Тепловой расчет и подбор оборудования парокомпрессионной холодильной машины

• Название: Тепловой расчет и подбор оборудования парокомпрессионной холодильной машины
• Анкор: Dukhanin_Kursovaya
• Дата: 28.09.2022
• Размер: 2.26 Mb.
• Имя файла: Dukhanin_Kursovaya.docx
• Тип: Курсовая; #704034
• страница: 2 из 3

В качестве холодильного агента используется хладон – R502. Хладагент R502 (смесь дифторхлорметана и пентафторхлорэтана) – вещество без запаха и цвета. Был разработан в качестве замены хладагента R12. По техническим параметрам R502 несколько проигрывается R12, т.к. отличается более высоким давлением пара. Основное преимущество – экологическая безопасность. Хладагент R502 трудно воспламеняется, но может распадаться на токсичные продукты при контакте с открытым пламенем.

Практическая схема и рабочий цикл двухступенчатой ПКХМ, представлены на рис.7. Фреоновые двухступенчатые циклы, как правило, используют регенерацию теплоты. Переохлаждение жидкого фреона после конденсатора осуществляется в (процесс 6 – 7), за счет перегрева пара из испарителя (процесс 1’ – 1), аналогично с одноступенчатой фреоновой схемой. Роль промежуточного сосуда в данной схеме выполняет парожидкостной теплообменник ПЖТО, или экономайзер. В нем весь поток жидкого хладагента из РТО переохлаждается (процесс 7 – 8) за счет кипения (процесс 9 – 11) части (т₂ – т₁), отбираемой после ПЖТО в РВ1 для дросселирования до промежуточного давления (процесс 8 – 9).





Рис.7. Принципиальная схема и цикл двухступенчатой фреоновой ПКХМ


2.2. Расчет и подбор компрессоров
1) Температура кипения [2]:

;

2) Температура конденсации:

;

3) Отношение давлений ступеней:

;

4) Промежуточное давление:

;

5) Холодопроизводительность с учетом потерь:

;

6) Удельная массовая холодопроизводительность:

;

7) Удельная объемная холодопроизводительность:

;

8) Массовый расход хладагента в первой ступени:

;

9) Массовый расход хладагента во второй ступени:

;

10) Энтальпия точки 4:

;

11) Энтальпия точки 7:

;

Таблица 8

Параметры хладагента в точках

№	Параметры
	P, МПа	t°, C°	h, кДж/кг	v, м3/кг	Х
1	0,164	0	353	0,12	-
1’	0,164	-35	331	0,105	1
2	0,434	35	373	0,05	-
3	0,434	25	364	0,048	-
4	0,434	17,5	362	0,046	-
5	1,15	56	383	0,0181	-
6	1,15	25	229	-	0
7	1,15	8	209	-	-
8	1,15	-5	195	-	-
9	0,434	-9	195	0,0010	0,025
10	0,164	-35	195	0,02	0,18
11	0,434	-9	344	0,0405	1

12) Удельная работа сжатия в первом компрессоре:

;

13) Удельная работа сжатия во втором компрессоре:

;

14) Удельная тепловая нагрузка на конденсатор:

;

15) Удельная тепловая нагрузка на регенеративный теплообменник:

;

16) Удельная тепловая нагрузка на охладитель пара теплообменника после компрессора 1 ступени:



17) Удельная тепловая нагрузка на парожидкостной теплообменник:

;

18) Холодильный коэффициент теоретического цикла:

;

19) Объемная производительность первого компрессора:

;

20) Объемная производительность второго компрессора:

;

21) Отношение давлений в первой ступени:

;

22) Отношение давлений во второй ступени:

;

23) Коэффициент подачи λ принимаю равным 0,85 (1ст) и 0,83 (2 ст);

24) Теоретическая объемная производительность первой ступени:

;

25) Теоретическая объемная производительность второй ступени:

;

По теоретической объемной производительности выбирается для первой ступени компрессор ПБ80 в количестве 4 штук и один в резерв, а для второй ступени выбирается компрессор ПБ80 в количестве 2 штук.

Таблица 9

Технические характеристики компрессоров

Марка	Объем описываемый поршнями Vh, м3/с	Число цилиндров	Диаметр поршня × ход поршня, Dn × Sn, мм	Диаметр патрубков, мм		Масса, кг
				Ду,вс	Ду,нг
ПБ80	0,0578	8	76×66	80	70	375

Рис.8. Бескрейцкопфный прямоточный одноступенчатый компрессор ПБ80
Компрессор, ПБ80 предназначен для работы в составе холодильных установок различного назначения на аммиаке и хладоне.

Блок-картер чугунный, литой. Полость всасывания отделена от полости картера перегородкой, в которой имеются уравнительные отверстия, через которые проходит отсос газа из картера. Таким образом, в картере всегда поддерживается давление всасывания Р_ВС. При работе на хладоне через эти отверстия осуществляется возврат масла, уносимого паром при всасывании обратно в картер компрессора. Гильзы цилиндров – чугунные, литые, имеют два посадочных пояска, по которым они устанавливаются в блок-картер.

Коленчатый вал – стальной, штампованный, двухколенный, двухопорный. Для подачи масла на шатунные подшипники в валу имеются сверления. Коренные шейки вала размещены в подшипниках качения.

Шатуны – стальные, штампованные. Нижняя головка шатуна имеет косой разъем. В головке расположен тонкостенный биметаллический вкладыш с антифрикционным слоем из алюминиевого сплава.

Поршни – литые из алюминиевого сплава с двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Для уменьшения мертвого объема верхний горец поршня имеет специальную форму. Поршневой палец устанавливается в бобышках поршня с натягом. Поршневые кольца изготовлены из пластмассы (термостабилизированного капрона).

Сальник – двухсторонний пружинный, маслозаполненный. Торцевое уплотнение достигается парой трения сталь-графит. Уплотнение подвижных колец на валу происходит с помощью резиновых колец круглого сечения.

В картере компрессора размещены элементы системы смазки: маслонасос, фильтры, редукционный клапан.
26) Отношение теоретических объемных производительностей компрессоров первой и второй ступени, вычисленных и полученных после подбора:

;

27) Действительный массовый расход хладагента в первой ступени:

;

28) Действительный массовый расход хладагента во второй ступени:

;

29) Действительная холодопроизводительность ПКХМ:

;

30) Теоретическая изоэнтропная мощность первого компрессора:

;

31) Теоретическая изоэнтропная мощность второго компрессора:

;

32) Индикаторная (внутренняя) мощность первого компрессора:

;

33) Индикаторная (внутренняя) мощность второго компрессора:

;

34) Эффективная мощность первого компрессора:

;

35) Эффективная мощность второго компрессора:

;

36)Энергетическая мощность (потребляемая из сети) первого компрессора:

;

37)Энергетическая мощность (потребляемая из сети) второго компрессора:

;

38) Действительный холодильный коэффициент:

;
2.3. Расчет и подбор испарителя
1) Температура замерзания [2]:

;

2) Средний температурный напор:



на хладонах;

3) Коэффициент теплоотдачи:



;

4) Объемный расход раствора:

;



;

;

5) Суммарная площадь поверхности теплопередачи:

;

По суммарной площади теплоотдачи выбирается кожухотрубный испаритель ИТР-105.

Таблица 10

Технические характеристики испарителя

Марка	Площадь теплопередающей поверхности, м2	Габаритные размеры, мм		Число труб, птр	Число ходов, z
		Диаметр	Длина	237	4
ИТР-105	100	600	3700

Рис.10. Кожухотрубный горизонтальный хладоновый испаритель типа ИТР:

1 – левая крышка, 2 – трубная решетка, 3 – корпус испарителя, 4 – предохранительный клапан, 5 – указатель уровня жидкого фреона, 6 – моновакуумметр, 7 – кран для выпуска воздуха, 8 – кран для спуска воды из испарителя, 9 – жидкостной коллектор.

При промежуточном охлаждении (рассольное) хладагент кипит в межтрубном пространстве, а в самих трубах протекает хладоноситель. Хладоноситель проходя через испаритель, охлаждается и поступает в камеру охлаждения.

По температуре замерзания и температуре хладоносителя я так же принимаю хладоноситель – водный раствор хлористого кальция.
Таблица 11

Физические свойства

Плотность ρs, кг/м3, при +15°С	Содержание соли в растворе, %	Температура замерзания tзам, °С	Теплоемкость сs, кДж/кг*К
1267	27,95	-40	2,732

2.4. Расчет и побор конденсатора

1) Температура среды на выходе из конденсатора [2]: