10 . Розрахунок трубопроводів

Трубопроводи для холодильних машин підбирають по внутрішньому діа­метру.

Діаметр всмоктувального трубопроводу компресора визначається за фор­мулою, м

d_вс = , (10.1)

де V_вc - об'ємний видаток пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор м³/с;

W_вс - швидкість руху пари холодоагенту у всмоктувальному трубопроводі, W_вс= 12 м/с.

V_вc = , (10.2)

де - масовий видаток холодоагенту, кг/год;

- питомий об'єм пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор, м³/кг.

З формули 10.2 визначимо

V_вc = = 0,00503 м/с.

З формули 10.1 визначимо

d_вс = = 0,023м.

Діаметр нагнітального трубопроводу компресора визначається за формулою, м

d_наг = , (10.3)

де V_наг - об'ємний видаток пари холодоагенту при нагнітанні компресора, м³/с;

W_наг - швидкість руху пари холодоагенту при нагнітанні компресора (W_наг = 5 м/с).

V_наг = , (10.4)

де - питомий об'єм пари холодоагенту при нагнітанні з компресора, м³.

З формули 10.4 визначимо

V_наг = м/с.

З формули 10.3 визначимо

d_наг = = 0,013 м .

11. Індивідуальне завдання (елемент для розрахунку і конструювання)

Метою розрахунку випарника є визначення площі теплопередавальної поверхні та витрат повітря на охолодження.

Площу теплопередавальної поверхні випарника визначаємо за формулою

(11.1)

де Q₀ – холодопродуктивність холодильної машини, Вт;

К – коефіцієнт теплопередачі, (К=18 Вт/м²ּк);

F_в – площа теплопередавальної поверхні випарника, м²;

Δt_ср – середня логарифмічна різниця температур.

Коефіцієнт теплопередачі для випарника з повітряним охолодженням складає 15…20 Вт/м² К.

В курсовій роботі приймаємо значення коефіцієнта теплопередачі К = 18 Вт/м² К.

Для визначення середньо логарифмічної різниці температур між холодоагентом і повітрям, що охолоджується будуємо графік температурного режиму роботи випарника.

де t₀ – температура кипіння рідкого холодоагенту, t₀= -22°С;

t₁ – температура повітря на вході в випарник, t₁=-13,5 °С;

t₂ – температура повітря на виході з випарника, t₂= -7,5 °С.

t₂< t₁ на 5°С, t₀< t₂ на 8…10°С або t₀< t₁ на 13…15°С.

– більша різниця температур;

– менша різниця температур.

(11.2)

(11.3)

;

;

Середня логарифмічна різниця температур:

(11.4)

.

Визначаємо площу теплопередаючої поверхні випарника

Витрати повітря через випарник визначаємо за формулою, м³/с

(11.6)

де - витрати повітря через випарник, м³/с;

ρ_п – щільність повітря, кг/м³;

і₁ – ентальпія повітря на вході випарника, Дж/кг;

і₂ – ентальпія повітря на виході з випарника, Дж/кг.

Щільність повітря визначаємо за формулою

(11.7)

де Р_б – тиск атмосферного повітря, (Р_б =1·10⁵ Па);

Т_ср – середня різниця температур на вході та виході з випарника,К;

R_п - газова стала повітря, (R_п =287 Дж/кгּК).

(11.8)

(11.9)

(11.10)

За формулою (11.7) та (11.6) знаходимо щільність повітря та витрати повітря через випарник

;

.