Испарители с межтрубным кипением
Каскадные холодильные машины
Для получения более низких температур с помощью парожидкостных циклов используются каскадные холодильные машины.
Каскадная ХМэтосистема состоящая из двух и более холодильных машин (циклов, ветвей), работающих в разных температурных диапазонах. Эти машины работают на разных хладагентах и связаны между собой только тепловой связью с помощью теплообменных аппаратов, так называемыхконденсаторов-испарителей.На рис.5.7 приведена схема и цикл такой ХМ.
Р 
ис. 5.7. Простейшая однокаскадная холодильная машина:
I,II– компрессоры нижней и верхней ветвей каскада;III– конденсатор каскадной машины;IV– конденсатор-испаритель;V– испаритель каскадной машины;VI,VII– дроссельные вентили верхней и нижней ветвей каскадной ХМ
Две смежные холодильные машины, в таком случае, образуют каскад. Связующий теплообменный аппарат для одной машины выполняет роль конденсатора, для другой – испарителя.
Сами холодильные машины, входящие в систему, могут быть одно-, двух- и более ступенчатые, компрессорные и абсорбционные.
Необходимое условие работы каскадной ХМ: 
. Обычно 
.
При выборе хладагента для нижней ветви каскада важно, чтобы давление в испарителе Р0было больше атмосферного (0,1 МПа), чтобы не было подсоса воздуха. А также критическая температура этого ХА должна быть существенно больше температуры конденсации 
, с целью снижения потерь дросселирования.
|
|
|
Термодинамическая эффективность каскадной машины будет всегда меньше многоступенчатой ХМ работающей на одном ХА, т.к. у них нет конденсатора-испарителя и для них DТк-и=0. На практике же, реальные каскадные ХМ всегда экономически выгоднее двух-, а иногда и трехступенчатых ХМ. Это объясняется следующими преимуществами каскадных ХМ:
а) объем (а следовательно и масса) компрессора каскадной ХМ меньше чем у многоступенчатых из-за меньших удельных объемов всасываемого пара (давление выше);
б) меньше относительные потери мощности в клапанах компрессора, т.к. при низких давлениях газодинамические потери в клапанах становятся соизмеримыми с работой сжатия;
в) меньше потери трения, т.к. меньше размеры цилиндров в компрессорах нижних ветвей;
г) общая степень повышения давления в компрессорах (при одинаковых Т0иТк) в каскадных ХМ ниже, чем в многоступенчатых, следовательно выше значение коэффициентов подачиlи КПД;
д) более дешевые и надежные испарители. Так как давление в них выше атмосферного, то стенки аппаратов можно делать более тонкие.
Применяют каскадные ХМ для получения холода с температурами в диапазоне от -80 до -140 °С.
Испарители с межтрубным кипением
|
|
|
В последнее время получили распространение кожухотрубные испарители с внутритрубным ки пением хладагента. По конструкции они мало отличаются от испарителей с межтрубным кипением. Чтобы существенно повысить теплоотдачу от хладоносителя, подаваемого в межтрубное пространство, внутри кожуха устанавливают направляющие перегородки, заставляющие поток хладоносителя двигаться «змейкой».
Теплоотдача от фреона хуже, чем от аммиака, поэтому во фреоновых испарителях необходимо увеличивать тенлообменную поверхность со стороны фреона. В испарителях с межтрубным кипением это достигается обычным способом — применением труб с накатанными на внешнюю поверхность невысокими ребрами. В испарителях с внутритрубным кипением в медную трубу запрессовывают на всю длину алюминиевый сердечник со звездообразным (8— 10 лучей) сечением. В такой трубе хладагент движется по узким параллельным каналам, образованным впадинами сердечника.
Благодаря незначительному объему каналов в холодильную машину с испарителем с внутритрубным кипением нужно заправлять гораздо меньше хладагента, чем в такую же машину с испарителем с межтрубным кипением. Это большое преимущество, когда в качестве хладагента используется какое-либо дорогостоящее вещество.
|
|
|
В испарителях с межтрубным кипением из соображений безопасности необходимо устанавливать режим работы, при котором температура охлажденной воды не должна опускаться ниже 6—7 °С. Иначе, при возможном отклонении режима (понижении температуры кипения на несколько градусов), пода в трубах может быстро замерзнуть (воды мало, а запас холода в кипящем хладагенте большой) и, расширяясь, разрушить элементы конструкции аппарата.
В испарителях с внутритрубным кипением картина обратная: воды в корпусе много, а хладагента в трубах мало, поэтому нет опасности замерзания воды при понижении температуры кипения (по крайней мере в течение того времени, пока не будут приняты меры для устранения причин, вызвавших понижение температуры). Это позволяет получать в испарителях с внутритрубным кипением воду с температурой всего I —2 °С.
Виды поршней
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 385; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!