Расчет холодильника

Холодильник ГХМ выполняется в виде трубчатого теплообменника. В соответствии с принятой компоновочной схемой ГХМ внутренняя втулка холодильника служит частью цилиндра вытеснителя. Вода омывает трубки, по которым течет гелии. Принимаем трубки Ø 2x4, материал трубок — сталь Х18Н9Т.

Тепловая нагрузка на аппарат

Q_хол = Q_т + Q_ад.сж.

Адиабатные потери (дополнительная работа, затраченная на сжатие гелия в компрессоре)

, где

К – температура гелия в конце адиабатного сжатия

При частоте вращения п = 1450 об/мин потери в 1 ч составят

Q_хол = 24,421 Вт

Температура гелия на входе в холодильник

Температура гелия на теплом конце регенератора

Температура воды на входе

Температура воды на выходе

Логарифмическая разность температур

К

Средняя температура воды в холодильнике

Средняя температура гелия в холодильнике

Ниже в таблице даны физические параметры потоков, обменивающихся теплом в холодильнике

Потоки	рср, МПа	Тср, К	Ср,
Гелий	2,45	342,221	5,197	0,296	21,94	0,172
Вода	0,1	297,5	4,174	0,00106	774,765	0,6652

Таблица I.7 Тепловой и конструктивный расчет холодильника

Определяемая или принимаемая величина	Расчетная формула
Скорость потока w, м/с: гелий охлаждающей воды	60 1,5
Критерий Рейнольдса Re: Гелий: Вода:
Критерий Прандтля: Гелий: Вода:
Критерий Нуссельта: Гелий: Вода:
Коэффициент теплоотдачи: от гелия к стенке: от стенок трубок к воде:
Коэффициент теплопередачи от гелия к охлаждающей воде (отнесённой к внутренней поверхности трубок):
Тепловая нагрузка
Среднелогарифмическая разность температур	K
Теплопередающая поверхность холодильника:	,с 10% запаса
Общее количество трубок:

Расчёт регенератора кгм

Конструктивно регенератор представляет собой две концентрические втулки. Пространство между втулками заполняется насадкой. Внутренняя втулка регенератора используется как часть цилиндра вытеснителя. Из предварительной компоновки машины принимаем:

Высота регенератора: ……...………………………………………………………

Внутренний диаметр: ……….……………………………………………………

Мёртвый объём регенератора: ………………………………………………

Насадка: …….……………...…....…………………………………………… бронзовая сетка

0,05

Диаметр проволоки: …..……………………………………………………….

Диаметр ячейки: ………………………………………………………………...

Масса 1 м² сетки: …..……………………………………………………….

Материал:………………….…………………………………………….. фосфористая бронза

с

Шаг плетения сетки: ……….………………………………………………...