ХМ СОБРАНЫЕ. 1. Обратные термодинамические циклы, их внутренняя и внешняя необратимости

• Название: 1. Обратные термодинамические циклы, их внутренняя и внешняя необратимости
• Анкор: ХМ СОБРАНЫЕ
• Дата: 20.11.2022
• Размер: 2.41 Mb.
• Имя файла: ХМ СОБРАНЫЕ.doc
• Тип: Документы; #802347
• страница: 4 из 10

13Объемные и энергитические характеристики винтового компрессора.

Теоретическая объемная производительность компрессора:



Где -максимальный объем парной полости;

-коэффициент использования парной полости;

-количество парных полостей;

-частота вращения ведущего ротора.

Действительная объемная производительность компрессора определяется по формуле:

,

-коэффициент подачи, который можно определить по формуле:



Где -баластный холодильный агент в зазорах между ротором и корпусом.

-коэффициент, учитывающий утечки холодильного агента через неплотности.

-коэффициент, учитывающий балластное масло в зазорах.

- коэффициент, учитывающий утечки масла в зазорах.

-прочие объемные потери.

Диаграмма холодильной машины с винтовым компрессором



В компрессорах сухого сжатия процесс сжатия протекает по линии 1-2с (показатель политропы >1), в компрессорах маслозаполненных процесс сжатия протекает по линии 1-2м(показатель политропы <1),.

Процесс адиабатного сжатия 1-2а используется для расчета удельной работы компрессора.

т.2с находится по энтальпии и давлению конденсации :

,

где -индикаторный КПД.

т.2м находится по температуре и давлению конденсации.

Теплота, отведенная маслом в процессе сжатия: , Дж/кг.

Массовый расход холодильного агента:

Холодопроизводительность компрессора: , (Вт)

Удельная работа цикла:

Теоретическая мощность винтового компрессора: , Вт.

Индикаторная мощность компрессора:

В винтовых компрессорах

Эффективную мощность компрессора: , Вт

где -механический коэффициент полезного действия.

Электрическая мощность компрессора: Вт

Холодильный коэффициент:

эффективный холодильный коэффициент,

электрический холодильный коэффициент.

14 Ротационные пластинчатые холодильные КМ

Ротационные КМ относятся к КМ объемного принципа действия. Основными рабочими органами таких КМ явлются роторы. В ХМ нашли применение 2 конструкции: многопластинчатые и компрессоры с катящимся ротором (однопластинчатые).

Многопластинчатые ротационные КМ:КМ состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого расположен эксцентриковый ротор. В роторе по всему диаметру прорезаны пазы. В каждый паз вставлена пластина. В тихоходных КМ пластины прижимаются к корпусу цилиндра с помощью пружин, установленных в пазы. В быстроходных КМ пружины отсутствуют. В КМ отсутствуют всасывающие и нагнетательные клапаны. Вместо них имеются всасывающие и нагнетательные окна. При вращении ротора вокруг своей оси пластины прижимаются к цилиндрическому корпусу за счет действия центробежных сил инерции. Процесс всасывания начинается в тот момент, когда очередная пластина пройдет нижнюю кромку всасывающего окна. При дальнейшем вращении ротора объем ячейки увеличивается и она заполняется паром холодильного агента, т.е. происходит процесс всасывания. Процесс всасывания заканчивается тогда, когда пластина проходит верхнюю кромку всасвающего окна. При этом объем ячейки отсекается от всасывающего окна.

При дальнейшем вращении ротора, пластины начинают входить в пазы и объем ячейки уменьшаеся, т.е. начинается процесс сжатия. Процесс сжатия заканчивается тогда, когда пластина пройдет верхнюю кромку нагнетательного окна. При этом объем ячейки соединяется с нагнетательной полостью и начинается процесс нагнетания.

Процесс нагнетания заканчивается тогда, когда пластина пройдет нижнюю кромку нагнетательного окна.

Путь от нижней кромки нагнетательного окна до нижней кромки всасывающего окна называется холостым ходом компрессора. Оставшийся в ячейке пар холодильного агента , передавливается чкрез перепускную трубку в другую ячейку с меньшим давлением.

Теоретическая объемная производительность КМ: .

максимальный объем ячейки между пластинами; частота вращения ротора; количество ячеек;

Действительная объемная произ-ть:

коэффициент подачи КМ.

Массовая произ-ть КМ: .

Холодопроизводительность КМ: Вт.

- уд холод-ть. - уд объем всас-го пара;

Теоретическая мощность КМ: ,Вт

Индикаторная мощность: ,Вт

ходной патрубок второй секции, который также расположен в нижней части корпуса. Эффект-я мощность КМ: Вт.

Элек-ая мощность КМ: Вт мех КПД.

Эффективный хол-ый коэф для сальниковых КМ: ,

Электрический хол-ый коэф для бессальниковых КМ: ,

Ротационные КМ с катящимся ротором (однопластинчатые ротационные КМ) КМ состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого расположен эксцентриковый вал, на валу свободно насажен ротор.К ротору прижимается одна разделительная пластина с помощью пружины. Пластина перемещается в пазу корпуса. С одной стороны пластины расположено всасывающее окно без клапана, а с другой стороны нагнетательное окно с клапаном.

Эксцентриковый вал вращается вокруг оси цилиндра. При этом трение скольжения происходит между валом и внутренней поверхностью ротора. Наружная поверхность ротора катается по внутренней поверхности цилиндрического корпуса. К ротору постоянно прижимаетя разделительная пластина. Разделительная пластина делит внутренний объем корпуса на две серповидных полости: полость всасывания и полость нагнетания.

При расположении ротора в верхней части корпуса, пластина полностью задвинута. Весь объем корпуса соединен с окном всасывания,т.к нагнетательный клапан закрыт. При дальнейшем вращении вала, ротор прокатывается через всасывающее окно, полость всасывания начинает увеличиваться и заполняться паром холодильного агента через всасывающее окно, т.е в них происходит процесс всасывания. Одновременно с этим полость сжатия уменьшается. В ней давление возрастает, т.е происходит процесс сжатия. Процесс сжатия заканчивается тогда, когда давление увеличивается на до величины выше давления нагнетания . При этом нагнетательный клапан открывается и пар через нагнетательное окно выталкивается в нагнетательную полость, т.е начинается процесс нагнетания. Путь ротора от нагнетательного окна до всасывающего окна называется холостым ходом компрессора

Теоретическая объемная производительность КМ:

максимальный внутренний объем. , м

Далее расчет проводится аналогично.

Преимущества ротационных КМ 1.Простота конструкции, простота эксплуатации, хорошая уравновешенность. 2.Более высокое давление всасывания при одинаковой температуре кипения. 3.Более высокая надежность работы по сравненю с поршневыми КМ.

Недостатки ротационных КМ 1.Большая мощность трения. 2.Перетечки пара через торцевые зазоры. 3.Возможность набухания и заклинивания неметаллических пластин при влажном ходе КМ. 4.Пульсация потоков. 5.Большой износ пластин. 6.В многопластинчатых КМ постоянное внутреннее давление сжатия.


15 Ротационные холодильные компрессоры с катящимся ротором.

Используются в малых х/у (домашние, торговые и т.д.), часто герметичные.

КМ-ры состоят из цилиндрического корпуса, внутри которого эксцентрично расположен вал, на который свободно насажен ротор. К ротору пружиной прижимается разделительная пружина. С одной стороны пластины имеется всасывающее окно, с другой стороны – нагнетательное окно с нагнетательным клапаном.

Принцип действия: вал вращается вокруг оси корпуса против часовой стрелки. Между валом и внутренней поверхностью ротора имеет место трение скольжения, при этом наружная поверхность ротора катиться по внутренней поверхности корпуса (как колесо машины катиться по асфальту). Максимальный объем серповидной полости достигается в тот момент, когда пластина полностью задвинута в паз (когда ротор находится в верхнем положении), при этом весь объем серповидной полости соединен с всасывающем окном. При дальнейшем вращении вала ротор прокатывается по всасывающему окну. Серповидная полость с помощью пластины разделяется на две полости: полость всасывания и полость сжатия. При дальнейшем вращении вала объем полости всасывания увеличивается, она заполняется паром х/а через всасывающее окно, т.е. происходит процесс всасывания. В это же время объем полости сжатия уменьшается, т.к. нагнетательный клапан закрыт, то в полости сжатия повышается давление, т.е. происходит процесс сжатия. Процесс сжатия заканчивается тогда, когда в полости сжатия давление увеличивается несколько выше давления в нагнетательной полости, при этом нагнетательный клапан откроется и начнется процесс нагнетания (всасывания). Процесс нагнетания заканчивается тогда, когда ротор прокатится по нагнетательному окну, нагнетательный клапан закрывается. Путь от нагнетательного окна до всасывающего называется холостым ходом компрессора.

Преимущества: 1.Простота конструкции.

2.Более высокое давление всасывания при одинаковом давлении кипения в испарителе.

3.Хорошая уравновешенность конструкции (e небольшой)

4.Надежность работы при оптимальном режиме.

Недостатки: 1.Большой износ пластины (она из неметаллического материала)

2.Возможность набухания и заклинивания неметаллической пластины при влажном ходе компрессора.

3.Большие потери пара через неплотности.

4.Большая мощность трения между валом и ротором и между ротором и пластиной.

Расчет.

Теоретическая объемная производительность ротационного компрессора.

V_т = W₀ ∙ n , м³/с, где W₀ – максимальный объем серповидной полости.

W₀ = π l_р - π l_р = πl_р( - ),

где , - радиус цилиндра и ротора соответственно, l_р – длина ротра.

n – частота вращения ротра.

Действительная объемная производительность меньше теоретической на величину объемных потерь: V_д = V_т ∙ λ_n , м³/с.

λ – коэффициент падачи. В настоящее время нет уравнений, характеризующих зависимость коэффициента подачи от различных условий работы, поэтому при проетировании принимают экспериментаоьные значения коэффициента подачи действительного компрессора.( рисунок 1)

Массовая производительность: G_a = V_д/v_вс , кг/с.

Холодопроизводительность: Q₀ = q₀ ∙ G_a , Вт.

Энергетические показатели: N_т = l_сж ∙ G_a , Вт.




N_i = N_т/η_i , η_i находим по зависимости для действительных компрессоров (рисунок 2).

Эффективная мощность: N_e = N_i / η_м , Вт, η_м – механический к.п.д. (0,8-0,9), для каждого типа компрессора есть значение этого к.п.д.

N_эл = N_e / (η_эл ∙ η_пер) , Вт

Холодильный коэффициент:

ε_e = Q₀ / N_e – для сальниковых компрессоров,

ε_эл = Q₀ / N_эл – для бессальниковых и герметичных компрессоров.

16.Конструкц., принцип действия и безразмерные размеры центробежного холл. Км.

Основными рабочими органами турбокомпрессоров являются колеса. В них механическая энергия от лопаток передается пару холодильного агента. В зависимости от направления движения потока за рабочим колесом, компрессоры бывают осевые, вихревые, центробежные и др. Наибольшее распространение получили центробежные компрессоры.