1 Тепловой расчет компрессора

По заданию имеем одноступенчатый, не регенеративный цикл холодильной машины.

Строим диаграмму параметров узловых точек цикла холодильной машины (рисунок 1).

Рисунок 1 - Диаграмма параметров цикла холодильной машины

Снимаем из диаграммы параметры узловых точек цикла холодильной машины (рисунок 1) и заносим их в таблицу 1

Таблица 1 - Параметры точек цикла

Точки	Параметры точек				X
	Р, бар	T,°C	v, м3/кг	i кДж/кг
1`	3,7	-15	0,056	359	1
1	3,7	10	0,064	380	-
2	16	60	0,016	460	-
3`	16	30	-	247	-0
3	16	14	-	221	-
4	3,7	-15	-	221	0,48

i_3’ =i₃ – (i₁-i_1’)

i_1’ =221-(380-359)=200

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

.

Масса холодильного агента, всасываемая компрессором, кг/с

Действительный объем пара, поступающий в компрессор, м³/с

Принимаем

Теоретический объем, описываемый поршнями компрессора, м³/с

.

Диаметр цилиндра компрессора, м

где С_m = 3– средняя скорость поршня, м/с.

i = 6– число цилиндров.

Принимаем Д = 0,117.

Ход поршня, м

,

где - для аммиачных бескрейцкопфных компрессоров составляет 0,75 - 0,86, для фреоновых – 0,6 - 0,8.

Частота вращения вала компрессора, с^-1

Принимаем n = 24 с^-1

Производим перерасчет по уточненным значениям

м/с,

Принимаем Д=0,1 м

м³/с.

Площадь поршня, см²

Масса поршня, кг

m_п = 0,0219 ∙ F_п = 0,0219 ∙ 78,5 = 1,72

Масса шатуна, кг

m_ш = 0,0404 ∙ F_n = 0,0404 ∙ 78,5 = 3,2

Масса частей, движущихся возвратно-поступательно, кг

m_S = m_п + 1/3m_ш +m_кол+ m_пал+ m_вт

m_s =1,72 + 3,2/3 = 2,78

Коэффициент веса частей, движущихся возвратно-поступательно

Объем, описанный поршнем одного цилиндра, м³/ч

Масштаб 1:4

Рисунок 2 - Положение поршней в нижней мертвой точке.

Для того чтобы не допустить возникновения максимального значения инерционных усилий, частота вращения вала компрессора должна быть меньше вычисленного по формуле, об/мин

Теоретическая мощность компрессора в расчетном режиме, кВт

N_a = G_a ∙ (i₂ –i₁) = 1,6 ∙ (460 - 380) = 128.

Индикаторная мощность, кВт

Мощность трения, кВт

N_тр = P_тр ∙ V_h = 40 ∙ 0,117 = 4,7;

где P_тр = 40 - удельное давление трения, кПа.

Эффективная мощность, затрачиваемая на валу компрессора, кВт

N_э = N_i + N_тр = 40+ 4,7 = 44,7.

Мощность электродвигателя, кВт

N_дв = (1,1 - 1,15) ∙ N_э = 1,15 ∙ 44,7= 51,4.

Максимальная мощность, кВт

N_imax = P_icp ∙ V_h = 810 ∙ 0,117 = 94,77,

где P_icp = 810 - среднее индикаторное давление по второму расчетному режиму, кПа.

Принимаем компрессор марки П220, как прототип, электродвигатель марки 4A225М с N_дв= 55 кВт для нормального режима и электродвигатель марки 4А250S с N_дв= 75 кВт для тропического режима.

Окончательно принимаемые размеры компрессора и данные выбранного электродвигателя заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Основные данные проектируемого компрессора

Параметр	Условное обозначе­ние и размерность	Величина
Компрессор
Холодопроизводительность	Qo, кВт	220
Объем, описываемый поршнями	Vh, м3/с	0,117
Диаметр цилиндра	Д, м	0,1
Ход поршня	S, м	0,082
Частота вращения	n, с-1	24
Электродвигатель
Марка		4A225М
Номинальная мощность	Nдв кВт	55
Частота вращения	nдв, с-1	24
Электродвигатель
Марка		4А250S
Номинальная мощность	Nдв кВт	75
Частота вращения	nдв, с-1	24