Разработка математической модели для системы рекуперации тепловых потерь передвижной компрессорной станции на основе холодильной машины

В данной статье представлена математическая модель передвижной компрессорной станции с системой рекуперации тепловых потерь на основе холодильной машины. В работе показана схема системы рекуперации тепловых потерь, на основе которой разработана математическая модель. Математическая модель включает известные термодинамические соотношения для тепловой нагрузки на теплообменные аппараты; мощности, потребляемой компрессором, и холодильного коэффициента холодильной машины. Представленная модель позволяет определить эффективность системы и провести расчет аппаратов и агрегатов, входящих в ее состав.

1. Луканин В. Н., Морозов К. А. Двигатели внутреннего сгорания: теория рабочих процессов. Москва: Высшая школа, 2007. 479 с. ISBN 978-5-06-0041.

2. Селиверстов В. М. Утилизация тепла в судовых дизельных установках. Санкт-Петербург: Судостроение, 1973. 254 с.

3. Пластинин П. И. Поршневые компрессоры. В 2 т. Т. 1. Теория и расчёт. 3-е изд., доп. Москва: КолосС, 2006. 456 с. ISBN 5-10-003551-X.

4. Юша В. Л. Термодинамический анализ эффективности мобильных компрессорных установок с рекуперацией тепловых потерь: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 102 с. ISBN 978-5-8149-1918-2.

5. Yusha V. L., Chernov G. I. Effectiveness analysis of using the Rankine cycle and cycle of refrigeration machine for recuperation of heat losses in mobile compressor unite // 8th Int. Conf. on Compressors and Coolants. Smolenice – Slovak Republic, 2013. P. 45. URL: https://szchkt.org/compressors/Contents/2013/proceedings.pdf (дата обращения: 16.12.2023).

6. Юша В. Л., Чернов Г. И. Анализ термодинамической эффективности применения цикла Ренкина в системе рекуперации тепловых потерь компрессорной установки с приводным двигателем внутреннего сгорания // Омский научный вестник. 2013. № 2 (120). С. 254–261. EDN: RNEINJ.

7. Tsai B.-J., Wang Y. L. A novel Swiss-Roll recuperator for the microturbine engine // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29, no. 2–3. Р. 216–223. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2008.02.028.

8. Xia C., Zhang Z., Huang G. [et al.]. Study on the new hybrid thermodynamic cycle for an improved micro swing engine with heat recovery process // Applied Thermal Engineering. 2018. Vol. 129. P. 1135–1149. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.10.123.

9. Negash A., Kim Y. M., Shin D. G. [et al.]. Optimization of organic Rankine cycle used for waste heat recovery of construction equipment engine with additional waste heat of hydraulic oil cooler // Energy. 2018. Vol. 143. P. 797–811. DOI: 10.1016/j.energy.2017.11.004.

10. Sadeghi S., Ghandehariun S., Naterer G. F. Exergoeconomic and multi-objective optimization of a solar thermochemical hydrogen production plant with heat recovery // Energy Conversion and Management. 2020. Vol. 225. P. 113441. DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113441.

11. Elmas E. T. Design and production of high temperature heat pipe heat recovery units // Journal of Molecular Structure. 2020. Vol. 1212. P. 127927. DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.127927.

12. Quoilin S., Zhang X., Xiang N. [et al.]. Performance comparison of cement production before and after implementing heat recovery power generation based on emergy analysis and economic evaluation: A case from China // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 290. P. 125901. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.125901.

13. Cioccolanti L., Renzi M., Comodi G. [et al.]. District heating potential in the case of low-grade waste heat recovery from energy intensive industries // Applied Thermal Engineering. 2021. Vol. 191. P. 116851. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.116851.

14. Aboelazayem O., Gadalla M., Alhajri I. [et al.]. Advanced process integration for supercritical production of biodiesel: Residual waste heat recovery via organic Rankine cycle (ORC) // Renewable Energy. 2020. Vol. 164. P. 433–443. DOI: 10.1016/j.renene.2020.09.058.

15. Kumar А., Rakshit D. A сritical review on waste heat recovery utilization with special focus on Organic Rankine Cycle applications // Cleaner Engineering and Technology. 2021. Vol. 5. P. 100292. DOI: 10.1016/j.clet.2021.100292.

16. Wang F., Wang L., Zhang H. [et al.]. Design and optimization of hydrogen production by solid oxide electrolyzer with marine engine waste heat recovery and ORC cycle // Energy Conversion and Management. 2021. Vol. 229. P. 113775. DOI: 10.1016/j.enconman.2020.113775.

17. Архаров А. М. Теплотехника. Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 712 с. ISBN 5-7038-2439-7.