МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донецкий национальный университет экономики и торговли

имени Михаила Туган-Барановського

Кафедра холодильной и торговой техники

А. Б. Кудрин

ИНЖЕНЕРНЫЕ ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ,

МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ПРОГРЕССИВНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ,

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Курс лекций для студентов специальности 7.090221, 8.090221 “Оборудование перерабатывающих и пищевых производств”

дневной и заочной форм обучения

Донецк 2008

ББК 31. 392 я73

К 88

УДК 621.5(076.6)

Рецензенты:

канд. техн. наук, доц. Датьков В.П.,

канд. техн. наук, доц. Барышев А.И.

Кудрин А.Б.

К 88 «Инженерные принципы создания холодильного оборудования», «Методология создания прогрессивного холодильного оборудования», «Моделирование рабочих процессов холодильного оборудования»: курс лекций для студентов специальности 7.090221, 8.090221 “Оборудование перерабатывающих и пищевых производств” дневной и заочной форм обучения. – Донецк: ДонГУЭТ, 2008. - 87с.

Лекции составлены на основании опыта преподавания учебных дисциплин «Инженерные принципы создания холодильного оборудования», «Методология создания прогрессивного холодильного оборудования», «Моделирование рабочих процессов холодильного оборудования» и включают теоретические вопросы, которые студент должен усвоить для овладения методикой расчета и основ проектирования холодильного оборудования, более глубокого понимания процессов, происходящих в элементах холодильных машин.

 Кудрин А.Б., 2008

 Донецкий национальный университет экономики и торговли им. М. Туган-Барановського

Содержание

ЛЕКЦИЯ 1 Основные методы и принципы оптимального конструирования…………………………………………………………………	4
ЛЕКЦИЯ 2 Особенности процессов, происходящих в поршневых компрессорах……………………………………………………………………..	7
ЛЕКЦИЯ 3 Конструкция поршневых компрессоров …………………………..……...	17
ЛЕКЦИЯ 4 Основы расчета поршневых компрессоров …………………………...	29
ЛЕКЦИЯ 5 Основы расчета конденсаторов холодильных машин ……………...	35
ЛЕКЦИЯ 6 Основы расчета испарителей холодильных машин ………………...	54
ЛЕКЦИЯ 7 Вспомогательная аппаратура холодильных машин ……….....	67
Система навчальних елементів з дисциплін холодильного циклу..........................................................................	73
РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА…………………………………………….	87

Лекция 1.

Основные методы и принципы оптимального конструирования.

1. Организация разработки и этапы создания новой техники.

2. Предпроектные изыскания.

3. Порядок проектно – конструкторской разработки новой модели аппарата.

4. Основные принципы оптимального конструирования.

Создание новых образцов техники начинается с появления потребности и возможности удовлетворения её на основе достигнутого уровня науки и производства.

Предприятия, объединения и организации любой формы собственности зависимости от участия в разработке, изготовления, приемки, освоении, производстве и оценке разрабатываемой, выпускаемой и потребляемой продукции могут выполнять функции заказчика, разработчика, изготовителя и потребителя или совмещать некоторые из них.

Заказчик – предъявляет разработчику исходные требования к продукции, подлежащий разработке, определяет объем потребностей в ней, обеспечивает полное её использование, осуществляет совместную с разработчиком приёмку опытного образца (партии).

Разработчик – разрабатывает в соответствии с требованиями заказчика техническое задание, согласовывает его и после утверждения обеспечивает разработку всей последующей проектно – конструкторской документации, а также организует приёмочные испытания опытного образца и осуществляет авторский надзор за производством продукции.

Изготовитель – обеспечивает сроки и качество изготовления продукции, принимает участие в рассмотрении технической документации.

Потребитель – отвечает за обоснованность требований к разрабатываемой продукции, обеспечивает надлежащие условия эксплуатации.

Исходным документом для разработки продукции является техническое задание (ТЗ). Ему предшествуют предпроектные изыскания. После утверждения ТЗ начинается разработка проектно – конструкторской документации, которая включает в себя: технические требования, эскизный и (или) технический проект, рабочую документацию опытного образца.

Предпроектные изыскания оформляются до и для оформления ТЗ. Их проводят КБ, НИИ и другие организации.

Задачи и содержание предпроектных изысканий заключаются в следующем:

• в изучении состояния вопроса;

• в проведении теоретических и экспериментальных исследований процесса, который необходимо переоснастить;

• решение практического вопроса: нужно ли добиваться принципиально новых технических решений;

• определение главного параметра проектируемой или модернизированной машины (аппарата);

Изучение вопроса производится с анализа специальной литературы патентного поиска.

Для выбора путей решения задачи создания оборудования, должны предшествовать или сопутствовать исследования технологического процесса. Экспериментальные исследования проводят на моделях. Обеспечивая условия подобия и обрабатывая данные эксперимента в критериальном виде.

Проектно – конструкторская разработка принципиально новых моделей технологического оборудования необходима в следующих случаях:

1. Когда базовая модель принципиально устарела и её модернизация не способна удовлетворить возросшие требования потребителя.

2. Когда возникает необходимость усовершенствовать технологический процесс.

3. Когда устаревшая машина влияет на здоровье человека или на глобальные изменения в окружающей природной среде.

В ТЗ на разработку нового оборудования указывают численные значения основных эксплуатационных параметров, один из которых принимается за главный.

Первой стадией проектно – конструкторской разработки новой модели технологического аппарата является разработка технического предложения, осуществляемая после утверждения ТЗ или независимо от него. Ведущий конструктор должен осуществить следующее:

1. Изучить и проанализировать ТЗ, а также результаты предпроектных изысканий, а также состояние вопроса в целом;

2. Определить необходимость дополнительных исследований;

3. Ознакомиться с условиями работы предприятия, в которых будет использоваться проектируемое оборудование;

4. Подобрать и изучить необходимую научно–техническую информацию (в т.ч. патентную), а также соответствующие нормативные материалы (стандарты, ТУ, руководства и т.д.);

5. Проанализировать возможные различные варианты конструктивного решения поставленной задачи;

6. Обосновать выбор оптимального варианта;

7. Составить принципиальную схему устройства по выбранному варианту, его компоновку и внешний вид.

Согласованное с заказчиком и утвержденное им техническое предложение является основой для разработки эскизного, а возможно и технического проекта. После утверждения и сдачи заказчику технического проекта, и определения завода – изготовителя начинается разработка рабочей документации, обеспечивающей возможности технологической подготовки производства и изготовления опытного образца.

На всех этапах проектно – конструкторских разработок следует руководствоваться следующими основными принципами:

1. Оптимальность – принципиальные решения должны быть наилучшими для заданных условий и времени. Основным критерием оптимальности конструкции является уровень качества в пределах экономически обоснованного срока службы.

2. Системный подход. Необходимо учитывать по возможности наибольшее число факторов, определяющих качество изделия, их взаимосвязь, а в ряде случаев - противоречивость.

3. Творческий подход. Надо использовать не только опыт прошлого, свою эрудицию, но и изобретательность, помня, что конструирование - это не только наука, но и в определённой мере искусство.

4. Нормализационный подход. Сущность его заключается в максимальном использовании существующих стандартов, модулей конструкционных элементов, освоенных комплектующих изделий. Секционирование и агрегатирование сложных машин и установок из унифицированных блоков и деталей не только облегчает сам процесс конструирования, но и удешевляет производство и эксплуатацию.

5. Приоритет технологии. Новая технологическая машина создаётся для выполнения определённого технологического процесса с минимальными энергетическими затратами. Поэтому конструктор в первую очередь должен исходить из требований технологии.

6. Учёт социальных последствий. Необходимо принимать во внимание возможные внеэкономические, социальные последствия использования конструируемой машины (установки). Необходимо в полной мере обеспечить выполнение требований санитарии и гигиены, безопасности, безвредности не только для человека. Но и для окружающей среды. Кроме того, работа на новых машинах должна быть приятной, необходимо учитывать их эргономические и эстетические свойства.

Лекция 2.