Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Холодильные установки. Методические рекомендации
.pdf
Экспериментальные и расчетные данные заносят в таблицу 5.2.
1. Vk — производительность компрессора, определяется по формуле
Vk =
Vт м3/час
— коэффициент наполнения, находимый в зависимости от отноше-
ния давления Рк/Р0 по номограмме или по формулам
Теперь надо установить .- коэффициент подачи холодильного ком-
прессора
Коэффициент подачи холодильного компрессора можно определять
по приблизительной формуле:
=
— объемный коэффициент компрессора;
— коэффициент компрессора;
Объемный коэффициент компрессора
= 1-с(Рк/ Ро - 1),
где с — относительный объем вредного пространства компресора
(с=Vо/Vц= 0,015–0,070)
Vо — объем вредного пространства цилиндра;
Vц — объем цилиндра;
Р
— абсолютное давление конденсации;
к
Р
— абсолютное давление кипения;
о
Абсолютное давление в конденсаторе Р
и в испарителе Ро следует
к
выбирать из таблиц насыщенного пара холодильного агента по температурам конденсации tк и кипения tо, соответственно.
Для прямоточного холодильного компрессора простого действия ко-
эффициент подогрева
= То/ Т
к
где Т
и Т
о
— абсолютные температуры кипения и конденсации, со-
к
ответственно.
Vт — теоретическая производительность компрессора, определяемая
по выражению
Vт = 47,1 D2 s nz
D — диаметр цилиндра компрессора, м;
s — ход поршня компрессора, м;
n — число оборотов коленчатого вала компрессора, об/мин;
z — число цилиндров компрессора;
Эти величины приведены в таблице 1.
21
Техническая характеристика компрессора ФГ-2,8 С
??
Наименование
Обозна-
Размер-
Вели-
п/п
величин
чение
ность
чина
1
Число цилиндров
z
шт
2
2
Диаметр поршня
D
мм
50
3
Ход поршня
s
мм
35
4
Число оборотов
n
об/мин
1460
5
Часовой описанный объем
Vk
м3/час
11,9
2. Теоретический холодильный коэффициент т . Определяется по
формуле
Таблица 1
= q0 / l
где:
q
— весовая холодопроизводительность( количество тепла, которое
0
может отнять 1 кг холодильного агента), кДж/кг
l — удельная работа, затрачиваемая компрессором для сжатия 1 кг
хладагента, кДж/кг .
Величины q0 и l
определяются из выражений:
q0 = i1 - i3
i
— энтальпия паров фреона в начале сжатия, кДж/час;
1
i
— энтальпия паров фреона в конце сжатия, кДж/час;
2
i
3
кДж/час.
l = i2 - i
— энтальпия жидкого фреона при температуре конденсации,
1
Величины находят по диаграммам состояния для фреона 12.
3. Количество холодильного агента, находящегося в цикле,
G=Q0/q
0
кг/сек
4. Адиабатная мощность компрессора.
Na= G l кВт
5. Индикаторная мощность компрессора.
ответственно, tо — температура кипения, в
надо знать мощность N
Ni= Na /
i
кВт
i — ндикаторный КПД компрессора
= To / Tк+ 0,0025 t0
i
где Т
и Тк — абсолютные температуры кипения и конденсации, со-
о
0
С, со своим знаком.
6. Эффективная мощность компрессора.
Ne= Ni /
м
кВт
Для определения эффективной мощности на валу компрессора N
, в кВт, теряемую на трение.
тр
22
e
Расход мощности на трение можно определять по формуле
№№ Наименование
Обозна-
Размер-
№ наблюдений
п/п
величин
чение
ность
1 2 3
1.
Температура кипения
t0
С
0
2.
Температура после кон-
денсатора
tк
С
0
3.
Давление кипения
Po
мПа
4.
Давление конденсации
Pк
мПа
5.
Теоретическая производи-
тельность компрессора
Vт
м
3
/час
6.
Производительность ком-
прессора
Vт
м
3
/час
7.
Отношение давлений
Рк/Р
0
-
8
Коэффициент подачи
-
9
Холодопроизводитель-
ность установки
Q0
кВт
10.
Удельная массовая холо-
допроизводительность
q0
кДж/кг
11.
Удельная работа сжатия
l
кДж/кг
12.
Массовый расход холо-
дильного агента
G
кг/сек
13.
Адиабатная мощность
Na
кВт
14.
Индикаторный КПД
i
15.
Индикаторная мощность
Ni
кВт
16.
Эффективная мощность
Ne
кВт
17.
Эл. мощность двигателя
NД
кВт
18.
Теоретический холодиль-
ный коэффициент
т
19.
Действительный холо-
дильный коэффициент
д
где Р
— удельное давление трения, в кг/см2( для компрессоров, работа-
тр
ющих на фреоне 22 Р
фреоне 12 Р
= 0,4–0,6 кг/ см2).
тр
Nтр= Ртр Vк /36,7
= 0,5–0,7 кг/ см
тр
2
, для компрессоров, работающих на
кВт
Механический коэффициент полезного действия компрессора бу-
дет равен:
= Ni / (Ni +N
м
тр)
7. Мощность на валу электродвигателя.
NД= Nе /п кВт
Экспериментальные и расчетные данные заносят в таблицу.
Таблица № 3
23
Список вопросов для защиты лабораторной работы № 5
1. Каковы особенности холодильной машины, работающей по регенеративному циклу?
2. Каковы оптимальные режимы работы холодильной установки?
Назовите оптимальные температуры:
- кипения;
- конденсации;
- перегрева пара на всасывании в компресор;
- переохлаждение жидкости перед дросссельным вентилем;
- пара в конце сжатия.
3. Каковы причины и последствия отклонений от оптимальных параметров:
- понижение температуры кипения;
- повышение температуры кипения;
- повышение температуры конденсации;
24
Лабораторная работа 6
Изучение конструкции, принципа действия
и индикаторной диаграммы холодильного компрессора ФВ-6
Цель:
1) Изучить конструкцию цилиндро– поршневой группы, сальникового уплотнения, клапанной плиты компрессора ФВ-6 .
2) Изучить индикаторную диаграмму компрессора.
3) Изучить зависимости коэффициента подачи поршневого ком-
прессора от режимов работы.
На рис. 6.1. показан компрессор ФВ-6 (2ФВ-6,5) — вертикальный
двухцилиндровый непрямоточный, работающий на фреоне —12, с диаметром цилиндров 67,5 мм, ходом поршня 50 мм, холодопроизводительностью 6,9 кВт при 1440 об/мин.
Картер 2, цилиндровый блок 9 и крышка компрессора 15 соединены
между собой шпильками и гайками, прокладки 7 паронитовые. Цилиндро-
вый блок 9 имеет в верхней части ребра 10 для воздушного охлаждения.
Вал 1 компрессора — двухколенный с разворотом шеек под углом 180°,
вращается в шариковом 3 и роликовом 21 опорных подшипниках. Для
предотвращения смещения вала вправо на его торцевой части имеется
стальной каленый шарик 19, который вращается вместе с валом и упирается в сухарь 20. На концевой части 4 вала устанавливается на шпонке и
крепится гайкой 5 шкив клиноременной передачи от электродвигателя.
Рис.6.1. Холодильный компрессор ФВ-6.
25
Нижняя головка шатуна 8 выполнена разъемной, вкладыши подшипника залиты баббитом. Верхняя головка — неразъемная, с бронзовой
втулкой. Шатун соединен с поршнем посредством плавающего поршнево-
го пальца 11, который удерживается от осевого перемещения пружинящи-
ми кольцами, вставленными в специальные канавки тела поршня. Пор-
шень имеет два уплотнительных 13 и одно маслосъемное 12 кольца.
Смазка в компрессоре осуществляется разбрызгиванием. Для залива-
ния масла в картер служит пробка 29, а для спуска масла–пробка 22. Для
наблюдения за уровнем масла на картере имеется смотровое стекло — 30.
Между цилиндровым блоком 9 и верхней крышкой 15 находится клапанная плита 14, на которой расположены всасывающие 18 и нагнетательные 16 клапаны. Полость всасывания 25 герметично отделена от полости
нагнетания 24 перегородкой 17.
Устройство клапанов показано на рис. 6.2. В клапанной плите 3
имеются сквозные отверстия 4 и 6, перекрываемые пластинами всасывающих и нагнетательных клапанов.
Рис 6.2. Конструкция клапанов холодильного компрессора ФВ-6.
26
Всасывающие клапаны 2 ленточные, имеют пластины 14 из пружин-
ной стальной ленты толщиной 0,2 им. При движении поршня вниз пласти-
ны 14 прогибаются вниз в прорезях 13 клапанной плиты, пропуская пар
всасываемого агента в полость цилиндра в направлении, показанном
стрелками (сечение В–В на рве. 10).
При движении поршня вверх (давлением из полости цилиндра) пла-
стины 14 всасывающих клапанов выпрямляются и, плотно прижимаясь к
седлу 5, закрывают проход агенту. Иногда на каждую пластину клапана
укладывают в виде дополнительного пружинящего элемента вторую пла-
стину, подобную рабочей. Нагнетательные клапаны / пятачковые, имеют
круглые стальные пластины 7 толщиной 0,4 мм, нагруженные легкой пру-
жиной 8. При ходе поршня вверх (давлением из цилиндра) пластины 7
поднимаются, сжимая пружину 8, и пропускают пар агента на полости цилиндра через отверстия 6 в полость нагнетания. При обратном ходе порш-
ня пластины опускаются на свои седла под действием разности давления и
усилия пружины 8.
Седлами нагнетательных клапанов служат четыре (по числу пластин)
кольцевых пояска на клапанной плите 3. Для предупреждения бокового
смещения во время работы пластина клапана центруется розеткой 9. Над
нагнетательными клапанами имеется траверса 11, которая с помощью буферных пружин 10 прижимает буфер 12 и розетку 9 к клапанной плите.
При нормальных условиях буферные пружины 10 не работают; они служат
для предохранения клапанов от поломки при гидравлических ударах
вследствие попадания в цилиндры жидкого хладона или излишков масла.
Компрессоры малой холодопроизводительности данного ряда других марок отечественного и зарубежного производства снабжаются всасывающими и нагнетательными запорными трехходовыми вентилями.
Сальниковые уплотнения компрессора ФВ 6 показаны на рисунке 6.3.а.
27
Рис 6.3.а. Пружинный сальник ФВ-6 Рис 6.3.б. Сильфонный сальник ФВ-6
В крышке сальника укреплено стальное кольцо 2. Обойма 4 и запрессованное в нее графитовое кольцо 3 вращаются вместе с валом благодаря
трению между валом и кольцом / (из фреономаслостойкой резины), плотно
вставленным в обойму 4. Пружина 5 вращается вместе с валом и прижимает графитовое кольцо 3 к неподвижному стальному кольцу 2. Герметич-
ность картера обеспечивается с одной стороны плотностью прилегания
притертых на плите поверхностей стального 2 и графитового 3 колец, а с
другой — плотным прилеганием резинового кольца 1 к валу и к обойме
4.Компрессор может иметь вариант уплотнения коленчатого вала сильфонным сальником (рис. 6.3.б). Стальное кольцо 8 уплотняется на валу
компрессора резиновым кольцом 7 и вращается вместе с валом. Левый конец сильфона 4, кольцо 3 и крышка сальника 2 соединены между собой
посредством пайки. К правому концу сильфона припаяны фланец 5 и
бронзовое кольцо 6, рабочий поясок которого притерт к поверхности
стального кольца 8. Нажим трущихся поверхностей создается пружиной.
Рис. 6.4.а Теоретическая индикаторная Рис. 6.4.б Действительная
диаграмма компрессора индикаторная диаграмма компрессора
28
На рис. 6.4.а дана теоретическая индикаторная диаграмма поршнево-
го компрессора. Линией 4–1 показано всасывание пара при постоянном
давлении ро, равном давлению в испарителе; линией 1–2 — адиабатическое сжатие; линией 2–3 — выталкивание пара при постоянном давлении
р
, равном давлению в конденсаторе. В рассматриваемом теоретическом
к
компрессоре отсутствует мертвое пространство, поэтому линия 3–4 совпа-
дает с осью ординат, т е. в левой мертвой точке давление мгновенно изменяется от р
з
(м
/ч), а V2 — объем пара, выталкиваемого компрессором за час (мз/ч). Ра-
до ро . V1 — это объем пара, всасываемого компрессором за час
к
бота компрессора представлена площадью диаграммы 1–2–3–4–1.
Действительная работа компрессора сопровождается объе мными
и энергетическими потерями. Объемные потери приводят к тому, что
лишь часть объема цилиндра используется для всасывания пара из
испарителя, а энергетические потери увеличивают работу, затрачиваемую на осуществление процессов всасывания, сжатия и выталкива-
ния пара холодильного агента.
Все объемные потери (расширение пара из мертвого пространства,
падение давления в клапанах, подогрев пара и потери через неплотности) в
компрессоре учитываются с помощью коэффициента подачи компрессора
, который определяется отношением объема пара V0 действительно засасываемого компрессором, к объему пара V
, который он мог бы засосать
к
при отсутствии потерь.
На рис. 6.4.б. дана действительная индикаторная диаграмма поршне-
вого компрессора. Когда поршень находится в мертвой точке, соответствующей концу выталкивания (точка 3), между ним и крышкой цилиндра,
включая щели для пластин клапанов, остается некоторое мертвое про-
странство Vс. При обратном ходе поршня происходит расширение сжатого в мертвом пространстве пара по политропе 3–4. '
Для открытия всасывающего клапана необходимо, чтобы давление на
него со стороны цилиндра было меньше, чем давление р
в .испарителе,
о
поэтому расширение пара из мертвого пространства не заканчивается при
давлении р
, а продолжается до более низкого давления. При давлении,
о
характеризуемом точкой 4, клапан открывается и происходит процесс всасывания 4–1.
Ввиду неизбежного сопротивления во всасывающем клапане давление пара в цилиндре в процессе всасывания ниже давления р
в испарителе
о
на величину Ар вс. При обратном ходе поршня всасывающий клапан за-
крывается, и в цилиндре происходит сжатие по политропе 1–2. В точке 2
при давлении более высоком, чем давление рд в конденсаторе, откроется
нагнетательный клапан и по линии 2–3 произойдет выталкивание пара в
конденсатор. При этом из-за сопротивления в нагнетательном клапане
давление нагнетания на величину p
больше давления рк .
нагн
29
Величины p вс и p
называются депрессией при всасывании и
нагн
нагнетании.
На диаграмме видно, что в начале процессов всасывания и нагнетания
депрессия p вс и p
больше, так как для открытия клапана необходи-
нагн
мо преодолеть инерцию его пластин и натяжение пружины. Заштрихован-
ные площади показывают потерю энергии из-за депрессии при всасывании
и нагнетании.
Основной характеристикой холодильных компрессоров являются
зависимости холодопроизводительно-
сти Q
, потребляемой электрической
0
мощности Nэ, и холодильного коэффициента от температуры кипения
хладагента. Эти зависимости позволяют осуществлять подбор компрессора на стадии проектирования и мо-
дернизации холодильной установки.
Рис.6.5. Зависимость Q0, Nэ, от t0 при
температуре конденсации 1–30 оС, 2–35 оС
Вопросы к защите лабораторной работы 6
1. Какие функции выполняет компрессор холодильной машины?
2. По каким признакам классифицируют компрессоры?
3. Из каких процессов состоит рабочий цикл поршневого компрессора?
4. Как определить объем описанный поршнями?
5. Как определить объемную, массовую и теоретическую подачу ком-
прессора?
6. Что такое коэффициент подачи компрессора?
7. Из каких основных деталей и узлов состоит поршневой компрессор?
8. Каковы назначение и устройство клапанов поршневого компрессора?
9. Каковы назначение и устройство сальников поршневого компрессора?
10. Какие масла применяются в холодильных компрессорах? Расска-
жите о требованиях к ним.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]