книги из ГПНТБ / Покровский Н.К. Холодильные установки пособие для машинистов, обслуживающих аммиачные машины и аппараты

Н. К. ПОКРОВСКИЙ

ХОЛОДИЛЬНЫЕ

УСТАНОВКИ

ПОСОБИЕ ДЛЯ МАШИНИСТОВ, ОБСЛУЖИВАЮЩИХ

АММИАЧНЫЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

2-е издание, дополненное и переработанное

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО

ТОРГОВОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Москва 1960

Книга содержит сведения no конструкции аммиачных холодиль­ ных машин и аппаратов, находящихся в эксплуатации на холодиль­

никах.

В пособии дано описание приборов автоматики, а также изло­ жены основные положения по эксплуатации и технике безопасности холодильных установок.

В целях распространения и внедрения передового опыта в книге освещен ряд рационализаторских предложений новаторов холодиль­ ной промышленности.

Настоящее руководство предназначено для повышения квали­

Росмясорыбторга Министерства торговли РСФСР Н. П. Любимов. Отзывы и пожелания просим направлять по адресу: Москва,

ул. Разина, 26, Госторгиздат.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Поставленная Партией и Правительством задача — догнать в ближайшие годы США по производству на душу населения мяса, масла и молока — предъявляет большие требования к холодильной промышленности.

Намеченное строительство новых распределительных и производственных холодильников различных типов

связано с дальнейшим техническим перевооружением

промышленности, механизацией и автоматизацией всех технологических процессов производства, лучшим исполь­ зованием производственных мощностей.

Сохранение качества продуктов на холодильниках и в торговой сети во многом зависит от бесперебойной и надежной работы холодильных машин и аппаратов.

При квалифицированном обслуживании машин и ап­ паратов обеспечивается соблюдение требуемого темпе­

ратурно-влажностного режима при хранении продук­ тов, снижение расхода электроэнергии, воды, холодиль­ ного агента, смазочных масел, солей и других мате­ риалов, а также увеличение срока службы обору­ дования.

Широкое развитие сети холодильников и оснащение торговой сети и промышленности холодильными установ­ ками требует серьезной подготовки специалистов по об­ служиванию машин и аппаратов.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА

Физическая природа тепла и холода одинакова, разница только в скорости движения молекул и атомов: в нагретом теле это движение больше, в холодном — меньше; при нагревании тела движение молекул возрастает, при охлаждении — умень­ шается. Таким образом, тепловая энергия есть внутренняя энер­ гия движения молекул и атомов.

Известны три агрегатных состояния тела—твердое, жидкое и газообразное. Агрегатное состояние тела зависит от внешних условий, главным образом, от температуры и давления. При определенном изменении этих условий изменится и агрегатное

состояние тела. Например, если лед нагревать, то он через не­

которое время из твердого состояния превратится в жидкое (в воду), а при дальнейшем нагревании — в водяной пар. И на­ оборот, если от водяного пара отнимать тепло, то он сначала превратится в воду, а при дальнейшем охлаждении — в лед. Изменение агрегатного состояния происходит при постоянной

температуре, зависящей от физических свойств вещества и ус­ ловий перехода его из одной фазы в другую. Подводимое к телу тепло расходуется на преодоление сил сцепления между моле­ кулами, на увеличение внутренней энергии его частиц.

Тепло и холод измеряют в калориях. Калория — количество

тепла, необходимое для нагрева 1 кг воды на 1°.

Температуру, т. е. степень нагретости тела, измеряют с по­ мощью термометров. В СССР принят термометр, у которого шкала разделена на 100 равных частей (градусов) —между точ­ кой таяния льда (0°) и точкой кипения воды (100°) при атмо­ сферном давлении.

Давление паров и газов выражается силой, приходящейся на единицу поверхности.

В холодильной технике давление принято измерять в атмо­

надо от числа абсолютного давления (ата) отнять одну целую единицу.

5

а также в миллиметрах ртутного’столба (мм рт. ст.) или в мет­ рах водяного столба (м вод. ст.).

Работу выражают произведением силы в килограммах на путь перемещения тела в метрах (кгм).

Работа машин в прямоугольной системе координат (рис. 1,а) изображается площадью. Откладывая на оси абсцисс (горизон­

ческим изображением в координатах о—р изменения состояния

Р

Рис. 1. Графическое изображение работы:

а —процесс расширения, б — процесс сжатия

рабочего тела (холодильного агента) в течение процесса. Если возьмем бесконечно малое приращение объема Д v, то произве­ дение этого объема на соответствующее давление р выразится площадкой, изображающей элемент работы расширяющегося рабочего тела. Суммируя эти элементарные площадки, получим работу процесса расширения тела от точки 1 до точки 2, ко­ торая изображается площадью 1—2—2'—1'—1, ограниченной кривой 1 — 2, осью абсцисс 2' — 1' и двумя ординатами 1 — 1'

и2—2'. Процесс расширения — положительная работа.

Изменение состояния рабочего тела от точки 2 до точки 1

(рис. 1, б) характеризуется работой сжатия А. Она изображается площадью 2 — 1—Г — 2' — 2. Процесс сжатия — отрицательная

работа.

Диаграмма v—р получила название рабочей, так как изме­

нения состояния тела изображаются соответствующими площа­

дями, которые характеризуют работу расширения или сжатия тела во время процесса. Сетка этой диаграммы (рис. 2) обра­ зована изобарами (горизонтальные линии постоянного давле­

ния) и изохорами (вертикальные линии постоянного объема). Между левой и правой пограничными линиями расположена об­ ласть влажного пара, причем степень сухости пара увеличи­ вается по направлению к правой пограничной кривой, На правой

6

пограничной кривой паросодержание х=1, т. е. она характери­ зует состояние сухого пара, не содержащего частиц неиспарившейся жидкости; на левой пограничной кривой паросодержание х = 0. За правой пограничной кривой — область перегретого пара, а за левой — область жидкости. Ввиду того что современ­ ные холодильные машины работают с перегревом, на диаграмме

Рис. 2. Диаграмма тепловых процессов в координатах v — р

в области перегретого пара нанесены кривые — изотермы (ли­

нии постоянной температуры), адиабаты (линии, характеризую­ щие процесс работы без подвода и отвода тепла) и политропы (политропический процесс — общий вид процессов). На этой

диаграмме затраченная работа измеряется площадью, причем наименьшая работа идет на сжатие в изотермическом процессе

(площадь АБВГ с косой штриховкой).

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ИСКУССТВЕННОГО ХОЛОДА

Охлаждение тела — это отнятие .от него тепла, сопровождае­ мое обычно понижением температуры. Самый простой способ охлаждения — это непосредственный теплообмен между охлаж­ даемым телом и окружающей средой: наружным воздухом, реч­

ной водой, морской водой, почвой. Но этим способом тело можно охладить не ниже температуры окружающей среды. Такое

7

охлаждение называется естественным. Охлаждение же тела ни­ же температуры окружающей среды называется искусственным.

Различают безмашинные и машинные способы искусственного охлаждения. Самый простой безмашинный способ — охлаждение

тела водным льдом или снегом. Поглощая тепло от охлаждае­ мого тела, лед или снег тает, превращаясь в воду. При таянии

1 кг льда или снега расходуется 80 ккал тепла. При атмосфер­

ном давлении лед и снег тают при 0°. Если добавить к снегу или льду соль, температура таяния смеси понижается. Вода, образовавшаяся в ледосоляной смеси, насыщается солью и в процессе плавления льда или снега охлаждается ниже 0°, не превращаясь в лед. При этом температура плавления льда или снега в смеси с солью понижается. Температура плавления

зависит от концентрации соли в смеси. При увеличении коли­ чества соли в смеси (но до известного предела) температура таяния понижается. Так, при количестве соли в смеси, рав­ ном 15, 20 и 25%, температура таяния смеси будет соответ­

ственно —9,9, —13,7, —17,8°. Самая низкая температура охлаж­

дающей смеси поваренной соли (NaCl) со снегом, льдом или водой при 29%-ном содержании соли1 —21,2°, а смеси хлори­

стого кальция (СаС12) при 42,7%-ном содержании его в сме­ си — 55°.

В условиях, близких к идеальным, когда теплопритоки извне очень малы, а теплопередающая поверхность льда или снега ве­ лика, температуру воздуха в помещении можно понизить с по­ мощью льда или соли почти до 0°; практически же одним льдом или снегом температуру в помещении удается поддерживать только в пределах от +5 до -|-80. Ледосоляной смесью темпера­

туру воздуха в помещении можно поддерживать значительно

ниже нуля. Так, при наличии в смеси 20% соли температуру воз­ духа в помещении можно понизить до —5°, а при содержании 29% соли — от —11 до —13°.

Искусственный холод можно получить также, если смешать лед или снег с разведенными кислотами. Например, смесь из семи частей снега или льда и четырех частей азотной кислоты имеет температуру —35°. Низкая температура достигается и при

растворении солей в разведенных кислотах. Так, если пять ча­ стей азотно-кислого аммония и шесть частей сернокислого на­ трия растворить в четырех частях разведенной азотной кислоты, то смесь будет иметь температуру —40°.

Безмашинные способы искусственного охлаждения имеют су­ щественные недостатки: трудоемкость, получение недостаточ­

но низких температур, отсутствие автоматического регулиро­ вания.

Лучшим способом получения искусственного холода является машинный.

! 29% сдли на 100 частей воды,

8