Тепловой расчет поршневого холодильного компрессора
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Кубанский государственный технологический университет»
Кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ МАШИНЫ
методические указания по выполнению практических занятий для студентов всех форм обучения направления подготовки 141200.62 – Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения
Краснодар
2014
Составители: канд. техн. наук, доц. В.И.Алешин,
канд. техн. наук, доц. М. В. Шамаров
Низкотемпературные машины:методические указания по выполнению практических занятий для студентов всех форм обучения направления подготовки 141200.62 –Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения. / Сост: В.И.Алешин, М.В.Шамаров; Кубан.гос.технол.ун-т. Каф. технологического оборудования и систем жизнеобеспечения. –Краснодар, 2014. – 38с. Режим доступа: http://moodle, kubstu.ru (по паролю).
Даны практические рекомендации по тепловому и динамическому расчету поршневого холодильного компрессора, выбору циклов холодильных машин для различных холодильных агентов, по определению параметров характерных точек циклов и рекомендации по расчету размеров и характеристик компрессоров.
Ил. – 20, Табл. –10, Библиогр. – 8 назв.
|
|
Рецензенты:
Кафедра оборудования нефтяных и газовых промыслов Кубанского государственного технологического университета
Кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения Кубанского государственного технологического университета
Содержание
Введение. Общие положения ……………………………………………………... 4
1 Тепловой расчет поршневого холодильного компрессора ……………….……. 5
2 Динамический расчет поршневого холодильного компрессора ………………. 16
Введение. Общие положения
Искусственный холод получают двумя способами. Первый основан на аккумулировании естественного холода, второй — на существующей в природе закономерности, выражаемой вторым законом термодинамики.
Первый способ, относится к области ледяного или льдосоляного охлаждения.
Второй способ составляет основу машинного охлаждения. Машинное охлаждение осуществляют с помощью холодильных машин – устройств, осуществляющих перенос теплоты с низкого температурного уровня на более высокий температурный уровень. Промышленные холодильные машины, работающие в области умеренного холода, можно подразделить на три основные группы: компрессорные, теплоиспользующие и термоэлектрические.
|
|
Наиболее распространены компрессионные холодильные машины, которые используют для переноса теплоты механическую работу. Одним из элементов этих машин является компрессор – машина, сжимающая и перемещающая паро- и газообразное рабочее вещество.
В настоящее время наиболее распространенными являются поршневые компрессоры, поэтому на практических занятиях предлагается произвести тепловой и динамический расчет поршневого холодильного компрессора.
Дисциплина «Низкотемпературные машины» является основой для изучения дисциплины «Компрессорные машины и установки» и продолжения работы над курсовым проектом по этой дисциплине и должны соответствовать современному уровню достижений отечественной и зарубежной холодильной техники.
Принимая самостоятельные решения при проектировании, студент должен использовать полученные ранее знания по изученным дисциплинам учебного плана.
Оформление пояснительной записки и листа графической части выполняется с соблюдением действующих стандартов (ЕСКД), ГОСТов и другой нормативной документации.
Целью практических занятий является:
- закрепление и расширение знаний студентов по дисциплине «Низкотемпературные машины» и ряду других дисциплин общепрофессионального и специального циклов в практическом приложении их к расчету и проектированию поршневого компрессора;
|
|
- развитие творческих способностей и инициативы студента при решении инженерно-конструкторских задач в области компрессоростроения;
- привитие студентам практических навыков по обоснованию принимаемых решений, оценке существующих конструкций компрессоров и самостоятельной работе с каталогами и специальной научно-технической литературой.
Тепловой расчет поршневого холодильного компрессора
Исходные данные
Тепловой расчет компрессора выполняют, чтобы определить его объемную производительность и, соответственно, его основные размеры – диаметр и ход поршня, потребляемую им мощность, эффективную удельную холодопроизводительность.
При расчете компрессора используют следующие данные:
1) холодопроизводительность, Q0 кВт;
2) температурный режим работы холодильной машины t0 и tк 0С;
3) частоту вращения коленчатого вала;
4) главные характеристики компрессора: тип, число цилиндров, конструкции клапанов, тип сальника, систему смазки, тип привода.
|
|
Дополнительно могут быть заданы температура переохлаждения холодильного агента и температура всасывания.
Перегрев и переохлаждение хладагента может быть либо регенеративным (для фреоновых машин), либо происходить в результате внешнего теплообмена.
В аммиачных машинах переохлаждение осуществляется водой, а перегрев паров происходит в основном во всасывающих трубопроводах. Обычно:
Dtn = tк - tn = 3 … 4 0С;
Dtвс = tвс - t0 = 5 … 10 0С.
Во фреоновых установках перегрев паров холодильного агента и переохлаждение жидкости перед дросселированием может происходить в регенеративных теплообменниках. Перегрев паров в теплообменниках составляет 15-30 0С. Температуру жидкого холодильного агента перед дросселированием определяют по значению энтальпии из теплового баланса регенеративного теплообменника: .
При расчете герметичных, экранированных и бессальниковых компрессоров следует учесть дополнительный перегрев пара в электродвигателе (рисунок 1.3)
Dtэл = t - t = 10…20°С (большие значения рекомендуются для малых и низкотемпературных компрессоров).
При расчете компрессоров этого типа необходимо обратить внимание на температуры фреона в конце сжатая (дополнительный перегрев пара, омывающего обмотку встроенного электродвигателя, может привести к недопустимо высокой температуре холодильного агента на нагнетании) для R134 t2 £ 125°C, для R22 t2 £ 145°C. Однако для бессальниковых и герметичных компрессоров рекомендуется не превышать в конце сжатия температуру 100°С[4]. Если t2 окажется выше указанных значений, необходимо уменьшить перегрев в регенеративном теплообменнике. Уточняют величину перегрева пара хладагента в электродвигателе, определяя
где Y - коэффициент, учитывающий долю тепла, идущую на подогрев хладона (остальное передается в окружающую среду).
Y = 0,3…0,6 (3) (в зависимости от условий наружного охлаждения двигателя). После этого окончательно контролируют t2.
Для двухступенчатых холодильных машин (рисунок 1.4, 1.5 и 1.6) температуры в точках 3,7,6 определяют после вычисления промежуточного давления и соответствующей промежуточной температуры. Промежуточное давление определяют при условии минимальной работы сжатия в обеих ступенях, что имеет место при равенстве степеней сжатия в каждой ступени, отсюда pm = .
Величину перегрева холодильного агента перед всасыванием в компрессор высокой ступени принимают 4…6 °С (рисунок 1.4, 1.5 и 1.6) t3 = tm + (4…6)0C.
В схемах со змеевиковым промсосудом при определении температуры холодильного агента в точке 7 следует учесть недорекуперацию в змеевике: t7 = tm + (3…4)0C.
В двухступенчатой холодильной машине с pегенеративным теплообменником (рисунок 1.6) температура в точке 7 находится по энтальпии , определяемой из уравнения теплового баланса теплообменника: .
1.2 Выбор схемы холодильной машины, определение параметров характерных точек цикла
Определяем степень сжатия p = Рк/Ро. При p < 9 для R 717 и R 22 и при p < 11 для R 134 и R 502 принять одноступенчатое сжатие.
Одноступенчатую холодильную машину для R 717 принять по рисунку 1.1; для R 134, R 22, R 502 с компрессором открытого типа - рисунок 1.2; с герметичным, экранированным и бессальниковым компрессором – рисунок 1.3.
Двухступенчатую холодильную машину для R 717 и R 22 принять – по рисунку 1.4 и 1.5 (согласовать с руководителем проекта), для R 134 и R 502 – рисунок 1.6.
Вычертить принятую принципиальную схему холодильной машины согласно типовой схеме. По заданным и определенным температурам рабочего режима машины построить цикл в диаграммах состояний и S – T. Сжатие принять адиабатным.
В расчетно-пояснительной записке представить ксерокопию цикла холодильной машины в одной из диагамм.
Найденные в таблицах и диаграммах параметры характерных (узловых) точек цикла занести в таблицу 1.1.
Удельный объем жидкого холодильного агента следует найти в таблицах параметров на линиях насыщения.
Таблица 1.1 – Параметры рабочих точек цикла
| ||||||
Параметры точек цикла |
t, 0С | P, МПа | i, | v, | Термодинамическое состояние холодильного агента | |
1 |
| |||||
1 |
| |||||
2 |
| |||||
и т.д. |
| |||||
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 866; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!