2.3.7. Характерньїе неисправности теплообменньїх аппаратов

Характерньїе дефектьі конденсаторов хладоновьіх холодильних машин: износ и протирание трубопроводов и труб аппаратов в мес-тах их соприкасания с конструкционньми несущими злементами, утечки хладагента по калачам и соединениям, а также образование плотньїх трудно удаляемьіх отложений внутри труб. Последнее обьяс-няется применением недостаточно чистьх хладагентов, смазочньх масел и уплотнительно-прокладочньх материалов, а также наличи-ем нежелательно уносимьх хладагентом примесей в цеолите, кото-рьм заполняют фильтрь -осушители холодильньх машин.

В теплообменньх аппаратах хладоновьх установок наблюдают-ся явления частичной внешней коррозии труб. Зто обьясняется зк-сплуатацией вагонов в различньх климатических зонах, в том чис-ле на участках дорог в районах с развитой нефтехимической про-мьішленностью, а также на подьездньїх путях морских портов и на паромньх переправах.

У некоторьх холодильньх машин вьпуск воздуха из системь

осуществляется ослаблением крепежньх болтов фланца конденса­тора. При повторньх затяжках болтов прокладки утрачивают уп-ругость и начинают пропускать хладагент. Замена прокладок при-водит к потере части хладагента и необходимости вакуумирования

установки перед дозаправкой.

2.3.8. Расчет испарителей

Тепловой расчет испарителей, так же как и конденсаторов, со-стоит в определении площади теплопередающей поверхности Р_и, обеспечивающей снятие тепловой нагрузки испарителя (₀, т.е. реа-лизацию холодопроизводительности машиньї. Для испарителей-воз-духоохладителей козффициент теплоотдачи от стенки к хладагенту (хладону) при пузьрьковом режиме его кипения, характерном для процесса испарения в холодильньх машинах при мальх плотнос-тях теплового потока д_и = ((0/^и, определяют по формуле:

0,15

(2.18) скорость те-

где р — плотность жидкого хладагента, кг/м³; и> чения хладагента, и> = 0,05 0,5 м/с.

Козффициент с и показатель степени п зависят от типа хлада­гента: для Кл2 с = 23,4, а для К22 с = 32,0; показатель степени п для обоих хладагентов равен 0,47.

При более вьісоком уровне д_и козффициент теплоотдачи опре-деляют в виде

(2.19)

где а_зкв — зквивалентньїй диаметр канала, м (для трубьі — внут-ренний диаметр а_вн).

Значение козффициента А, зависящего от температурь кипения

хладагента, приведено в табл. 2.12.

Средние значения козффициента теплоотдачи при кипении хла-донов составляют 1500—2000 ВтІ(м²-К).

Особенность работь и расчета испарителей-воздухоохладителей связана с характером процесса тепломассообмена при охлаждении влажного воздуха. В зтом случае конденсация влаги из охлаждае-мого воздуха приводит к вьпадению и осаждению на наружной теп-лопередающей поверхности испарителя инея («снеговая шуба»), что существенно ухудшает процесс теплопередачи.

Козффициент теплоотдачи от влажного воздуха к стенке ореб-ренной поверхности трубного пучка, учитьвающий вьделение вла-ги в процессе охлаждения, определяют по формуле:

^{а' в — а в £ (2.20)}

где а_в — козффициент теплоотдачи для сухого воздуха; \ — ко-зффициент влаговьделения при конденсации влаги.

Козффициент теплоотдачи для сухого воздуха для испарителей воздухоохладителей транспортньх холодильньх установок состав-ляет 30—50 ВтІ(м²-К).

Козффициент влаговьделения при температуре наружной повер-хности испарителя і_н находят в виде

^{£ — 1 + х[(І1 - ін - ін)], (2.21)}

где І1 — начальная температура охлаждаемого воздуха, °С; — влагосодержание, кг влагиІ кг сухого воздуха; і_н — влагосодержа-ние охлаждаемого воздуха при температуре і_н, кг влагиІ кг сухого воздуха; х — козффициент, зависящий от і_н (при і_н > 0 °С; х = 2500; при і_н < 0 °С; х = 2835).

При определении козффициента теплопередачи испарителя-воз-духоохладителя необходимо учитьвать термическое сопротивление теплопроводности слоя инея А_ин = 8_инХ_ин. Толщина слоя, завися-щая от условий работь испарителя (от характера охлаждаемого груза, его тепловлажностного режима и параметров наружного воз-духа), не должна превьшать 5—6 мм. Козффициент теплопровод-ности слоя инея при начальной относительной влажности воздуха 70—80 %, скорости его движения 4—6 мІс и частьх оттаиваниях принимают равньм 0,15 ВтІ(м-К).

Помимо увеличения термического сопротивления теплопроводнос-ти, слой инея ухудшает зффективность оребрения наружной поверхнос­ти испарителя-воздухоохладителя. В зтом случае параметр т, определя-ющий козффициент зффективности ребра, находят по формуле:

т = 4 2/[(1/ а 'в) + (8 ин / к н )]8 р X р. (2.22)

Средние значения козффициента теплопередачи для испарителей-воздухоохладителей холодильншх машин, работающих на КЛ2 или К22, при чистой наружной поверхности составляют 20—35 Вт/(м²-К).

Гидромеханический расчет испарителей, как и конденсаторов, состоит в определении потерь давления (сопротивлений) при дви-жении хладагента, или охлаждающего воздуха, а также необходи-мой мощности вентиляторов охлаждающего воздуха.

Пример. Рассчитать поверхность хладонового воздухоохладите-ля холодильной установки рефрижераторного вагона при полной на-грузке = 14 кВт для режима перевозки мороженшх грузов (темпера­тура воздуха в грузовом помещении -20 °С). Расход воздуха через воз­духоохладитель задан К=10000 м³/ч. По справочньгм данньгм, при сред-ней температуре воздуха -20 °С плотность его р =1,39 кг/м³, удельная теплоемкость с_р= 1,005 кДж/(кг-К).

Охлаждение воздуха в воздухоохладителе

д, = є»:^3,6 = ¹⁴ ■^3,6 = 3,6^о с.

Урс _р 1,39 ■ 1,005

Расчетную температуру воздуха на входе в воздухоохладитель при-нимаем І1 = -19 °С. Тогда температура воздуха на вьходе ^ = - 22,6 °С. Расчетная температура кипения хладона КЛ2 в воздухоохладителе принята І0 = -26 °С.

Среднелогарифмическая разность температур воздуха и кипяще-го хладагента

_{Є = Д = 34-^- = 5 °С.}

⁵і₂ -і₀ -22,6 + 26

Для ребристого воздухоохладителя с диаметром труб 14—16 мм и расстоянием между ними 30—40 мм при средней скорости возду-ха в живом сечении 3,5—4,5 м/с козффициент теплопередачи нахо-дится в пределах 30—45 Вт/(м²-К). Принимаем к =35 Вт/(м²-К).

В зтих условиях допустимьй удельньй тепловой поток

д_р = к0 = 35 • 5 = 175 Вт/м².

Учитьвая наличие инея на воздухоохладителе при перевозке мо-роженьх грузов, снизим расчетную величину удельного потока на 30 %, т.е. до 122 Вт/м². Тогда требуемая теплопередающая поверх-ность воздухоохладителя

Р = Я°- = ^ = 155м ².

др 122

Иногда дополнительно проверяют достаточность расчетной поверх-ности испарителя для работь холодильной установки в режиме охлаж-дения плодоовощей при температуре поступающего воздуха +5 °С.