Matur nuwun kanggo ngunjungi Nature.com.Sampeyan nggunakake versi browser kanthi dhukungan CSS winates.Kanggo pengalaman paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer).Kajaba iku, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita nuduhake situs kasebut tanpa gaya lan JavaScript.
Nampilake carousel telung slide bebarengan.Gunakake tombol Sadurungé lan Sabanjure kanggo pindhah liwat telung minger bebarengan, utawa nggunakake tombol panggeser ing mburi kanggo pindhah liwat telung minger bebarengan.
Sistem pemanasan lan pendinginan omah asring nggunakake piranti kapiler.Panggunaan kapiler spiral ngilangake kabutuhan peralatan pendinginan sing entheng ing sistem kasebut.Tekanan kapiler gumantung banget marang paramèter geometri kapiler, kayata dawa, diameter rata-rata lan jarak ing antarane.Artikel iki fokus ing efek saka dawa kapiler ing kinerja sistem.Telung kapiler sing beda-beda dawa digunakake ing eksperimen kasebut.Data kanggo R152a ditliti ing kahanan sing beda kanggo ngevaluasi efek saka dawa sing beda.Efisiensi maksimal digayuh ing suhu evaporator -12°C lan dawa kapiler 3,65 m.Asil nuduhake yen kinerja sistem mundhak karo nambah dawa kapiler kanggo 3,65 m dibandhingake 3,35 m lan 3,96 m.Mulane, nalika dawa kapiler mundhak kanthi jumlah tartamtu, kinerja sistem mundhak.Asil eksperimen dibandhingake karo asil analisis dinamika fluida komputasi (CFD).
Kulkas minangka piranti kulkas sing kalebu kompartemen terisolasi, lan sistem kulkas minangka sistem sing nggawe efek pendinginan ing kompartemen sing terisolasi.Pendinginan ditemtokake minangka proses mbusak panas saka siji spasi utawa zat lan mindhah panas kasebut menyang ruang utawa zat liyane.Kulkas saiki akeh digunakake kanggo nyimpen panganan sing ngrusak ing suhu sekitar, rusak amarga pertumbuhan bakteri lan proses liyane luwih alon ing kulkas suhu rendah.Refrigeran minangka cairan sing digunakake minangka penyerap panas utawa refrigeran ing proses pendinginan.Refrigeran ngumpulake panas kanthi nguap ing suhu lan tekanan sing kurang lan banjur kondensasi ing suhu lan tekanan sing luwih dhuwur, ngetokake panas.Kamar katon luwih adhem amarga panas metu saka mesin pembeku.Proses pendinginan dumadi ing sistem sing dumadi saka kompresor, kondensor, tabung kapiler lan evaporator.Kulkas minangka piranti kulkas sing digunakake ing panliten iki.Kulkas wis akeh digunakake ing saindenging jagad, lan piranti iki wis dadi kabutuhan rumah tangga.Kulkas modern banget efisien ing operasi, nanging riset kanggo nambah sistem isih ditindakake.Kerugian utama R134a yaiku ora dikenal beracun nanging nduweni Potensi Pemanasan Global (GWP) sing dhuwur banget.R134a kanggo kulkas kluwarga wis kalebu ing Protokol Kyoto saka Konvensi Kerangka Kerja Perserikatan Bangsa-Bangsa babagan Perubahan Iklim1,2.Nanging, mulane, panggunaan R134a kudu dikurangi sacara signifikan3.Saka sudut pandang lingkungan, finansial lan kesehatan, penting kanggo nemokake refrigeran pemanasan global4 sing kurang.Sawetara panaliten wis mbuktekake manawa R152a minangka refrigeran sing ramah lingkungan.Mohanraj et al.5 nyelidiki kemungkinan teoritis nggunakake R152a lan refrigeran hidrokarbon ing kulkas domestik.Hidrokarbon wis ditemokake ora efektif minangka refrigeran mandiri.R152a luwih irit energi lan ramah lingkungan tinimbang refrigeran sing wis mandheg.Bolaji lan liya-liyane.6.Kinerja telung refrigeran HFC sing ramah lingkungan dibandhingake ing kulkas kompresi uap.Dheweke nyimpulake yen R152a bisa digunakake ing sistem kompresi uap lan bisa ngganti R134a.R32 nduweni kekurangan kayata voltase dhuwur lan koefisien kinerja sing kurang (COP).Bolaji et al.7 dites R152a lan R32 minangka substitutes kanggo R134a ing kulkas kluwarga.Miturut panaliten, efisiensi rata-rata R152a yaiku 4,7% luwih dhuwur tinimbang R134a.Cabello et al.dites R152a lan R134a ing peralatan kulkasan karo kompresor hermetic.8. Bolaji et al9 dites R152a refrigerant ing sistem refrigerasi.Dheweke nyimpulake yen R152a minangka energi paling efisien, kanthi kapasitas pendinginan 10,6% kurang saben ton tinimbang R134a sadurunge.R152a nuduhake kapasitas cooling volumetrik sing luwih dhuwur lan efisiensi.Chavhan et al.10 nganalisa karakteristik R134a lan R152a.Ing panaliten babagan rong refrigeran, R152a ditemokake minangka energi sing paling efisien.R152a punika 3,769% luwih efisien tinimbang R134a lan bisa digunakake minangka panggantos langsung.Bolaji et al.11 wis nyelidiki macem-macem refrigeran low-GWP minangka panggantos kanggo R134a ing sistem refrigerasi amarga potensial pemanasan global sing luwih murah.Antarane refrigeran sing dievaluasi, R152a nduweni kinerja energi paling dhuwur, ngurangi konsumsi listrik saben ton kulkas nganti 30,5% dibandhingake karo R134a.Miturut penulis, R161 kudu didesain ulang sadurunge bisa digunakake minangka pengganti.Macem-macem karya eksperimen wis ditindakake dening akeh peneliti kulkas domestik kanggo ningkatake kinerja sistem refrigeran campuran GWP lan R134a sing kurang minangka pengganti sing bakal teka ing sistem pendingin12,13,14,15,16,17,18, 19, 20, 21, 22, 23 Baskaran et al.24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 nyinaoni kinerja sawetara refrigeran sing ramah lingkungan lan kombinasi karo R134a minangka alternatif potensial kanggo macem-macem tes kompresi uap.Sistem.Tiwari et al.36 nggunakake eksperimen lan analisis CFD kanggo mbandhingake kinerja tabung kapiler kanthi refrigeran lan diameter tabung sing beda.Gunakake piranti lunak ANSYS CFX kanggo analisis.Desain kumparan heliks paling apik dianjurake.Punia et al.16 nyelidiki pengaruh dawa kapiler, diameter lan diameter kumparan ing aliran massa refrigeran LPG liwat kumparan spiral.Miturut asil panaliten, nyetel dawa kapiler ing kisaran saka 4,5 nganti 2,5 m ngidini nambah aliran massa kanthi rata-rata 25%.Söylemez et al.16 nindakake analisis CFD saka kompartemen freshness kulkas domestik (DR) nggunakake telung model turbulen (viscous) beda kanggo gain kaweruh ing kacepetan cooling kompartemen freshness lan distribusi suhu ing udhara lan kompartemen sak loading.Prakiraan model CFD sing dikembangake kanthi jelas nggambarake aliran udara lan lapangan suhu ing FFC.
Artikel iki ngrembug asil studi percontohan kanggo nemtokake kinerja kulkas rumah tangga nggunakake refrigeran R152a, sing ramah lingkungan lan ora ana risiko potensial penipisan ozon (ODP).
Ing panliten iki, kapiler 3,35 m, 3,65 m lan 3,96 m dipilih minangka situs uji.Eksperimen banjur ditindakake kanthi refrigeran R152a sing kurang pemanasan global lan paramèter operasi diitung.Prilaku refrigeran ing kapiler uga dianalisis nggunakake piranti lunak CFD.Asil CFD dibandhingake karo asil eksperimen.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, sampeyan bisa ndeleng foto kulkas domestik 185 liter sing digunakake kanggo sinau.Iku kasusun saka evaporator, kompresor reciprocating hermetic lan condenser digawe adhem online.Four pressure gauge dipasang ing inlet kompresor, condenser inlet lan outlet evaporator.Kanggo nyegah geter sajrone tes, meter kasebut dipasang ing panel.Kanggo maca suhu termokopel, kabeh kabel termokopel disambungake menyang pemindai termokopel.Sepuluh piranti pangukuran suhu dipasang ing inlet evaporator, nyedhot kompresor, discharge kompresor, kompartemen lan inlet kulkas, inlet kondensor, kompartemen beku lan stopkontak kondensor.Konsumsi voltase lan saiki uga dilaporake.A flowmeter sing disambungake menyang bagean pipa dipasang ing papan kayu.Rekaman disimpen saben 10 detik nggunakake unit Human Machine Interface (HMI).Kaca penglihatan digunakake kanggo mriksa keseragaman aliran kondensat.
Ammeter Selec MFM384 kanthi voltase input 100-500 V digunakake kanggo ngitung daya lan energi.Port layanan sistem dipasang ing ndhuwur kompresor kanggo ngisi daya lan ngisi refrigeran.Langkah pisanan yaiku saluran kelembapan saka sistem liwat port layanan.Kanggo mbusak kontaminasi saka sistem, siram karo nitrogen.Sistem diisi kanthi nggunakake pompa vakum, sing ngevakuasi unit menyang tekanan -30 mmHg.Tabel 1 nampilake karakteristik rig test kulkas domestik, lan Tabel 2 nampilake nilai sing diukur, uga sawetara lan akurasi.
Karakteristik refrigeran sing digunakake ing kulkas lan freezer domestik ditampilake ing Tabel 3.
Pengujian ditindakake miturut rekomendasi saka Buku Pegangan ASHRAE 2010 miturut kahanan ing ngisor iki:
Kajaba iku, mung ing kasus, mriksa digawe kanggo mesthekake reproducibility saka asil.Sanalika kahanan operasi tetep stabil, suhu, tekanan, aliran refrigeran lan konsumsi energi dicathet.Suhu, tekanan, energi, daya lan aliran diukur kanggo nemtokake kinerja sistem.Temokake efek pendinginan lan efisiensi kanggo aliran massa lan daya tartamtu ing suhu tartamtu.
Nggunakake CFD kanggo njelasno aliran loro-phase ing kumparan spiral kulkas domestik, efek saka dawa kapiler bisa gampang diwilang.Analisis CFD nggampangake kanggo nglacak gerakan partikel adi.Refrigeran sing ngliwati interior kumparan spiral dianalisis nggunakake program CFD FLUENT.Tabel 4 nuduhake ukuran kumparan kapiler.
Simulator bolong piranti lunak FLUENT bakal ngasilake model desain struktural lan bolong (Gambar 2, 3 lan 4 nuduhake versi ANSYS Fluent).Volume cairan saka pipa digunakake kanggo nggawe bolong wates.Kisi menika ingkang dipunginakaken kangge panaliten menika.
Model CFD dikembangake nggunakake platform ANSYS FLUENT.Mung alam semesta cairan obah sing diwakili, mula aliran saben serpentine kapiler dimodelake miturut diameter kapiler.
Model GEOMETRI diimpor menyang program ANSYS MESH.ANSYS nulis kode ing ngendi ANSYS minangka kombinasi model lan kondisi wates sing ditambahake.Ing anjir.4 nuduhake model pipa-3 (3962,4 mm) ing ANSYS FLUENT.Unsur Tetrahedral nyedhiyakake keseragaman sing luwih dhuwur, kaya sing ditampilake ing Gambar 5. Sawise nggawe bolong utama, file kasebut disimpen minangka bolong.Sisih kumparan diarani inlet, nalika sisih ngelawan ngadhepi stopkontak.Pasuryan bunder iki disimpen minangka tembok pipa.Media cair digunakake kanggo mbangun model.
Ora preduli kepiye pangguna babagan tekanan, solusi kasebut dipilih lan pilihan 3D dipilih.Formula pembangkit listrik wis diaktifake.
Nalika aliran dianggep semrawut, iku Highly non-linear.Mulane, aliran K-epsilon dipilih.
Yen alternatif sing ditemtokake pangguna dipilih, lingkungan bakal: Nggambarake sifat termodinamika refrigeran R152a.Atribut formulir disimpen minangka obyek database.
Kahanan cuaca tetep ora owah.Kecepatan inlet ditemtokake, tekanan 12,5 bar lan suhu 45 °C diterangake.
Pungkasan, ing pengulangan kaping limalas, solusi kasebut dites lan konvergen ing pengulangan kaping limalas, kaya sing ditampilake ing Gambar 7.
Iki minangka cara pemetaan lan nganalisa asil.Tekanan plot lan puteran data suhu nggunakake Monitor.Sawisé iku, tekanan total lan suhu lan paramèter suhu umum ditemtokake.Data iki nuduhake gunggung meksa total tengen kumparan (1, 2 lan 3) ing tokoh 1 lan 2. 7, 8 lan 9 mungguh.Asil kasebut dijupuk saka program runaway.
Ing anjir.10 nuduhake owah-owahan ing efficiency kanggo beda dawa penguapan lan kapiler.Minangka bisa dideleng, efisiensi mundhak kanthi nambah suhu penguapan.Efisiensi paling dhuwur lan paling murah dipikolehi nalika tekan rentang kapiler 3,65 m lan 3,96 m.Yen dawa kapiler tambah kanthi jumlah tartamtu, efisiensi bakal mudhun.
Owah-owahan ing kapasitas cooling amarga beda tingkat saka suhu penguapan lan dawa kapiler ditampilake ing anjir.11. Efek kapiler nyebabake nyuda kapasitas pendinginan.Kapasitas pendinginan minimal digayuh ing titik didih -16 ° C.Kapasitas pendinginan paling gedhe diamati ing kapiler kanthi dawane kira-kira 3,65 m lan suhu -12°C.
Ing anjir.12 nuduhake katergantungan daya kompresor ing dawa kapiler lan suhu penguapan.Kajaba iku, grafik nuduhake yen daya suda kanthi nambah dawa kapiler lan nyuda suhu penguapan.Ing suhu penguapan -16 °C, daya kompresor sing luwih murah dipikolehi kanthi dawa kapiler 3,96 m.
Data eksperimen sing wis ana digunakake kanggo verifikasi asil CFD.Ing tes iki, paramèter input sing digunakake kanggo simulasi eksperimen ditrapake kanggo simulasi CFD.Asil sing dipikolehi dibandhingake karo nilai tekanan statis.Asil sing dipikolehi nuduhake yen tekanan statis ing metu saka kapiler kurang saka ing lawang menyang tabung.Asil tes nuduhake yen nambah dawa kapiler menyang watesan tartamtu nyuda penurunan tekanan.Kajaba iku, nyuda tekanan statis ing antarane inlet lan outlet kapiler nambah efisiensi sistem kulkas.Asil CFD sing dipikolehi cocog karo asil eksperimen sing wis ana.Asil tes ditampilake ing Gambar 1 lan 2. 13, 14, 15 lan 16. Telung kapiler sing beda-beda dawa digunakake ing panliten iki.Dawane tabung yaiku 3,35m, 3,65m lan 3,96m.Katon yen tekanan statis ing antarane inlet kapiler lan outlet tambah nalika dawa tabung diganti dadi 3,35m.Uga elinga yen tekanan outlet ing kapiler mundhak kanthi ukuran pipa 3,35 m.
Kajaba iku, penurunan tekanan antarane inlet lan outlet kapiler mudhun amarga ukuran pipa mundhak saka 3,35 dadi 3,65 m.Diamati manawa tekanan ing stopkontak kapiler mudhun banget ing stopkontak.Mulane, efisiensi mundhak kanthi dawa kapiler iki.Kajaba iku, nambah dawa pipa saka 3,65 nganti 3,96 m maneh nyuda tekanan.Wis diamati manawa ing dawa iki tekanan mudhun mudhun ing tingkat paling optimal.Iki nyuda COP kulkas.Mulane, puteran tekanan statis nuduhake yen kapiler 3,65 m nyedhiyakake kinerja sing paling apik ing kulkas.Kajaba iku, paningkatan tekanan mundhak nambah konsumsi energi.
Saka asil eksperimen, bisa dideleng yen kapasitas pendinginan refrigeran R152a mudhun kanthi nambah dawa pipa.Kumparan pisanan nduweni kapasitas pendinginan paling dhuwur (-12°C) lan kumparan katelu nduweni kapasitas pendinginan paling sithik (-16°C).Efisiensi maksimal digayuh ing suhu evaporator -12 °C lan dawa kapiler 3,65 m.Daya kompresor suda kanthi nambah dawa kapiler.Input daya kompresor maksimal ing suhu evaporator -12 °C lan minimal -16 °C.Bandhingake CFD lan maca tekanan hilir kanggo dawa kapiler.Bisa dideleng yen kahanan ing loro kasus kasebut padha.Asil kasebut nuduhake yen kinerja sistem mundhak nalika dawa kapiler mundhak dadi 3,65 m dibandhingake karo 3,35 m lan 3,96 m.Mulane, nalika dawa kapiler mundhak kanthi jumlah tartamtu, kinerja sistem mundhak.
Senajan aplikasi CFD kanggo termal lan pembangkit listrik bakal nambah pemahaman kita babagan dinamika lan fisika operasi analisis termal, watesan mbutuhake pangembangan metode CFD sing luwih cepet, prasaja, lan murah.Iki bakal mbantu ngoptimalake lan ngrancang peralatan sing wis ana.Kemajuan ing piranti lunak CFD bakal ngidini desain lan optimalisasi otomatis, lan nggawe CFD liwat Internet bakal nambah kasedhiyan teknologi kasebut.Kabeh kemajuan kasebut bakal mbantu CFD dadi lapangan sing diwasa lan alat teknik sing kuat.Mangkono, aplikasi CFD ing teknik panas bakal luwih akeh lan luwih cepet ing mangsa ngarep.
Tasi, WT Environmental Hazards and Hydrofluorocarbon (HFC) Exposure and Explosion Risk Review.J. Chemosphere 61, 1539–1547.https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.03.084 (2005).
Johnson, E. Pemanasan global amarga HFCs.Rebo.Assessment impact.mbukak 18, 485-492.https://doi.org/10.1016/S0195-9255(98)00020-1 (1998).
Mohanraj M, Jayaraj S lan Muralidharan S. Evaluasi komparatif alternatif ramah lingkungan kanggo refrigeran R134a ing kulkas rumah tangga.efisiensi energi.1(3), 189–198.https://doi.org/10.1007/s12053-008-9012-z (2008).
Bolaji BO, Akintunde MA lan Falade, Analisis kinerja komparatif saka telung refrigeran HFC sing ramah ozon ing kulkas kompresi uap.http://repository.fuoye.edu.ng/handle/123456789/1231 (2011).
Bolaji BO Sinau eksperimen R152a lan R32 minangka pengganti R134a ing kulkas rumah tangga.Energi 35(9), 3793–3798.https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.05.031 (2010).
Cabello R., Sanchez D., Llopis R., Arauzo I. lan Torrella E. Perbandingan eksperimental saka refrigeran R152a lan R134a ing unit pendingin sing dilengkapi kompresor hermetik.internal J. Kulkas.60, 92–105.https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.06.021 (2015).
Bolaji BO, Juan Z. lan Borokhinni FO Energy efficiency saka refrigerants lingkungan loropaken R152a lan R600a minangka panggantos kanggo R134a ing sistem refrigerasi komprèsi uap.http://repository.fuoye.edu.ng/handle/123456789/1271 (2014).
Chavkhan, SP lan Mahajan, PS Evaluasi eksperimen babagan efektifitas R152a minangka panggantos R134a ing sistem pendinginan kompresi uap.internal J. Departemen Pertahanan.proyek.tank panyimpenan.5, 37–47 (2015).
Bolaji, BO lan Huang, Z. Sinau babagan efektifitas sawetara refrigeran hidrofluorokarbon pemanasan global sing kurang minangka panggantos R134a ing sistem pendinginan.J. Ing.Fisikawan termal.23(2), 148-157.https://doi.org/10.1134/S1810232814020076 (2014).
Hashir SM, Srinivas K. lan Bala PK Energy analisis HFC-152a, HFO-1234yf lan HFC / HFO campuran minangka substitutes langsung kanggo HFC-134a ing kulkas domestik.Strojnicky Casopis J. Mech.proyek.71(1), 107-120.https://doi.org/10.2478/scjme-2021-0009 (2021).
Logeshwaran, S. and Chandrasekaran, P. CFD analysis of natural convective heat transfer in stationary household refrigerators.sesi IOP.Serial TV Alma mater.ngelmu.proyek.1130(1), 012014. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1130/1/012014 (2021).
Aprea, C., Greco, A., lan Maiorino, A. HFO lan gabungan binar karo HFC134a minangka refrigeran ing kulkas domestik: analisis energi lan penilaian dampak lingkungan.Aplikasi suhu.proyek.141, 226-233.https://doi.org/10.1016/j.appltheraleng.2018.02.072 (2018).
Wang, H., Zhao, L., Cao, R., lan Zeng, W. Panggantos lan optimalisasi refrigeran miturut watesan pengurangan emisi gas omah kaca.J. Murni.produk.296, 126580. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.126580 (2021).
Soilemez E., Alpman E., Onat A., lan Hartomagioglu S. Prediksi wektu pendinginan kulkas rumah tangga kanthi sistem pendinginan thermoelectric nggunakake analisis CFD.internal J. Kulkas.123, 138-149.https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.11.012 (2021).
Missowi, S., Driss, Z., Slama, RB lan Chahuachi, B. Analisis eksperimen lan numerik penukar panas helical coil kanggo kulkas domestik lan pemanasan banyu.internal J. Kulkas.133, 276-288.https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2021.10.015 (2022).
Sánchez D., Andreu-Naher A., Calleja-Anta D., Llopis R. lan Cabello R. Evaluasi dampak energi saka alternatif sing beda kanggo refrigeran GWP R134a sing kurang ing coolers wedang.Analisis eksperimen lan optimalisasi refrigeran murni R152a, R1234yf, R290, R1270, R600a lan R744.konversi energi.kanggo ngatur.256, 115388. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.115388 (2022).
Boricar, SA et al.Studi kasus analisis eksperimen lan statistik babagan konsumsi energi kulkas domestik.riset topikal.suhu.proyek.28, 101636. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101636 (2021).
Soilemez E., Alpman E., Onat A., Yukselentürk Y. lan Hartomagioglu S. Numerical (CFD) lan analisis eksperimen saka kulkas kluwarga hibrida sing nggabungake sistem pendinginan termoelektrik lan kompresi uap.internal J. Kulkas.99, 300–315.https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2019.01.007 (2019).
Majorino, A. et al.R-152a minangka refrigerant alternatif kanggo R-134a ing kulkas domestik: Analisis eksperimen.internal J. Kulkas.96, 106-116.https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2018.09.020 (2018).
Aprea C., Greco A., Maiorino A. lan Masselli C. Campuran HFC134a lan HFO1234ze ing kulkas domestik.internal J. Panas.ngelmu.127, 117-125.https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2018.01.026 (2018).
Bascaran, A. lan Koshy Matthews, P. Comparison saka kinerja sistem refrigerasi kompresi uap nggunakake refrigerants lingkungan karo potensial pamanasan global kurang.internal J. Ilmu.tank panyimpenan.ngeculake.2(9), 1-8 (2012).
Bascaran, A. lan Cauchy-Matthews, P. Analisis termal sistem refrigerasi kompresi uap nggunakake R152a lan campuran R429A, R430A, R431A lan R435A.internal J. Ilmu.proyek.tank panyimpenan.3(10), 1-8 (2012).
Wektu kirim: Jan-14-2023