным насосом в сопло вихревой трубы. Охлажденный поток используется для отбора теплоты от объекта охлаждения, смешивается с нагретым и подается на вход вакуум-насоса, Параметры гипотермического аппарата 8 = 2,18 ДГх = = 17 К, Ос ==3,85 кг/ч. Основное преимущество такого аппарата — простота конструкции. В других аппаратах используют сжатый воздух. Для обслуживания их необходим компрессор с концевым холодильником. В рассматриваемом кондиционере холодильника нет. Нагревающийся при сжатии в вакуум-насосе воздух выбрасывается в атмосферу. [c.190] Рассмотрим некоторые особенности работы баллонного кондиционера. Начальное давление в баллоне принимают равным 25—35 МПа. В этом диапазоне чем больше давление, тем меньше удельная масса баллона. Выбор давления определен характеристикой заправочного оборудования. Поэтому повышение начального давления в баллоне не следует считать доступным способом уменьшения массы кондиционера. Известные в настоящее время кондиционеры работают только в режиме охлаждения. Во время работы уменьшение давления воздуха в баллоне сопровождается снижением его температуры. В редукторе температура снижается в процессе дросселирования. Следующий этап производства холода— процесс энергетического разделения в вихревой трубе. Заключительный этап — испарение влаги с поверхности организма. В последнем случае кондиционер не сам производит холод, а лишь создает условия для испарения пота в пододежном пространстве. [c.191] Для используемого в настоящее время оборудования Ql составляет 50—55%. Рз—8—12%, Сз-10—15%, 4—15—25% располагаемой холодопроизводительности. В реальном кондиционере полезно используется лищь часть произведенного холода. В качестве примера рассмотрим схему кондиционера, который состоит из баллона, редуктора, вихревой трубы, регулятора температуры и эжектора или инжектора. В таком кондиционере температура сжатого воздуха перед редуктором снижается всего на 3—8 К, что соответствует полезному использованию 2—4% располагаемой холодопроизводительности. Остальная часть холода, произведенного вследствие снижения температуры воздуха в баллоне, теряется на компенсацию теплопритоков к баллону и подводным трубкам, на охлаждение конструкции. [c.192] Температура воздуха на входе в сопло вихревой трубы Тс всегда ниже температуры окружающей среды Го. Разность температур Го—Тс в начале работы растет из-за снижения температуры воздуха, уменьшения интегрального эффекта дросселирования АГд, вызванного снижением перепада давления в редукторе. Наличие разности Го—Тс приводит к уменьшению холодопроизводительности вихревой трубы из-за уменьшения Гг—Го. При такой организации рабочего процесса увеличение двух первых составляющих располагаемой холодопроизводительности (р1 и Рг) неизбежно приводит к уменьшению Qs. Значение четвертой составляющей холодопроизводительности (04) не зависит от протекания рассмотренных процессов и определяется только совершенством вентиляции пододежного пространства и температурой воздуха, выходящего из защитного снаряжения. Для принятой схемы баллонного кондиционера суммарная холодопроизводительность может составлять 30—40% располагаемой холодопроизводительности. [c.192] Дальнейшего повышения эффективности работы можно достичь более полным использованием составляющей Ql. Для этого нужно весь рециркуляционный поток или часть его направлять в рубашку баллона. В рубашке рециркулирующий воздух охлаждается за счет теплообмена со стенками баллона. Уменьшаются потери холода вследствие теплопритоков из окружающей среды. В кондиционере с теплообменником и баллоном, омываемым рециркуляционным воздухом, полезно используемая холодопроизводительность может составлять 65—80% располагаемой. [c.193] В принципе можно создать баллонный кондиционер и без вихревой трубы. Он будет состоять из баллона, редуктора, эжектора (или инжектора) и устройства для регулирования температуры воздуха на входе в защитное снаряжение. Для регулирования температуры можно использовать заслонку, создающую дополнительное гидравлическое сопротивление на линии рециркуляционного воздуха. Включение в состав кондиционера вихревой трубы всегда дает положительный эффект. Вихревая труба увеличивает в 1,3—1,5 раза действительную удельную холодопроизводительность (отнесенную к 1 кг сжатого воздуха). Так как масса вихревой трубы мала, то такое усовершенствование всегда приводит к уменьшению общей массы кондиционера. Уменьшение работы на переноску кондиционера уменьшает тепловыделения человека, что позволяет дополнительно снизить расход сжатого воздуха. Использование вихревой трубы существенно улучшает качество регулирования теплового режима в пододежном пространстве. Наличие нагретого и охлажденного потоков позволяет регулировать входные параметры воздуха без воздействия на рециркуляционный поток, т. е. без ухудшения условий отвода теплоты и влаги от отдельных участков поверхности. [c.193] Наиболее рационален отвод теплоты к стенкам баллона при кондиционировании герметичных кабин транспортных средств. Но такой кондиционер не следует относить к разряду переносных, так как его монтируют на транспортном средстве и человек не затрачивает энергию на переноску кондиционера. [c.194] Кондиционер, разработанный Р. С. Тер-Ионесяном (рис. 75), состоит из баллона 1 сжатого воздуха, запорного клапана 2, редуктора 3, воздухо-воздушного теплообменника 4, вихревой трубы 5 и инжектора 6. Включение теплообменника в состав кондиционера позволило увеличить расход инжектируемого из атмосферы воздуха в 1,4—1,5 раза. В работе [32] изложены материалы исследований, направленных на уточнение взаимосвязи характеристик вихревой трубы, теплообменника и инжектора, изучение влияния на работу кондиционера гидравлического сопротивления защитного снаряжения. [c.195] Вернуться к основной статье