Содержание

1. Расчет геометрических характеристик компрессора и теплообменных аппаратов	2
1.1 Определение эффективности мощности на валу компрессора	2
1.2 Расчет основных конструктивных параметров компрессора. Подбор поршневого компрессора	3
1.3 Расчет теплообменных аппаратов холодильной машины, вспомогательных аппаратов и трубопроводов	3
1.4 Расчет вспомогательных аппаратов и трубопроводов холодильной машины	7
Литература	9

1. Расчет геометрических характеристик компрессора и теплообменных аппаратов

1.1 Определение эффективности мощности на валу компрессора

Мощность N_i, затрачиваемая на сжатие паров в реальном компрессоре, зависит от величины индикаторного КПД компрессора η_i и механического КПД компрессора η_м

(1)

где Т_0, Т_к - абсолютные температуры испарения и конденсации.

.

Эффективный КПД компрессора

η_е= η_i∙ η_м, (2)

η_е=0,85∙0,8=0,68.

Действительный холодильный коэффициент цикла

ε_д= ε_T∙ η_е, (3)

ε_д=4∙0,68=2,72.

1.2 Расчет основных конструктивных параметров компрессора.

Подбор поршневого компрессора

Диаметр цилиндров компрессора

(4)

где V_cp- средняя скорость движения поршня компрессора, принимается 2,5

z-количество цилиндров в компрессоре, принимаем z=8.

.

Ход поршня находим из соотношенияS/d=0,8.

Тогда S = 0,6∙d = 0,60,104 = 0,062м согласно нормальному ряду длин.

Частота вращения принимается исходя из хода поршня

, (5)

.

Холодопроизводительность в рабочих условиях пересчитываем в стандартных условиях.

По найденной величине стандартной производительности по каталогу подбираем компрессор. Из [3, ст111] выбираем компрессор ФУ40 работающий при 1440 оборотов в минуту и имеет 4 цилиндра диаметром 101,6мм, ход поршня 70мм, хлодопроизвадительность равна 50Вт.

1.3 Расчет теплообменных аппаратов холодильной машины, вспомогательных аппаратов и трубопроводов

К основным теплообменным аппаратам холодильной машины относятся конденсатор и испаритель. По конструктивному исполнению – ребристо-трубные в форме пространственного змеевика с насаженными на него пластинчатыми ребрами с принудительной циркуляцией воздуха. Нормальная работа холодильной установки требует соответствия поверхностей конденсатора и испарителя их тепловой нагрузки.

Поверхность теплопередачи конденсатора

(6)

где K₃- коэффициент запаса, учитывающий загрязнения поверхности осадками из хладагента и воздуха, K₃=1,1;

Q_k- часовое количество теплоты, отдаваемое хладагентом при конденсации, Q_k=42990Bт;

q_F- плотность теплового потока для конденсатора, q_F=300

Поверхность теплопередачи испарителя

(7)

где Q_иси- тепловая нагрузка на испарителе;

Q_исп=1,1Q_op (8)

q_F- плотность теплового потока для испарителя, q_F=300.

Q_исп=1,133370=36707Вт,

Подача воздуха на конденсатор

(9)

где ρ_B- плотность воздуха при средней температуре в теплообменном аппарате, ρ_B=1,142

i₁, i₂- энтальпия поступающего и выходящего из конденсатора воздуха,

разность температур на входе и выходе принимается 6…10ºСi₁=60,

i₂=75

.

Подача воздуха на испаритель

(10)

где ρ_B- плотность воздуха при средней температуре в теплообменном аппарате, ρ_B=1,142

i₁, i₂- энтальпия поступающего и выходящего из конденсатора воздуха,

разность температур на входе и выходе принимается 6…7С, i₁= -6,

i₂= -2

.

Потребная мощность на валу вентилятора по конденсатору

(11)

где H_B- полный напор, H_B=700

η_P- КПД ременной передачи, η_P=0,96;

η_В- КПД вентилятора, η_В=0,6.

,

Потребная мощность на валу вентилятора по испарителю

(12)

где К₃- коэффициент запаса, К₃= 1,1.

.

1.4 Расчет вспомогательных аппаратов и трубопроводов холодильной машины

Трубопроводы холодильной машины подбирают по внутреннему диаметру d_B. Диаметры трубопроводов рассчитываем из условия неразрывности потока по объемному часовому расходу

(13)

где V₁- удельный объем хладагента в расчетном трубопроводе при

соответствующей температуре. Для всасывающего трубопровода

для нагнетательного- для жидкостного-

ω_тр- скорость движения хладагента. Для всасывающего трубопровода, ω_тр=12для нагнетательного- ω_тр=15для жидкостного- ω_тр=1

-всасывающий трубопровод

-нагнетательный трубопровод

.

-жидкостной трубопровод

.

По таблице 19 [4] для медных труб принимаем d_B= 0,050м, d_ВН=0,022м, d_ВЖ=0,025м.

Литература

1. Чернин И.Л. Расчет, подбор и эксплуатация холодильного оборудования рефрижераторного подвежного состава: Учебное пособие. Ч. 1. – Гомель:БелИЖД, 1984. – 44 с.

2. Постарнак С.Ф., Зуев Ю.Ф. Холодильные машины и установки. Учебник техникумов ж.-д. транспорта. – М.: Транспорт, 1982. – 335с.

3. Холодильные машины и установки. Демъянков Н.В. Изд. 4-е, перераб. И доп. М., «Транспорт», 1976, 340 с. Рис. 198, табл. 37, список лит. 24 назв.

4. Чернин И.Л. Расчет, подбор и эксплуатация рефриджираторного подвижного состава: Учебное пособие. Ч. II. – Гомель: БелИИЖТ, 1987. – 43 с.