Дипломная работа: Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т
i
,
кДж/кг
Рис. 3 Цикл одноступенчатой
холодильной машины
Значения
параметров всех точек сводятся в таблицу 7.1.
Таблица
7.1
ρ0,
кПа
|
ρк ,
кПа
|
i1, кДж/кг |
i11, кДж/кг |
i2, кДж/кг |
i4, кДж/кг |
ύ1 м3/кг |
395 |
1253 |
601,5 |
719 |
755 |
540 |
0,06 |
290 |
1100 |
698 |
716 |
750 |
505 |
0,09 |
Определяется:
1. Удельную массовую
холодопроизводительность хладагента, кДж/кг
q0=
i1-i4 , (7.1)
q0=601.5-540=61.5 кДж/кг
2. Действительную массу
всасывающего пара, кг/с
mg =Q0 / q0 , (7.2)
mg = 75 / 61.5 = 1.22 кг/с
3. Действительную
объемную подачу, м/с
Vд
= mg *ύ (7.3)
Vд = 1,22 * 0,06 = 0.0732
м2/с
4. Индикаторный
коэффициент подачи
λi = ((ρ0 – ▲ρвс
) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв
) / ρ0)) (7.4)
где с=5% - метровое
пространство в компрессоре.
λi = (395-5)/395 – 0,05
((1253+10) / 395 –- (395 – 5) / 395))= 0,877
5. Коэффициент невидимых
потерь для непрямоточных компрессоров.
λw1 = T0 / (Тк + 26), (7.5)
где и - температура
кипения и конденсации по Кельвину.
λw1 = 266,1 / (305,1 + 26)
= 0,8
6. Определяется
коэффициент подачи компрессора.
λ
= λi*λw1 (7.6)
λ = 0.877 * 0.8 =
0.7
7. Теоретическая объемная
подача, м3/с
Vт
= Vд / λ (7.7)
Vт = 0.0732 / 0,7 = 0,104
м3/с
8. Удельная объемная
холодопроизводительность в рабочих условиях, кДж /м3
qύ
= q0 / ύ1 (7.8)
qύ = 61,5 / 0,06 =
1025 кДж /м3
9. Удельная объемная
холодопроизводительность в стандартных условиях
qон = 0,98- 505 = 193 кДж
/кг
qон = 193 / 0,004 = 2144
кДж /кг
10. Коэффициент подачи
компрессора в стандартных условиях
λн
= λin * λwн (7.9)
λн = 0.84 * 0.8 =
0.672
11. Номинальная
холодопроизводительность, кВт
Qон=
Qо (qύн * λн) / (q0 * λ) (7.10)
Qон = 71 (2144*0,672) /
(1277,3 * 0,7) = 115,2 кВт
12. Определяется
адиабатная мощность, кВт
Na=mg (i2-i11) (7.11)
Na= 1.22
(755-719) = 44 кВт
13. Индикаторный
коэффициент полезного действия
ήi= λw1+ bt0 (7.12)
где t0v - температура кипения,
в- эмпирический
коэффициент для хладоновых машин и в= 0,0025.
ήi= 0,8 + 0,0025*(-7) =
0,78
14. Индикаторная
мощность, кВт.
Ni= Na / ήi (7.13)
Ni= 44 / 0,78 = 56,4 кВт
15. Мощность трения, кВт
Nтр=
Vт* ρтр (7.14)
где ρтр - удельное
давление трения, кПа (для хладоновых непрямоточных машин = 19 - 34 кПа
Nтр= 0,104 * 30 = 3,12 кВт
16. Эффективная мощность,
кВт
Ne= Ni + Nтр (7.15)
Ne=56.4 + 3.12 = 59.52 кВт
17. Мощность на валу
двигателя
Nдв=
Ne (1,1-1,12) / ήn (7.16)
где ήn - берется от 0,96-0,98
Nдв= (59.52 * 1.1) / 0.96
= 68.2
18. Эффективная удельная
холодопроизводительность
Ее=
Qо / Ne (7.17)
Ее= 75 / 59,52 = 1,26
19. Определяется тепловой
поток в конденсаторе
Qк=
mg (i2 – i3) (7.18)
Qк= 1.22 (755-540) = 262,3
Подбирается
по таблице 5.4 (3). «Подбор одноступенчатого компрессора: 4-ре компрессора
марки: ПБ-80 (поршневой без сальниковый работающий на R22 , на масле ХФ-22-24)
Технические
характеристики ПБ-80:
Qо.н км = 84,9 кВт, Nэл=27,5 кВт, Vт=0,058 м3/с
Диаметр трубопроводов:
Dу.вс = 80 мм, Dу.наг =70мм
Диаметр
цилиндров76 мм, ход поршня 66 мм. Количество цилиндров у ПБ-80 – восемь.
Частота
вращения вала 24,2 с-1 (1450 об/мин.).
Так как для
камер хранения №3, №4 и камер хранения №5, №6 температуры кипения хладагента в
приборах охлаждения (130) будет одинаковая (t0 = -100C), то нагрузку на
компрессор для этих камер хранения преобразуется в среднее значение (с запасом
кВт).
Если для
камер №3 и №4 Q0км
= 81кВт, а для камер №5 и №6 Q0км = 77кВт, то среднее для камер №5 и №6 Q0км = 81кВт
Выбирается
рабочий режим первой холодильной установки для камер хранения №3, №4 и №5, №6.
а)
Температура кипения хладагента (R22) t0 известна из раздела «тепловой расчет холодильника» а равна:
t0=
tв – (7...10), 0С (7.19)
t0= 0-10 = -10 0С
a)
Температура
конденсации:
tк=
tв2 + (3...5), 0С (7.20)
tк= 29 + 3 = 320 С
в)
Температура всасывания t= -180С
г)
Холодопроизводительность (нагрузка на компрессор)
Q0км=81 кВт
Строится цикл
одноступенчатой холодильной машины в диаграмме i-lg P и находят параметры
нужных точек.
lg , 3 2I 2
кПа +32
+18
4 -10 1 1I
i ,
кДж/кг
Рис. 4 Цикл холодильной машины
Параметры тачек «заносим»
в таблицу 7.2
Таблица
7.2
ρ0,
кПа
|
ρк ,
кПа
|
i1, кДж/кг |
i11, кДж/кг |
i2, кДж/кг |
i4, кДж/кг |
Q1, м3/кг |
355 |
1267 |
621,6 |
719 |
756 |
540 |
0,075 |
Определяется:
q0
= i1- i4 , кДж /кг (7.21)
q0 = 621,6 – 540 = 81,6
кДж /кг
mg= Q0 / q0 , кг (7.22)
mg= 81/ 81,6 = 0,99 кг/с
Vд=
mg * ύ1 , м3/с (7.23)
Vд= 0,99 * 0,075 = 0,074
м3/с
λi = ((ρ0 – ▲ρвс
) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв
) / ρ0)) (7.24)
λi = ((355 – 5 ) / 355) –
(0.05 ((1267 +10) / 355 – (355 - 5) / 355)) = 0,85
λw1 = T0 / (Tk +26) (7.25)
λw1 = 263,1 / (305,1 + 26)
= 0,
λ=
λi
* λw1
(7.26)
λ= 0,85 * 0,8 = 0,68
Vт
= Vд / λ , м3/с (7.27)
Vт = 0,074 / 0,68 = 0,11
м3/с
qύ = q0 * ύ1 , кДж /кг (7.28)
qύ = 81,6
/ 0,075 = 1088 кДж/ м2
Na = mg (i2- i11) , кВт (7.29)
Na = 0,99
(756-719) = 36,63 кВт
10. КПД
ήi = λw1 +bt0. (7.30)
ήi =
0.8+0.0025*(-10)=0.775
Ni = Na / ήi , кВт (7.31)
Ni = 36,6 /
0,775 = 47,26 кВт
Nтр = Vт+qтр , кВт (7.32)
Nтр = 0,11*30=3,3
кВт
Nе = Ni + Nтр , кВт (7.33)
Nе =47,26+3,3 =50,56 кВт
Nдв= Nе (1,1 -1,12) / ήnё (7.34)
Nдв=(50,56 *1,1) / 0,96 =
58 кВт
Ее=
Q0 /Ne (7.35)
Ee= 81 / 50,56
= 1,6
Qк= mg (i2-i3) (7.36)
Qк=0,99(756-540)=213,84 кВт
Подбирается
по таблице 5.4 (3) « Подбор одноступенчатого компрессора» 4 компрессора марки:
ПБ – 80 (поршневой бес сальниковый, работающий на R22 и на масле УФ22 – 24).
8 РАСЧЁТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННЫХ
АППАРАТОВ
Аппараты
бывают основные и вспомогательные. К основным относятся теплообменные:
Конденсаторы, испарители, воздухоохладители.
Расчет
теплообменных аппаратов сводится к определению площади теплообменной
поверхности.
Конденсатор =
теплообменный аппарат в котором происходит охлаждение и конденсация паров
хладагента, в следствие отвода теплоты охлажденной водой или воздухом.
В расчете
конденсаторов сначала определяется площадь теплопередающей поверхности и
расхода воды с последующим выбором марки конденсатора и водяного насоса.
Для машин
работающих на хладонах используют горизонтальные кожухотрубные конденсаторы с
наружным оребрением труб.
Площадь
теплопередающей поверхности находится по формуле:
F=
Qк / k*Өm, м3 (8.1)
где Qк – тепловой поток в
конденсаторе, Вт;
k – коэффициент
теплопередачи, вычисляется по уравнения или принимается по таблице 24(1) , Вт/
(м2*К);
Өm – средний
логарифмический температурный напор между хладагентами и теплоносителем.
Перед тем как
найти площадь теплопередающей поверхности, найдем сначала по формуле:
Өm= (tw2-tw1) /
2,3lg (tk-tw1) / (tk-tw2) (8.2)
где tw1, tw2 и tk - температура воды на
входе, выходе и температура конденсации даны в разделе «Выбор расчетных
параметров»
Өm=(29-24) / 2,3 lg(32-24) / (32-29) =
5,120С
а) Из раздела
«Расчет и подбор компрессора» для камер хранения №1, №2 и №7, №8 тепловой поток
в конденсаторе определяется по формуле:
Qк = mg (I2-
I3), кВт (8.3)
Qк =1,22 (755-540) = 262300
Вт
Площадь
теплопередающей поверхности конденсатора для компрессоров на камеры №1,№2 и
№7,№8:
F = 262300 / (500*5,12) =
102,46 м3
По таблице 20
(1) выбираются 4 конденсатора марки: КТР 65 с площадью теплопередающей
поверхностью F=
62 м3 , длинна труб l=2м, диаметр D= 500 мм, число труб n=210, максимальная
нагрузка 216 кВт. В конденсаторах применены медные накладные трубы диаметром
20*3 мл.
Определяется
объемный расход воды на конденсатор по формуле:
Vв
= Qк / (Сw*ρw*(tw2-tw1)), м3/с (8.4)
где Сw – теплоемкость воды (Сw =4,19 кДж / (кг*К));
ρw – плотность воды (ρw = 1000 кг/м3)
(tw2-tw1)= ▲ tвд – нагрев воды в
конденсаторе, К.
Vв=262,3 /4,19*1000(29-24)
= 0,012*102 м3/с,
Подбираются
насосы не менее 4 , марки:
2к-20/30 с
объемной подачей 0,84 м3/с напор 160 кПа, Nдв=4,3кВт, m=26кг.
Частота
вращения электродвигателя 48,3 с-1
б) Рассчитывается
площадь теплопередающей поверхности конденсатора, для компрессоров на камеры
№3, №4 и №5, №6:
F=213840 /500*5,12 = 83,53
м2
По таблице
20(1) подбираются 4 конденсатора марки:
КТР-50 с
площадью теплопередающей поверхностью F=49,6 м2 , длинна труб l = 2,5 м, диаметром
обечайки D=404мм,
число труб n=135,
максимальная нагрузка 178 кВт.
(2конденсатор
для камер хранения №3, №4, а 2 конденсатора для камер №5, №6)
Определяется
объемный расход воды на конденсатор:
Vв=213,84 /
4,19*1000*(29-24) = 0,0102*103 м/с
Подбирается
насосы не менее 4 , марки:
2к-20/30 с
объемной подачей 0,81 м3/с , напор 160 кПа, Nдв=4,3кВт, m=26 n=48,3 с-1
8.2
Расчет и подбор воздухоохладителей.
ВО – прибор
охлаждения воздуха в холодильных камерах, где непосредственно кипит жидкий
хладагент (R22).
а)
Рассчитывается воздухоохладители для камер хранения №1, №2 и №7, №8.
Определяется
площадь теплопередающей поверхности по формуле:
F=Qоб / k*Өm, м2 (8.5)
где Qоб – суммарная тепловая
нагрузка на оборудование, кВт
k - коэффициент
теплопередачи воздухоохладителя, Вт(м2*к)
Өm - средний температурный
напор между температурной воздуха в камере и t0 кипения хладагента (для
хладагентов 6-100С)
F=80096 / 23,3*10 = 343,76
м2
По таблице
5,16 (3) подбираем 10 воздухоохладителей марки ВОП-75 с площадью
теплопередающей поверхности F=75м2
Для камер №1
и №2 выходит 5 воздухоохладителей и для камер №7 и №8 выходит тоже 5
воздухоохладителей.
Проверяется,
достаточна ли объемная подача установленных вентиляторов:
Vв= Qоб / ρв (i1-i2), м3/с (8.6)
где ρв –
плотность воздуха выходящего из воздухоохладителя, кг/ м3
i1- энтальпия входящего
воздуха (при t=2
, i1=12)
i2- энтальпия выходящего
воздуха (при t=0
, i2=8)
Vв=80 / 1,293 (12-8) = 15,
48 м3/с
Объемная
суммарная подача со всех 10 воздухоохладителей (ВОП-75) составляет 16,2 м3/с ,
значит расход воздуха достаточен.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
|