Хладотранспорт / 02-Студентам Хладотранспорт и доставка-2013-2 / 05-Доставка СПГ-ПЗ / ПЗ-6-Цикл ХМ / Цикл ХМ

3

= 0 Пограничная кривая сухости влажного пара, характеризующая хладагент в состоянии насыщенной жидкости

= 1 Пограничная кривая сухости влажного пара,

1Опорная точка холодильного цикла, соответствующая началу сжатия перегретых паров хладагента в компрессоре

2Опорная точка холодильного цикла, соответствующая завершению сжатия перегретых паров хладагента в

компрессоре 2' Промежуточная точка холодильного цикла,

соответствующая началу процесса конденсации паров хладагента в конденсаторе

3' Промежуточная точка холодильного цикла, соответствующая завершению процесса конденсации хладагента в конденсаторе

4

3Опорная точка холодильного цикла, соответствующая завершению процесса переохлаждения жидкого хладагента

вконденсаторе и началу его дросселирования в ТРВ 4' Промежуточная точка холодильного цикла,

соответствующая началу процесса частичного кипения хладагента при прохождении ТРВ

4 Опорная точка холодильного цикла, соответствующая завершению процесса дросселирования хладагента в ТРВ и началу процесса его полного кипения в испарителе

1' Промежуточная точка холодильного цикла, соответствующая завершению процесса кипения хладагента

виспарителе и началу перегрева его паров

lУдельная работа затрачиваемая, компрессором на сжатие хладагента, кДж/кг

qк Удельная теоретическая нагрузка на конденсатор, кДж/кг

5

Холодильный коэффициент теоретического цикла работы холодильной машины, доли ед.

6

1 Общие требования к выполнению практического занятия

Цель занятия: закрепить (на конкретных примерах) знания студентов о теоретических основах работы транспортных холодильных установок.

Задачи занятия:

–ознакомиться с устройством и элементами автоматизации работы компрессионной паровой поршневой холодильной машины с одноступенчатым сжатием;

–построить в координатах lg p, i диаграмму теоретического цикла работы рассматриваемой холодильной машины по заданным значениям опорных параметров цикла;

–определить основные показатели теоретического цикла работы машины и её холодопроизводительность согласно варианту индивидуального задания;

–составить отчёт о выполнении индивидуального задания.

Оформление отчёта о выполнении индивидуального задания

должно удовлетворять установленным нормам [1]. Отчёт должен включать следующие структурные элементы:

–титульный лист по форме, приведённой в приложении А;

–индивидуальное задание, в котором студент приводит исходные данные из приложения Б для своего варианта, указанного преподавателем (образец оформления индивидуального задания на бланке, смотреть в приложении В).

–список определений и обозначений;

–основную; часть;

–библиографический список источников литературы, на которые имеются ссылки в пояснительной записке.

Вариант «00» (см. прил. А) используется преподавателем для разъяснения материала практического занятия на примерах.

Основная часть отчёта должна включать следующие пункты:

1 Принципиальная схема, назначение элементов и общий вид теоретического цикла фреоновой холодильной машины с одноступенчатым сжатием в координатах lg p, i;

2 Построение и расчёт теоретического цикла фреоновой холодильной машины по заданным значениям опорных термодинамических параметров;

3 Расчёт холодопроизводительности машины.

7

2 Методические указания к выполнению индивидуального задания

Каждый студент должен по [2, п. 4.4–4.5] ознакомиться с теоретическим материалом по рассматриваемым на практическом занятии вопросам.

В пункте «1 Принципиальная схема, назначение элементов и общий вид теоретического цикла фреоновой холодильной машины с одноступенчатым сжатием в координатах lg p, i» необходимо:

–привести принципиальную схему компрессионной холодильной машины с одноступенчатым сжатием (рисунок 1) дать назначение всех её элементов;

–изучить принцип работы этой машины, и привести в отчёте графическую интерпретацию обратного (холодильного) цикла Карно, показанную на рисунке 2, а также указать термодинамические процессы, совершаемые хладагентом в этом цикле при работе машины;

–изучить устройства, обеспечивающие автоматизацию работы машины в экономичном режиме (рисунки 3 и 4).

Данный пункт является базовым (теоретическим) для выполнения вариативной части практического занятия. Текст пояснительной записки не зависит от варианта индивидуального задания, следовательно, является одинаковым для всех студентов и должен быть изложен следующим образом (допускается укороченная версия на усмотрение студента).

Принципиальная схема и назначение элементов фреоновой холодильной машины с одноступенчатым сжатием

Практическое занятие выполняется на базе упрощённой компрессионной поршневой паровой холодильной машины с одноступенчатым сжатием (далее – ХМ), принципиальная схема которой показана на рисунке 1. В качестве хладагента в машине используется хладон (фреон-12). Машина содержит четыре главных элемента:

– испаритель, который является теплообменным аппаратом, помещённым в холодильную камеру, и служит для кипения жидкого хладона за счёт теплоты, отводимой из холодильной камеры. Это возможно при по-

ниженном постоянном давлении кипения хладона ро и соответствующей ему температуре хладона tо, которая ниже температуры груза (воздуха) в

холодильной камере tг;

8

– компрессор, служащий для сжатия паров хладона при повышении их давления до значения рк, при котором температура паров tк становится выше температуры наружного воздуха tн для возможности отдачи теплоты хладона в окружающую среду;

– конденсатор, который является теплообменным аппаратом, контактирующим с окружающей средой, и служит для сжижения паров хладона и отвода от них теплоты конденсации в окружающую среду при постоянном рк и при tк > tн;

– терморегулирующий вентиль (ТРВ), расположенный перед испарителем и служащий для дросселирования жидкого хладона при понижении его давления и температуры до значений ро и tо.

Рисунок 1 – Принципиальная схема фреоновой ХМ

Конденсатор и испаритель – змеевиковые с листовым оребрением. Компрессор поршневой, вертикальный. Коленчатый вал приводится во вращение электродвигателем через клиноремённую передачу. Характеристика компрессора и скорость вращения коленчатого вала определены заданием.

9

Дополнительными элементами ХМ являются:

–ресивер, являющийся сосудом для хранения жидкого хладона в нерабочем или транспортабельном состоянии ХМ;

–фильтр, служащий для очистки хладона от примесей (грязь, масло), приникающих в систему из компрессора;

–вентилятор, обеспечивающий эффективное воздушное охлаждение конденсатора;

–термостат, автоматически регулирующий подачу хладона в испаритель (см. рис. 2);

–прессостат, который автоматически поддерживает нужную температуру воздуха в холодильной камере (см. рис. 3).

Кроме того, холодильная машина имеет соединительные трубопроводы, угловые (для подключения манометров к компрессору) и ручные (у ресивера) вентили.

Хладагент циркулирует в замкнутой термодинамической системе в направлении 1–2–3–4 (см. рис. 1).

Принцип работы ХМ и графическая интерпретация обратного цикла Карно

Для построения обратных холодильных циклов и определения значений параметров хладагента в любой точке замкнутого контура холодильной машины обычно используют lg p, i-диаграмму, показанную на рисунке 2 (детальная lg p, i-диаграмма состояний фреона-12, которая используется в вариативной части практического занятия, прикладывается к заданию).

Рабочее поле (фон) диаграммы содержит линии фиксированных дискретных значений термодинамических параметров: t = const (изотермы), p = const (изобары), v = const (изохоры), s = const (адиабаты), i = const (изоэнтальпы). Определяющую роль на диаграмме играют две пограничные кривые: левая линия характеризует состояние насыщенной жидкости (на ней паросодержание = 0), а правая – состояние сухого пара ( = 1). Между пограничными кривыми сухости влажного пара находится область кипения (область влажного пара), заполненная также кривыми, которые обозначают промежуточные значения сухости влажного пара

( = const), показанные на рисунке 5.

Для рабочего холодильного цикла (контур 1–2–3–4), в отличие от теоретического (1'–2'–3–4), характерно, что компрессор всасывает из испари-

теля не сухой насыщенный пар с параметрами pо и tо, а перегретый (точка

10