Назначение машины, описание ее состава и схема работы

Работа добавлена:



Если Вы нашли нужный Вам реферат или просто понравилась коллекция рефератов напишите о Нас в любой соц сети с помощью кнопок ниже





Назначение машины, описание ее состава и схема работы на http://mirrorref.ru

Назначениемашины, описание ее состава и схема работы

Видеальном цикле холодильных машин, цикле Карно, подвод теплоты от охлаждаемого объекта к хладагенту и отвод теплоты от него к окружающей среде происходит при постоянной температуре хладагента. Кроме того, целесообразно, с точки зрения удобства эксплуатации теплообменников, чтобы процессы теплообмена протекали при постоянном давлении. Это в большей мере достигается, если в качестве холодильного агента применять легкокипящие жидкости; тогда подвод и отвод теплоты будут происходить при фазовых превращениях холодильного агента (кипения и конденсации), протекающих при неизменной температуре и постоянном давлении.

На схеме машины цифрами 1,2,3,4 отмечано состояние холодильного агента в различных местах контура, соответствующее одноименным точкам в цикле.

Компрессор К засасывает холодные пары хладагента – легкокипящей жидкости – из испарителя И при давлении кипения ро  (точка1) и сжимает их адиабатически (линия 1-2) до давления нагнетания, теоретически равного давлению конденсации рк . При этом температура паров существенно возрастает. Сжатый пар хладагента (точка 2) поступает в конденсатор Кн, в котором при постоянном давлении рк  сначала охлаждается (снятие перегрева – линия 2-е), а затем конденсируется (линия е-3) при постоянной температуреtк  и том же давлении рк . Жидкий хладагент (точка 3) дросселируется (мнется) в регулирующем клапане РК (который так называется потому, что им регулируется подача жидкости в испаритель). Процесс дросселирования (линия 3-4) происходит при постоянной энтальпии (линияi3=i4 =const). В результате дросселирования давление понижается доpo, а температура доto , жидкость превращается во влажный пар – парожидкостную смесь (точка 4), т.е. при дросселировании часть жидкости превращается в сухой пар. Другая (основная) часть жидкого хладагента кипит (испаряется) в испарителе И при постоянном давлении рo и температуреto кипения (линия 4-1). Необходимая для этого процесса теплота отнимается от охлаждаемого объекта (от воздуха помещения, рассола и т.п.). Затем образовавшийся в испарителе пар засасывается компрессором, и цикл повторяется снова.

Парокомпрессорные холодильные машины отличаются высокой экономичностью (действительный эффективный холодильный коэффициент малых машинQo≤ 15кВт  и среднихQо=15-120кВт приtо= -30-0оС иtк=40-30оС составляет  εе=1,8-4,7), малыми габаритами и компактностью в сравнении с другими холодильными машинами. Поэтому они являются наиболее распространенными в стационарной и судовой практике.

Внешняя и внутренняя необратимость в цикле. Влияние регулирующего клапана.

Самым выгодным обратимым циклом для холодильных машин, обеспечивающих постоянную температуру охлаждения, является обратный цикл Карно. Для его осуществления необходимо, чтобы подвод теплоты в цикле происходил при температуре кипения хладагента, равной температуре охлаждаемого объекта, а отвод – при температуре конденсации хладагента, равной температуре окружающей среды.

Однако, соблюдение этих условий невозможно и нецелесообразно, т.к. для этого потребовались бы конденсаторы и испарители с бесконечно большими поверхностями теплообмена. Реальные процессы теплоотдачи происходят при конечных разностях температур. Потери из-за внешней необратимости в таком необратимом цикле вызваны конечными разностями температур. Значит, в необратимом цикле удельная хладопродуктивность  уменьшится, а затрачиваемая работа возрастет.

Внешняя необратимость еще более увеличивается в случае сжатия в компрессоре сухих паров, когда в конденсатор поступают перегретые пары.

Циклу парокомпрессорной машины присуща и внутренняя необратимость вследствие дросселирования холодильного агента в регулирующем клапане.

Процесс дросселирования жидкости в реальной машине идет по линии постоянной энтальпии, а не постоянной энтропии (адиабатически), что приводит  к уменьшению хладопродуктивности и увеличению затрачиваемой работы.

В процессе дросселирования полезной работы расширения рабочим телом не производится. Та работа, которую мог бы совершить хладагент в случае адиабатического расширения в детандере, при дросселировании усваивается хладагентом в виде теплоты и идет на дополнительное парообразование. Дроссельные потери тем меньше, чем меньше теплоемкость жидкости и меньше интервал температур кипения и конденсации. В действительности полезная работа детандера из-за ряда потерь будет весьма незначительна, а процесс расширения в нем окажется близким к процессу дросселирования.

Применение детандера в ПКХМ сопряжено со значительными конструктивными трудностями из-за малых размеров рабочего цилиндра и сложности устройства специального золотникового или клапанного механизма для отсечения впуска жидкости, выпуска парожидкостной смеси   т.п. Поэтому, учитывая, что действительный проигрыш в экономичности работы машины получается сравнительно небольшим, вместо детандера используют дроссельный (регулирующий) клапан, что упрощает холодильную машину.

Переохлаждение жидкого хладагента.

Потеря холодопроизводительности машины в результате замены детандера регулирующим клапаном в той или иной степени может быть компенсирована переохлаждением жидкого хладагента после конденсации. Процесс переохлаждения происходит при давленииpк. Вследствие переохлаждения жидкого холодильного агента после конденсации, перед регулирующим клапаном, энтальпия парожидкостной смеси, поступающей в И, оказывается меньше, чем без переохлаждения. Поэтому, каждый килограмм хладагента, испаряясь, отнимает больше теплоты от охлаждаемого объекта, составляющую прирост удельной холодопроизводительности.

Затрачиваемая на компрессор работа остается неизменной, т.к. состояние пара на входе и выходе не изменяется. Таким образом, холодильный коэффициент в цикле с переохлаждением жидкости возрастает.

Переохлаждение возможно потому, что поступающая в конденсатор забортная вода имеет более низкую температуру, чем температура конденсации. Однако в самом Кн, даже работающем по схеме противотока, существенного переохлаждения получить не удается, т.к. в нем находится хладагент в жидкой и паровой фазах одновременно.

Значительное переохлаждение, почти то температуры входящей охлаждающей воды, возможно в противоточном переохладителе, устанавливаемом после конденсатора, в котором жидкий хладагент движется полным сечением, т.е. отсутствует его паровая фаза.

В том случае, когда компрессор всасывает сухой или слегка перегретый пар, который после сжатия становится сильно перегретым, холодильная машина работает сухим ходом компрессора. Когда компрессор всасывает влажный пар, а в конце сжатия получается сухой насыщенный (или влажный, но не перегретый пар), то работа машины называется с влажным ходом компрессора.

Основное преимущество работы машины сухим ходом – высокое значение (выше, чем при работе влажным ходом) действительного холодильного коэффициента, и более благоприятные, безопасные условия работы компрессора, объем всасываемых свежих паров, т.е. подача компрессора увеличивается.

Хладон 502 (R502)

ХладагентR502 - азеотропная смесь (группа ХФУ), состоящая из компонентов:

R22(дифторхлорметан)-48,8%;

RФизические свойства хладона 502:

молекулярная масса хладагентаR502:111,62 г/моль;

температура кипения при атм. давлении: -45,6°С;

критическая температура: 82,16°С;

критическое давление 4,01 МПа;

критическая плотность: 571,8 кг/мЗ3Экологические характеристики хладона 502:

потенциал разрушения озона:ODP= 0,18...0,33;

потенциал глобального потепления:GWP= 4300...4510;

класс опасности: 4.

Хладон 502 невзрывоопасен, малотоксичен и химически инертен к металлам. РастворимостьR502 в маслах, коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации близки к соответствующим значениям дляR22.R502 малорастворим в воде. При контакте с пламенем и горячими поверхностями компоненты Хладон 502 разлагаются с образованием высокотоксичных продуктов. Объемная холодопроизводительностьR502 выше, а температура нагнетания ниже примерно на 20°С, чем уR22, что положительно сказывается на температуре обмотки электродвигателя при эксплуатации герметичных холодильных компрессоров

Расчет холодильного цикла и рабочих коэффициентов компрессора, выбор компрессора. Определение типовых нагрузок на конденсатор и испарителя.

        Определениетемпературы кипения

Определение температуры перегрева пара после испарителя

Определение температуры конденсации

Определение температуры жидкости после

1

2

3

4

Температура,

-20

-15

30

46

30

27

-20

Давление, бар

2,94

2,94

14,28

14,28

14,28

14,28

2,94

Энтальпия кДж/кг

338

342

358

372

237

232

232

Удельныйобъём м3/кг

0,060

Удельная массовая холодопроизводительность

=338-232=106 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность

=106/0,060=1766,6 кДж/м

Массовый расход хладагента

8/106=0,075 кг/с

Действительный объем паров, всасываемых компрессором

8/1766,6=0,005 м/с

Удельная работа сжатия в компрессоре

=372-342=30 кДж/кг

Удельная теплота, отводимая в конденсаторе

=372-232=140 кДж/кг

Теоретический холодильный коэффициент

=106/30=3,5

Изоэнтропийная мощность компрессора

,075=2,25 кВт

Тепло, отводимое в конденсаторе

=10,5 кВт

1

2

3

4

Температура,

-20

-15

35

52

35

32

-20

Давление, бар

2,94

2,94

16,07

16,07

16,07

16,07

2,94

Энтальпия кДж/кг

338

342

359

372

243

239

239

Удельныйобъём м3/кг

0,060

Удельная массовая холодопроизводительность

=338-239=99 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность

=99/0,060=1650 кДж/м

Массовый расход хладагента

8/99=0,081 кг/с

Действительный объем паров, всасываемых компрессором

8/1650=0,0048 м/с

Удельная работа сжатия в компрессоре

=372-342=30 кДж/кг

Удельная теплота, отводимая в конденсаторе

=372-239=133 кДж/кг

Теоретический холодильный коэффициент

=99/30=3,3

Изоэнтропийная мощность компрессора

,081=2,43 кВт

Тепло, отводимое в конденсаторе

=10,773 кВт

1

2

3

4

Температура,

-20

-15

40

58

40

35

-20

Давление, бар

2,94

2,94

17,5

17,5

17,5

17,5

2,94

Энтальпия кДж/кг

338

342

360

374

246,3

244

244

Удельныйобъём м3/кг

0,060

Удельная массовая холодопроизводительность

=338-244=94 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность

=94/0,060=1566,6 кДж/м

Массовый расход хладагента

8/94=0,085 кг/с

Действительный объем паров, всасываемых компрессором

8/1566,6=0,0051 м/с

Удельная работа сжатия в компрессоре

=374-342=32 кДж/кг

Удельная теплота, отводимая в конденсаторе

=374-244=130 кДж/кг

Теоретический холодильный коэффициент

=94/32=2,94

Изоэнтропийная мощность компрессора

,085=2,72 кВт

Тепло, отводимое в конденсаторе

=11,05 кВт

1

2

3

4

Температура,

-20

-15

45

64

45

42

-20

Давление, бар

2,94

2,94

19,28

19,28

19,28

19,28

2,94

Энтальпия кДж/кг

338

342

362

380

255

252

252

Удельныйобъём м3/кг

0,060

Удельная массовая холодопроизводительность

=338-252=86 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность

=86/0,060=1433,3 кДж/м

Массовый расход хладагента

8/86=0,093 кг/с

Действительный объем паров, всасываемых компрессором

8/1433,3=0,006 м/с

Удельная работа сжатия в компрессоре

=380-342=38 кДж/кг

Удельная теплота, отводимая в конденсаторе

=380-252=128 кДж/кг

Теоретический холодильный коэффициент

=86/38=2,26

Изоэнтропийная мощность компрессора

,093=3,534 кВт

Тепло, отводимое в конденсаторе

=11,904 кВт

Теперь перейдем к подбору компрессора.

Найдем степень повышения давления

По графику зависимости коэффициента подачи от степени повышения давления  находим  для компрессора типа ПБ (поршневой безсальниковый) и хладагента .

Определяем объем, описываемый поршнями компрессора

В соответствии с величиной объема, описываемого поршнями, из сортамента выбираем безсальниковыйV-образный компрессор с 4-мя цилиндрами, диаметр которых 67,5мм, а также: ход поршня - 50мм; частота вращения - 16 с-1; объем, описываемый поршнями – 1,15*10-2мз/с; длина – 710мм; ширина 540мм; высота – 510мм; масса 220кг; марка 4ПБ14.

Литература:

холодильные машины. - СПб.: Судостроение, 1994. - 504 с.: ил.

2. Загоруйко В.О., Голіков О.А. Суднова холодильная техніка. - К.: Наук. Думка

2002.-575 с.

Судостроение, 1986. - 256 с., ил.

Назначение машины, описание ее состава и схема работы на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Технологическая схема пылеугольной ТЭС. Элементы, назначение, особенности работы

2. Принципиальная тепловая схема энергоблока ТЭС и назначение ее элементов

3. Устройство защитного отключения (УЗО). Назначение, схема подключения

4. Назначение и типы КПП схема и принцип. Устройство 4-, 5-10- ступенчатых КПП

5. Тепловая схема ПГУ–КЭС с котлом утилизатором. Роль и назначение элементов

6. Назначение, состав, работа импульсной РЛС обнаружения и блок-схема

7. Схема электроснабжения предприятия, описание, схемы и ее характеристики, категория потребителя по надежности электроснабжения

8. Центр масс горной машины. Центр давления гусеничной машины. Давление на почву гусеничной машины, ядро сечения двухопорного гусеничного хода

9. Принципиальная тепловая схема кондисационного блока ТЭС. Характеристики. Назначение элементов

10. Схема управления и краткое описание процесса управления.