Пример к задаче 3.
Определить часовой
расход охлаждающей воды
и поверхность
охлаждения
промежуточного охладителя для
двухступенчатого компрессора,
производительность которого
м3/мин,
начальное давление
МПа, конечное давление
МПа, показатель политропы сжатия п
= 1,25, начальная
температура воздуха
°С, коэффициент теплопередачи kт
= 52 Вт/(м2К).
Решение
Температура воздуха в конце сжатия согласно выражению для адиабатного процесса:
,
где z – число ступеней.
К
или
;
°C
Количество теплоты, отводимой при сжатии 1 кг воздуха в каждой ступени, определяется по формуле:
где
,
средняя изохорная теплоемкость воздуха
в интервале температур 0–200 °C;
– показатель
адиабаты (для воздуха
);
.
Следовательно,
количество теплоты, отводимой в
двухступенчатом компрессоре
Количество теплоты (Дж/кг), отводимой, в промежуточном или концевом охладителе от 1 кг воздуха:
где
– удельная теплоемкость воздуха при
постоянном давлении и температуре 0
200 °С,
–
начальная температура воздуха,
–
температура воздуха в конце сжатия,
тогда
Полное количество теплоты (Дж/кг), отводимой в компрессоре от 1 кг воздуха
.
Количество воды, необходимое для охлаждения 1 кг воздуха
где
– теплоемкость воды,
– разность
температур нагревшейся и поступающей
для охлаждения компрессора,
воды, ориентировочно
принимается равной
10…20
°С, т.е.
.
В числовом выражении
.
Часовой расход охлаждающей воды для всего компрессора
,
где
1,2
–
плотность всасываемого воздуха.
Подставив в формулу значения, получим
Расход воды на охлаждение 1 м3 всасываемого воздуха
Количество теплоты, отводимой в промежуточном или концевом охладителе в течение часа.
.
Средняя разность температур (°С) в охладителе между средними температурами сжатого воздуха и охлаждающей воды
.
°С.
Площадь (м2) поверхности охлаждения промежуточного или концевого охладителя
где
общий
коэффициент теплопередачи
1 м2
трубчатой системы охладителя при
разности температур по обе стороны
стенок трубок, равной одному градусу.
(
–
по условию задачи).
Площадь поверхности охлаждения должна быть принята на 10—15% больше расчетной.
Расчетная площадь поверхности охлаждения
.
Реально площадь поверхности охлаждения должна приниматься на 10…15 % больше расчетной.
Окончательно
ЗАДАЧА 4
Фреоновая холодильная
установка холодильной мощностью
,
кВт работает при температуре испарения
,
°C
и температуре конденсации перед
регулирующим вентилем
,
°C.
Определить массовый расход циркулирующего
фреона-12, холодильный коэффициент и
теоретическую мощность компрессора
установки, если энтальпия пара фреона-12
на выходе из компрессора
.
Пар из испарителя выходит сухим
насыщенным. Привести принципиальную
схему холодильной установки и ее цикл,
указав характерные точки и процессы.
Исходные данные в табл.4
Таблица 4
Номера вариантов исходных данных |
, кВт |
, °C |
, °C |
1 |
30 |
-5 |
10 |
2 |
35 |
-10 |
15 |
3 |
40 |
-15 |
20 |
4 |
45 |
-20 |
25 |
5 |
50 |
-25 |
30 |
6 |
55 |
-5 |
15 |
7 |
60 |
-10 |
20 |
8 |
65 |
-15 |
25 |
9 |
70 |
-20 |
30 |
10 |
75 |
-25 |
10 |
11 |
80 |
-5 |
15 |
12 |
85 |
-10 |
20 |
13 |
90 |
-15 |
25 |
14 |
95 |
-20 |
30 |
15 |
100 |
-25 |
10 |
16 |
105 |
-5 |
15 |
17 |
110 |
-10 |
20 |
18 |
115 |
-15 |
25 |
19 |
120 |
-20 |
30 |
20 |
125 |
-25 |
15 |
21 |
45 |
-5 |
20 |
22 |
50 |
-10 |
25 |
23 |
55 |
-15 |
30 |
24 |
60 |
-20 |
10 |
25 |
65 |
-25 |
20 |
26 |
70 |
-5 |
15 |
27 |
75 |
-10 |
25 |
28 |
80 |
-15 |
30 |
29 |
85 |
-20 |
25 |
30 |
90 |
-25 |
25 |