Пример № 13

Провести тепловой расчет двухступенчатого аммиачного холодильного бескрейцкопфного компрессора, если заданы следующие условия: t_о= - 40 ^оС, t_к= 30 ^оС, Δt_нд=10 ^oC, Δt_вд=10 ^oC, Δt_по=5 ^oC, Q_o=100 кВт. Мертвое пространство для ступеней составляет 5%. Схема установки представлена на рисунке 3.3.

Рисунок 4.7 - Цикл двухступенчатой холодильной машины с полным промежуточным охлаждением и двукратным дросселированием (ПС со змеевиком) в lgp-i диаграмме

По таблицам и диаграммам состояния R717 определяем p_o и р_к и рассчитываем р_пр по формуле:

р_о=0,07169 МПа, р_к=1,1675 МПа.

t_пр=-10,13 ^oC.

Таблица к примеру №13 – Параметры хладагента в узловых точках теоретического цикла холодильной машины

v_1’=1,626 м³/кг; v_3’=0,438 м³/кг.

Ступень низкого давления:

1. кДж /кг

2. кг /с

3. м³/с

ΔР_ВС и ΔР_Н – потери давления (ΔР_ВС ≈ 5 кПа; ΔР_Н ≈ 10 кПа)

4.

5.

6. м³/с

7. кВт

8.

Аммиачные бескрецпкофные β = 0,001

9.

10. кВт

11. кВт

12. кВт

Ступень высокого давления:

13. кг /с

14. кг /с

15. кг /с

16. м³/с

17.

18.

19.

20.

21. кВт

22.

23. кВт

24. кВт

25. кВт

26. кВт

27.

28. кВт

Компрессор подбираем по теоретической объемной подаче. По приложению 15 выбираем 2 компрессорных агрегата АД55-7-4 Vт_СНД=0,125 м³/с и Vт_СВД=0,042 м³/с.

Так как подобранные агрегаты АД55-7-4 имеют один электродвигатель на обе ступени сжатия, то отдельно для каждой ступени не рассчитывают, а для каждого агрегата составляет:

кВт

Тепловой расчет и подбор теплообменных аппаратов для термотрансформаторов

Основными теплообменными аппаратами как холодильных, так и теплонасосных установок, являются испарители и конденсаторы.

Конденсатор - это теплообменный аппарат, в котором охлаждают­ся и конденсируются пары холодильного агента за счет отдачи теплоты теплоносителю - охлаждающей воде или воздуху.

Теплоотдачейназывается процесс передачи теплоты от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. Пар конденсируется при сопри­косновении со стенкой, температура которой ниже температуры насыщения пара, соответствующей давлению в аппарате. По характеру образования жидкости на стенке различают три вида конденсации: капельную, пленочную и смешанную.

При капельной конденсации пар непосредственно соприкасается с холодной поверхностью, поэтому имеет больший коэффициент тепло­отдачи по сравнению с пленочной конденсацией, когда пленка жид­кости на поверхности труб создает дополнительное термическое сопротивление, что снижает коэффициент теплоотдачи. В аппаратах холодильных машин происходит пленочная конденсация.

На интенсивность теплопередачи в конденсаторе влияют следую­щие факторы.

1.Скорость удаления жидкости с теплопередающей поверхности. При конденсации пара конденсат оседает на теплопередающей поверх­ности сплошной пленкой, которая, стекая по трубам, затрудняет дальнейшую конденсацию пара. Поэтому конструкция конденсатора должна обеспечивать быстрый отвод образующейся жидкости.

2.Скорость движения пара. При большой скорости движения пара
ускоряется движение пленки жидкости, которая быстрее смывается с
теплопередающей поверхности, увеличивая коэффициент теплоот­дачи.

3.Примесь воздуха и неконденсирующихся газов уменьшает
коэффициент теплопередачи и повышает давление конденсации.

4.Отложения на стенках труб: со стороны хладагента - масла, унесенного паром из компрессора; со стороны воды - водяного камня (твердого осадка солей, растворенных в воде), ржавчины; в конден­саторах с воздушным охлаждением - слоя пыли, краски. Все эти отложения оказывают значительное термическое сопротивление, уменьшая коэффициент теплопередачи.

5.Скорость движения воды. Чем выше скорость движения воды, тем больше коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, а, следовательно, и коэффициент теплопередачи.

Интенсивность теплопередачи конденсатора характеризуется плотностью теплового потока - количеством теплоты q_F (Вт/м²), которое отводится от хладагента теплоносителем через 1 м² площади поверхности конденсатора в течение 1 с.