Тепловой расчёт компрессорной и воздухоохлаждающей установок

Принимаем дополнительные данные к расчёту

Р_вс= Па - Потери давления на линии всаса

δ'=δ''=δ'''= - Коэффициенты учитывающие потери давления в промежуточных и концевых охладителях воздуха

ΔТ_охл= К -недоохлаждение воздуха до температуры воды в промежуточных охладителях.

η_ад= -Адиабатный (изотропный) КПД ступеней сжатия ТКУ

η_эм= - Электромеханический КПД ступеней сжатия ТКУ

Находим значение давлений на всасе и нагнетании компрессора

Р'_вк=Р_а-ΔР_вс= МПа

Р_ку=Р1= МПа

Степени повышения давления в секциях турбокомпрессора

ε'=ε''=ε'''=1/δ*(Р_ку/Р'_вк)^0,33= МПа

Давление воздуха между супенями сжатия

Р'_нк=Р'_вк*ε'= МПа

Р''_вк=Р'_нк*δ'= МПа

Р''_нк=Р''_вк*ε'= МПа

Р'''_вк=Р''_нк*δ'= МПа

Р'''_нк=Р'''_вк*ε'= МПа

Значение температур воздуха на входе в секции сжатия

Т'_вк=Т_а= К °С

Т''_вк=Т'''_вк=Т_w1+Δt_охл= К °С

Удельные работы сжатия по секциям

а) в первой секции

l'к=k/k-1*R*T'вх*[(ε')^k/k-1-1]*1/ηад= кДж/кг

б) во второй и третьей секциях

l''к=l'''к=k/k-1*R*T''вх*[(ε'')^k/k-1-1]*1/ηад= кДж/кг

Здесь k= 1,4 показатель адиабаты для воздуха

Здесь R= 0,287 кДж/кг*K газовая постоянная для воздуха

Значение температур воздуха на выходе из секций сжатия

Т'_нк=Т'_вк+(l'к/С_рв)= К или °С

Т''_нк=Т'''_нк=Т''_вк+(l''к/С_рв)= К или °С

Здесь Срв=1,02 кДж/кг*K средняя изобарная теплоёмкость воздуха

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в промежуточном охладителе воздуха.

 

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в концевом охладителе воздуха.

 

Массовая производительность компрессора в рассчитываемых условиях

G_к=(Q=*p_вк)/60= кг/с

где p_вк =p0*((Р'_вк*Т0)/(Р₀*Т_а))= кг/м³ -плотность воздуха на всасывании.

Электрическая мощность, потребляемая приводом компрессора

N_к=(G_к*lΣк)/η_эм= кВт

где lΣк=l'к+l''к+l'''к= кДж/кг - суммарная удельная работа сжатия компрессора

 

Расчёт влагосодержания воздуха во всех характерных точках системы.

Вычисляем тепературу воздуха в (точке 3) t 3

d_п= г/кг

так как d_п=d_н то парциальное давление водяных паров в осушенном воздухе составит:

Р_н3=(d_н3*Р3)/(622+d_н3)= Па

 

В соответствии с термодинамическими свойствами воды и водяного пара это точка росы t_н= 2,6°С

Принимаем t _н = t 3 = °С

 

Значение температур воздуха t₁ и t₂ (в точках 1и2) определяются из мнения теплового баланса

для РТО. При отсутствии отбора воздуха на осушку это уравнение имеет вид tкс- t 3 = t ₁ - t ₂

Принимаем средний температурный напор в РТО: Δt_ср= °С

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в регенеративном теплообменнике

 

Можно считать, что t₂-t₃ = t₁-t_кс ≈ Δt_ср= °С

Тогда учитывая, что t_кс-t_п= °С

t₁=t_кс+Δt_ср= °С

t₂=t₃+Δt_ср= °С

Заметим что t₁=t_кс - температура воздуха за ВОК

Тепловая мощность регенеративного теплообменника составляет:

Q_рто=G_к*С_рв*(Т₁-Т₂)= кВт

Требуемая поверхность теплообмена F_рто оценивается примерно:

F_рто=Q_рто/(k*Δ_tср)= м²

где k= Вт/(м²*К)

Вычисляем колличество влаги отделяемое в теплообменниках осушки G_wот= кг/с

В концевом воздухоохладителе - это разность между начальным

влагосодержанием воздуха d_а= г/кг

и насыщающим влагосодержанием воздуха в точке 1 d_н1 Если она меньше при t_н1=°С

d_н1=622*(Р_н1/(Р₁-Р_н1))= г/кг

Так как d_н1>d_а, то выпадение влаги после ВОК не происходит

Влагосодержание воздуха в точке 2 (после РТО) определяется насыщающим влагосодержанием d_н2

при температуре воздуха t_н2= °С

d_н2=622*(Р_н2/(Р₂-Р_н2))= г/кг

Количество выпадаемой в виде росы влаги в точке 2 составляет

G_рто w от=G_к*(d_a-d_н2)= г/с

Количество отделяемой влаги в охладителе осушителе составит

G_оов w от=G_к*(d_н2-d_н3)= г/с

Суммарное количество атмосферной влаги, отделяемой в воздухоохладителях компрессорной уст. Составит:

G_ку w от=G_рто w от+G_оов w от= г/с

Или

V_ку w от=G_ку w от*(3600/1000)= м³/ч.

 

Выбор и термодинамический расчёт холодильной машины блока осушки

Тепловая нагрузка охладителя-осушителя (ООВ) хладопотребление:

Q'_о=G_к*С_рв*(t₂-t₃)= кВт.

требуемая хладопроизводительность источника холода Q_о с учётом теплопритока в систему

хладоснабжения через изоляцию Q_из= % от Q_о составит:

Q_о=1,12*Q'_о= кВт.

Оцениваются температуры конденсации tк и испарения tо ХА в холодильном цикле.

Для этого принимаем минимальные температурные напоры в аппаратах системы осушки воздуха:

∆t_к= °С - в конденсаторе

∆t_оов= °С - температура ХН на выходе из испарителя

∆t_и= °С - температура кипения ХА в испарителе.

В соответствии с диаграммами распределения теператур в теплообменниках КС оцениваются:

t_к=t_w2+∆t_к= °С - температура конденсации ХА

t_s2=t3-∆t_оов= °С - температура ХН на выходе из испарителя

t_о=t_s2-∆t_и= °С - температура кипения ХА в испарителе.

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в конденсаторе ХМ.

 

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в испарителе ХМ.

 

Средний температурный напор в ООВ составит:

∆t_оов ср=(∆t_δ-∆t_м)/(ln*(∆t_δ/∆t_м))= К.

Где ∆t_δ=t₂-t_s1= К. -Наибольший температурный напор на горячем конце теплообменника.

Где ∆t_м=t₃-t_s2= К. - Наименьший температурный напор на холодном конце теплообменника.

 

Диаграмма изменения температур теплоносителей в охладителе - осушителе воздуха.

Тогда требуемая поверхность теплообмена воздухоосушителя будет равна: F_оов=Q'_о/k*∆t_оов ср= м²

 

Где k=10÷60 В_т/ м²*K - ориентировочное значение коэффициента теплопередачи в теплообменниках типа "газ-жидкость"

Выбираем холодильную машину из серийно выпускаемых работающую на хладоне R22 (таб. 13 прил.)

Это будет машина МКТ 200-2-0 с водяным охлаждением конденсаторов

Диапазон рабочих параметров:

t_о= от -9 до 10°С

t_w1= от 1 до 30 °С

Расчётные (стандартные) условия работы:

Q_{ст о}= кВт.

t_s2= °С

t_о= °С

N_э= кВт.

Пересчёт стандартных условий работы ХМ на рабочие приведён в таблице 1.

Табл.1 термодинамические параметры R 22 для стандартных и рабочих условий

 

Степень повышения давления в компрессоре в рабочих условиях ниже, чем в стандартных

ε_{к ст}=Р_к ст/Р_о ст=

ε_{к раб}=Р_к ст/Р_о раб=

Следовательно, коэфф. Подачи холодильного компрессора в рабочих условиях будет выше, чем в расчётных тоесть λ>λст. Для упрощения принимаем λ≈λст.

Реальная хладопроизводительность МКТ220-2-0 в рабочих условиях составит:

Q_{о раб}=Q_{о ст}*(g_о*V_{о ст}*λ)/(g_{о ст}*Vо*λ_ст.)= кВт

Что меньше требуемой (без учёта роста коэффицента λ) на.

δ'=(Q_{о раб-Qо})/Q_о= %

Таким образом МКТ220-2-0 удовлетворяет требованиям и может быть использован в системе.

---

Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!