ХОЛОДИЛЬНИКИ

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»

Кафедра судовых энергетических установок, систем и оборудования

ОТЧЁТ

о выполнении домашней работы №1

Расчёт холодильной машины и комплектование основного оборудования

Выполнил студент гр. 2340

Амосов Герман

Проверил Диденко В.Ф.

г. Санкт-Петербург, 2012 г.

Исходные данные:

1. Хладагент: Фреон 22

2. Холодопроизводительность:

3. Температура кипения: ⁰C

4. Температура конденсации: ⁰C

5. Перегрев паров ХА после испарителя ⁰C

6. Температура паров ХА перед всасывающим патрубком компрессора ⁰C

7. Переохлаждение жидкого ХА после конденсации ⁰C

8. Температура ХА перед регулирующим клапаном ⁰C

9. Группа пересчета III

Определение типа ХМ

Из таблицы основных физический свойств насыщенных паров определяем давления в испарители и конденсаторе:

⁰C ; МПа

⁰C; МПа

Тогда , т.к. выбираем одноступенчатую ХМ

№ точки	,0C	, МПа	, кДж/кг	, м3/кг
1’	+5	0.5885	707
1	+15	0.5885	713	0.0395
2	+40	0.9160	726
3	+20	0.9160	525
3’	+15	0.9160	520
4	+5	0.5885	520

Удельная массовая холодопроизводительность:

кДж/кг

Удельная работа адиабатного сжатия:

кДж/кг

Массовый расход хладагента:

кг/c

Действительный процесс работы поршневого компрессора

Расчёт объёмных коэффициентов

Потери в компрессоре характеризуется коэффициентом подачи:

- объёмный коэффициент, который учитывает потери, вызываемые обратным расширением ХА из вредного пространства цилиндров. Находится по формуле:

,

где - относительная величина вредного пространства. Примем ;

- показатель политропы расширения. Для хладоновых компрессоров

Получаем

- коэффициент дросселирования. Отражает потерю давления в цилиндре, происходящую в результате влияния упругих элементов в клапанах и сил инерции пласин в прямоточных компрессорах, которые должен преодолевать поток ХА.

,

где - относительная величина потери давления, МПа.

- коэффициент подогрева. Характеризует повышением температуры всасываемого ХА вследствии теплообмена со стенками цилиндра и его смешением с ХА, расширившимся из мертвого пространства цилиндров.

- коэффициент плотности. Характеризует снижение производительности компрессора вследствии потерь через неплотности в поршневых кольцах, клапанах, а также при запаздывании посадки нагнетательного клапана. Принимаем.

Подсчитываем коэффициент подачи :

Расчёт энергетических коэффициентов

Необходимая теоретическая мощность:

кВт

Индикаторный коэффициент:

,

где b опытный коэффициент, зависящий от хладагента и конструкции компрессора. Для хладоновых машин b=0,0025

Индикаторная мощность компрессора:

кВт

Изоэнтропная мощность:

,

где - удельный объем паров хладагента на всасывании в компрессоре;

- теоретический объем, описанный поршнем компрессора

м³/с

Проверка: кВт

Мощность трения:

,

где - опытный коэффициент, зависящий от типа машины и рабочего тела. Для поршневых хладоновых компрессоров кПа.

кВт

Эффективная мощность:

кВт

Механические потери:

Расчет основных конструктивных параметров поршневых компрессоров

К основным конструктивным параметрам компрессора относятся:

• диаметр цилиндра D, м;

• число цилиндров z;

• частота вращения n

Обычно диаметр цилиндра находят по формуле:

,

где м³/с - теоретический объем, описанный поршнем компрессора;

- степень сжатия;

- отношение хода поршня к диаметру цилиндра;

- частота вращения вала c^-1;

- число цилиндров

Выбираем , ,

Находим м

Определяем ход поршня м

Пересчет ХМ на стандартные условия

Стандартные условия работы ХМ по III группы пересчёта:

⁰C;

⁰C;

⁰C ;

⁰C;

Объемные коэффициенты для машины со стандартными условиями:

Тогда

Удельная объемная холодопроизводительность:

кДж/м³

кДж/м³

Пересчёт кВт

Расчет горизонтального кожухотрубного конденсатора с водяным охлаждением.

Тепловая нагрузка на конденсаторе:

кВт

Коэффициент теплопередачи для аппаратов с гладкими трубками:

,

Где , - коэффициенты теплоотдачи со стороны хладагента и воды, Вт/м²;,- внутренний и наружный диаметр трубы; - суммарные термические сопротивления загрязнения м²К/Вт.

Примем:

м²К/Вт;

м;

м

Средняя логарифмическая разность температур:

,

где - температура конденсации; - температура на входе воды в аппарат; - температура воды на выходе из аппарата.

⁰C

⁰С

Коэффициент теплоотдачи от воды:

,

Где - теплопроводность воды при ⁰C

Критерий Нуссельта определяется по формуле:

- коэффициент, учитывающий влияние начального теплового участка трубы. При ,

Число Рейнольдса рассчитывается по формуле:

,

где

-скорость движения воды. Принимаем м/с; - коэффициент кинематической вязкость воды при

Число для воды при .Принимаем

Вт/м²

Коэффициент теплоотдачи от пара ХА:

,

где - теплота парообразования кДж/кг; - плотность ХА при ⁰C кг/м³; - теплопроводность ХА при ⁰C Вт/м К;- динамическая вязкость; - разность температур конденсации и стенки. Принимаем ⁰С; - половина числа трубок в одном ходе ;- ускорение свободного падения ;

Вт/м²

Вычисляем коэффициент теплопередачи:

Вт/м²

Площадь поверхности теплопередачи аппарата:

Расход охлаждающей воды:

,

Где теплоёмкость воды при ⁰C

кг/c

Число труб в одном ходе:

штук

Выбираем

Расчёт кожухотрубного испарителя

Площадь передающей поверхности

,

Где - коэффициент теплопередачи; - средний логарифмический температурный напор

где , - температура рассола на входе и выходе;

Примем

Коэффициент теплопередачи:

Принимаем :

;

;

Выберем рассол CaCl₂ c весовой концентрацией , ,

,,,,

;

;

;

Вт/м²

Для фреонов с известным значением опытного коэффициента на основе экспериментальных исследований C.Н. Богдановом используем формулу:

,

где

- опытный коэффициент, принимаем ;

- тепловая нагрузка. Принимаем ;

- средняя массовая скорость фреона в трубке кг/(м²с),- внутренняя поверхность трубки. Т.к длина трубы м, , тогда ;

Вт/м²

Вт/м²

м²

Комплектация ХМ

Оборудование	Марка	Габариты
Компрессор
Испаритель
Конденсатор