Розрахунок температурних режимів
Розраховуємо цикл одноступінчатої холодильної установки , за відомими наступними даними:
» температура кипіння То, °C ……………………………….0°C
» конденсації Т, °C …………………………………….…... 40°C
» всмоктування Т1, °C …………………………………….. 10°C
» переохолодження рідкого холодоагенту °C ………...... 30°C
Робоче тіло …………………………………………… Фреон-134а
Побудуємо у lgР-I діаграмі (рис. 2.1) теоретичний холодильний цикл для холодоагенту R134а, прийнявши температуру кипіння t0 = 0°C, температуру конденсації tк = + 40°С, температуру рідкого холодоагенту після конденсатора + 30°С, температуру пари перед компресором 10°C.
Рисунок 2.1. - Діаграма теоретичного холодильного циклу для холодоагенту R134а.
Параметри холодоагенту у характерних точках процесу зводимо у таблицю 2.1.
Таблиця 2.1. Робочі параметри
| Точка | Параметри | ||||
| T, °C | Р, мПа | i, кДж/кг | V, м3/кг | X | |
| 1 | 0 | 0,3 | 390 | - | 0 |
| 1/ | 10 | 0,3 | 410 | 0,07 | 0 |
| 2 | 55 | 1 | 430 | - | - |
| 3 | 40 | 1 | 420 | - | 0 |
| 4 | 40 | 1 | 250 | - | 1 |
| 5 | 30 | 1 | 240 | - | - |
| 6 | 0 | 0,3 | 240 | - | 0,20 |
Визначення холодопродуктивності компресора
Температура кипіння холодоагенту 0°C, температура конденсації 40°C. У конденсаторі рідкий холодоагент переохолоджується до 30°C, у компресор з випарника надходить перегріта пара з температурою 10°C.
Питома масова холодопродуктивність холодильного циклу на 1кг фреону визначається за формулою [л.1, ср 48]
|
|
|
q0 = i1 – i6; (2.1)
де і1-i6 – різниця ентальпій, кДж/кг.
q0= 390 – 240 = 150 кДж/кг.
Питома робота стиску у компресорі:
l = i2 – i1/; (2.2)
де і – ентальпія, кДж/кг.(по 2 характеризує стан холод. Стану після тиску в компресорі, по 1-перегріта пара, що знаходиться в компресорі)
l = 430 – 410 = 20 кДж/кг.
Питоме теплове навантаження на конденсатор:
qk = i2 – і5; (2.3)
де і5 – ентальпія кДж/кг.(в точці 5характеризує стан рідкого фреону перед регулюючим вентилем)
qk = 430 – 240 = 190 кДж/кг.
Масова витрата холодоагенту: [Л.9,ст.77]
; ru/c (2.4)
де Qo – розрахункова холодопродуктивність компресора, кВт;
qо - питома масова холодопродуктивність, кДж/кг.
0,0005 кг/с;
Об’ємна продуктивність компресора: [Л.9,ст.77]
; (2.5)
|
|
|
де 
- масова витрата холодоагенту, м3/с;
- відносний об’єм перегрітого пару;
- коефіцієнт подачі.
= 0,000056 м3/с;
Коефіцієнт подачі компресора визначаємо в залежності від відношення тисків Рк /Ро = 5,3, який для поршневих компресорів складає 0,62.
Теоретична потужність, витрачена на компресор: (Л.9,ст.78)
Nт = М( i2 - i1`); (2.7)
де М - масова витрата холодоагенту, кг/с.
Nт = 0,0005. (430 – 410) = 0,01 кВт;
Індикаторний ККД компресора визначаємо по графіку, при Рк /Ро = 5,3 складає 
= 0,7.
Дійсна потужність стиску
; (2.8
де - індикаторний ККД;
Nt – теоретична потужність компресора, кВт.
= 0,02 кВт.
Ефективна потужність компресора:
(2.9)
Ne=0.02/0.85=0.03
де 
- ефективний ККД;
Ni – індикаторна потужність, кВт.
На підставі розрахунків холодильної машини вибираємо одноступінчатий поршневий компресор, марки PW 2.0 VKQ0 =0.076
Теплове навантаження на конденсатор: [Л.9,ст.53]
Qк = Qо + Ne; (2.11)
|
|
|
де Qо – холодопродуктивність компресора, кВт;
N – потужність електродвигуна, кВт.
Qк = 0,076 + 0,03 = 0.106 кВт.
Розрахунок конденсатора
Для проектуємої установки підбираємо конденсатор, який буде відповідати потужності компресора.
Конденсатор підбирають по теплопередаючої поверхні, яка розраховується за формулою [л.1.ст60]
F= 
, м2 (2.12)
де Qкм - сумарне теплове навантаження на конденсатор, Вт;
К - коефіцієнт теплопередачі конденсаторів, Вт/м2;
qср - середній розрахунковий температурний напір між температурами конденсації й охолоджуваного середовища.
При розрахунку повітряних конденсаторів приймають температурний напір 8-10оС, коефіцієнт теплопередачі для повітряних конденсаторів з штучною циркуляцією повітря
К=6-10 Вт/м2.
Площа поверхні конденсатора:
F= 
= 
= 2,2 м2
Отже, по розрахованій площі теплопередачі підбираємо конденсатор повітряного охолодження з штучною циркуляцією повітря.
Розрахуноквипарнику
Розрахунок і підбор приладів охолодження зводиться до визначення поверхні охолодження й вибору стандартних пристроїв задовольняючі дані розрахунків.
|
|
|
Поверхнявипарникавизначається заформулою:[Л.9,ст.62]
F= 
, (2.13)
де F - поверхняохолодження, м2;
К - коефіцієнттеплопередачіприладівохолодження, Вт/м2.
Qооб= 76 Вт, tпм= -5оС, tо=-15 оС, К=230 Вт/м2:
F= 
=0.07 м2,
По розрахованійплощітеплопередачібув власноручзібранийвипарник.
Вибір системи охолодження
В холодильній техніці використовують безпосередню і непряму систему охолодження. В даному проекті обрано безпосередню систему охолодження з примусовою подачею і циркуляцією холодоагенту в приладах охолодження. Тому що перевагами систем безпосереднього охолодження є довговічність та економічність, як по первісним, так і по експлуатаційним витратам.
Економічність обумовлена відносно меншою витратою енергії та меншими витратами на устаткування. На підставі існуючих систем та методів підбору обладнання, використовуємо одноступінчасту холодильну установку, яка працює на фреоні R134A ( Л.10)
Безперечною перевагою фреону R134a тетрафторетан (CF3CFH2) в порівнянні з іншими холодоагентами, є його нетоксичність. R134а однокомпонентний безбарвний газ зі слабким запахом хлороформу. Він прийшов на заміну фреону R12. Використовується в побутових холодильниках і автомобільних кондиціонерах, в середньотемпературному холодильному обладнанні та системах центрального кондиціонування. Температура кипіння змінюється залежно від тиску від +90 до -70°С. При нормальному атмосферному тиску (100-105кПа) кипить при температурі -26,5°С. При стисненні газоподібний фреон переходить у фазу рідини. Потенціал руйнування озонового шару (ODP = 0), потенціал парникового ефекту на 100 років (GWP = 1300), ГДК у повітрі при впливі строком 1:00 порядку 1гр/м.куб. Вибухо-, пожежобезпечний. Здатний самозайматися при підвищенні температури і тиску. Змішуючись з повітрям, утворює горючі суміші. При взаємодії з полум’ям розкладається на токсичні речовини (такі, як фтороводень). Для R134а застосовуються синтетичні поліефірні масла. Молекула фреону R134а має дуже малий розмір, що збільшує ризик витоку. Ці фактори вимагають більш ретельного вакуумування і осушення системи, а також пред’являють більш жорсткі вимоги до герметичності холодильного контуру. Завдяки однокомпонентності фреону, проводити заправку можна як рідким, так і газоподібним холодоагентом ( Л.10).
Синтетичне мастило (РОЕ) - високоефективне мастило для поєднань метал-метал, що працюють при високих швидкостях в діапазоні від середніх до великих навантажень. Застосування - успішно використовується в підшипниках механізму виключення зчеплення, підшипниках повітродувок і плющильних валиків, підшипників електродвигунів. Особливості - не містить свинцю або нікелю; висока несуча здатність; придатна для довготривалої роботи, мастила завдяки малій випаровуваності олії і слабкою тенденції до окислення; широкий діапазон експлуатаційних температур; придатна для дуже високих швидкостей обертання (величина DN 750.000). Склад - ефірне масло; загущувач на основі літієвого комплексу; протизадирна-протизносна присадка; інгібітор окислення. Температурний діапазон роботи - від -45 до 180 °C, короткочасно до 200 °C.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!