28

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра «Теплохладотехника»

«Теоретические основы холодильной техники»

Методические указания

для студентов, обучающихся по направлению 141200

«Холодильная, криогенная техника

и системы жизнеобеспечения» всех форм обучения

Кемерово 2014

Составитель -

В.М. Столетов, доцент, канд. техн. наук

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры

теплохладотехники

Протокол № от . .2014

Рекомендовано методической комиссией

механического факультета

Протокол № от . .2014

Представлены задачи и примеры решения для изучения дисциплины «Теоретические основы холодильной техники».

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению 141200 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения», всех форм обучения.

Охраняется законом об авторском праве,

не может быть использовано любым незаконным способом без письменного

договора

© КемТИПП, 2014

Содержание

Предисловие......……………………...………………………….....4

Практическая работа № 1. Расчет схемы одноступенчатой

парокомпрессионной холодильной машины… ………………....5

Практическая работа № 2. Расчет схемы двухступенчатой

парокомпрессионной холодильной машины …………………..10

Практическая работа № 3. Расчет водоаммиачной

абсорбционной холодильной машины …. .18

Список рекомендуемой литературы……………………………..24

Приложения……………………………………………………….25

Предисловие

Настоящие методические указания содержат задачи и примеры их решения по курсу «Теоретические основы холодильной техники».

Практикум предназначен для практического закрепления знаний по разделам курса, изучающим: парокомпрессионные и абсорбционные холодильные машины, их рабочие схемы и конструкции, реальные циклы холодильных машин, расчеты их основных параметров, а также приобретения навыков по расчету одноступенчатых, двухступенчатых парокомпрессионных холодильных машин, водоаммиачных холодильных машин.

Знания, полученные при расчете задач, помогут студентам понять физическую сущность процессов, происходящих в холодильных машинах, приобрести навыки выполнения расчетов холодильных машин.

Задачи основаны на теоретическом материале, изложенном в курсе лекций по дисциплине «Теоретические основы холодильной техники», а также в учебных пособиях, приведенных в списке рекомендуемой литературы.

Сборник задач и примеров решения предназначен для студентов, обучающихся по направлению 141200 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения».

Практическая работа № 1 расчет схемы одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины

Рассчитать цикл одноступенчатой парокомпрессионной холодильной машины (рис. 1) по следующим исходным данным: холодопроизводительность температура кипения , температура конденсации , холодильный агент в холодильной машине - хладон R-134а.

Рис. 1. Цикл одноступенчатой холодильной машины.

Рис 2. Цикл одноступенчатого теплового насоса

Рис. 2. Цикл одноступенчатого теплового насоса.

Решение.

Принимая перегрев на всасывании компрессора =10⁰С, находим температуру на входе в компрессор:

(1.1)

Принимая переохлаждение перед дросселированием =3⁰С, находим температуру перед дроссельным вентилем:

(1.2)

Используя P-h диаграмму R-134а или таблицы состояния R-134а на линии насыщения [ 2 ] по заданным значениям и , находим давления кипения и конденсации:

Используя P-h диаграмму R-134а, находим параметры рабочего тела в узловых точках цикла и заносим их в таблицу 1.

Таблица 1

№ точки	а	1	2	3	4	5
Давление Р,МПа	0,165	0,165	0,76	0,76	0,76	0,165
Температура Т,	-15	-5	47	30	27	30
Энтальпия h, кДж/кг	385	395	433	242	240	240
Энтропия S, кДж/кг·К	1,73	1,77	1,77	-	-	-
Уд. объем v, м3/кг	0,13	0,125	0,028	-	-	0,035

При построении цикла необходимо руководствоваться следующим:

точка а находится на пересечении изобары с линией насыщенного пара;

точка 1 находится в области перегретого пара на пересечении изобары с изотермой ;

точка 2 находится в области перегретого пара на пересечении изобары с изоэнтропой S₂=S₁;

точка 3 находится на пересечении изобары с линией насыщенной жидкости;

точка 4 находится в области переохлажденной жидкости на пересечении изобары с изотермой ;

точка 5 находится в области влажного пара на пересечении изобары с изоэнтальпой h₅=h₄.

Произведем расчет цикла.

Удельная холодопроизводительность цикла:

(1.3)

Удельная адиабатная работа компрессора:

(1.4)

Удельная тепловая нагрузка конденсатора:

(1.5)

Массовый расход холодильного агента:

(1.6)

Объемная производительность компрессора по условиям всасывания:

(1.7)

Расчетная тепловая нагрузка конденсатора:

(1.8)

Теоретическая мощность компрессора:

(1.9)

Степень повышения давления в компрессоре:

π= / =0,76/0,165=4,6 (1.10)

По графикам (рис.2.2, рис.2.3, стр.106 [ 4 ]) определяем коэффициент подачи и индикаторный КПД компрессора:

λ=0,72; η_i=0,74 (1.11)

Теоретическая объемная производительность компрессора (объем, описываемый поршнями):

(1.12)

Индикаторная мощность компрессора:

(1.13)

Мощность трения:

(1.14)

Эффективная мощность компрессора:

(1.15)

Принимая КПД электродвигателя определяем мощность электродвигателя:

(1.16)

Теоретический холодильный коэффициент цикла:

(1.17)

Действительный холодильный коэффициент холодильной машины:

(1.18)

Задание выбирается по трем последним цифрам зачетной книжки (шифра) LMN.

По третьей цифре с конца шифра выбирается холодильный агент: если L не четная R-134а, если L четная R-404а.

По второй цифре с конца шифра выбирается температура конденсации:

По последней цифре шифра выбирается температура кипения и холодопроизводительность