ٰw + b*to
де коефіцієнт b = 0,001 - аміак
Індикаторна потужність, кВт Nі = Nад/ŋі
Потужність втрачаєма на тертя
тер = Рі тер * Vn/1000*3600 кВт,
де Рі тер = 0,6 * 105 Па = 0,6 атм
експериментальне значення втрат тиску
Ефективна потужність, кВт Nе = Nі + Nтер
Приймаємо:
середню швидкість руху, Сm, м/с
число циліндрів, i, шт.
Діаметри циліндра, D = м,
де 1413 - коефіцієнт перерахунку
Прийнятий діаметр 65,6
Прийняте відношення y = S/D
Хід поршня, S, мм; S =ψD0
Число обертів вала компресора, об/хвил n=30*Cm/S
Об’єм, описуємий поршнем компресора
м3/годину Vn= (p*D2/4) * S * n* і *60
Об’ємна холодопродуктивність, кДж/м3 qv = qo/V1
Теоретичний середній індикаторний тиск, атм Рі тер = qυ/Ке
де 36,72 - коефіцієнт перерахунку кВт год в атм
Уточнення потужності електродвигуна
Індикаторна потужність компресора
і = Рі * Vn/36,72 = 6,47 *319/36,72= =56,02 кВт
Потужність на тертя, Nтер = Рі тер * Vn/36,72=
0,6 * 319/36,72 = 5,21 кВт
Ефективна потужність, Ne = Nі + Nтер= 56,02 +
5,21 = 61,23 кВт
По даним [5] вибираємо марку компресора:
стор. 87 таб. 10
АУ - 150 П, n = 960 об/хв., Vn = 528 м3/год,
Qo = 232600 кДж/год.
Вибір електродвигуна:, n, тип
електродвигун трьохфазний
А 280S6У3= 75 кВт n = 985 об/хв
Розрахунок і вибір конденсаторів.
Сумісний тепловий потік в конденсаторі, кДж/год
к = Nі + Qo= 432000 + 30,05 * 3600 = 540180 кДж/год
Середня різниця температур у конденсаторі
qсер = (Δtб - Δtм)/2,3* lg Δtб/Δtм= 4,7˚С
Коефіцієнт теплопередачі у системі - вода -
рідинний холодоагент
Ксер = 700-1000 вт/м²*k =2500-3600 кДж/м²годК=3500 кДж/м²год*k
Поверхня конденсатора м²
F = Qк/K * Δtср= 540180/3500 *
4,7 =32,83 м²
Витрати охолоджуючої води на конденсацію; м³/год
= QK/(Cw * (tw1 - tw2) ∙ 1000) =
540180/4,19 * 4 *1000 = 32,23 м³/год
В якості конденсатора вибираємо [5, ст. 139,141]
Горизонтальний кожухотрубний конденсатор 40 КТГ
поверхня - 40 м² діаметр - 600 мм
довжина - 4640 мм
штуцера: аміак - 100 мм вода - 25 мм
Розрахунок і вибір випаровувача
вип = 1,1 * Qо= 432000*1,1=475200 кДж/год
,1 - коефіцієнт, який враховує 10% втрати тепла в
навколишнім середовищі
Середня різниця температур у випаровувачі,
середня різниця температур
вип = (Δtб - Δtм)/2,3 * lg Δtб/Δtм
ΔtБ = tx1 - to
Δtм = tx2 - to
= -5 0С - температура холодоносія
(розчину хлористого кальцію) на вході у випаровувач;= -15 0С -
температура кипіння холодоагента;= -12 0С - температура холодоносія
на виході із випаровувача;
ΔtБ = -5 - (-15) =
+10 0С
Δtм = -12 - (-15) =
+3 0Сср = (10*3)/2,3 * lg (10/3) = 5,820С
Коефіцієнт теплопередачі кожухотрубчастих
випаровувачів
кДж/м2годК
аміак - розсіл
- 1000= 950
Теплопередаюча поверхня випаровувача; м2
= Qвип/(k * Qср) = 475200/950 * 5,82 = 85,9 м2
Кількість циркулюючого розсолу, кг/год
= Qвип/Cp*(tp1 - tp2) = 475200/2,8*7=24245 кг/год
Ср = 2,8 кДж/кг * k
В якості випаровувача вибираємо:
Кожухотрубний аміачний
випаровував 90 - КТ
поверхня - 90 м2
діаметр - 800 мм; довжина - 4670 мм
штуцера:
аміачний - 150 мм
рідинний - 125 мм
Розрахунок і вибір параметрів переохолоджувача.
Навантаження на переохолоджувач визначимо по
залежності [5.стр. 30]
пер = Т * ΔS
* G= 300 * 0,3 * 378,6 = 34074 кДж/год
T = Tcp = (25+3)/2+273 = 300 К
ΔS =
4,5 -
4,2 = 0,3 кДж/кг К
Коефіцієнт теплопередачі переохолоджувачів
[5.стр152]
k = 1600-2500 кДж/м2годК
Теплопередаюча поверхня
= Qпереохол./(k * Qcp) = 34074/2500 * 4,5 = 3,02
м2
ср = 30 - (-15) = 45 в аміачному 0С
Вибір переохолоджувача [5, ст. 150 - 153]
Теплообмінник фреоновий діаметр - 80 мм
Довжина - 640 мм
Витрати води на переохолоджувач
в=Qпер/Cв* b* (tв2 - tв1) =34074/4,19*1000*4=2,03
м3/год
в2 - tв1 = 4 С
Рідинний фреон переохолоджується за рахунок пари,
ідучої із випаровувача.
2.2 Гідравлічні розрахунки холодильної машини
Розрахунок і вибір параметрів насосів для
перекачування води і розсолу.
Вхідні данні:
діаметр трубо про воду для води dв=30 м;
довжина lв=50 м;
діаметр трубопроводу для розсолу dр= 20 мм;
довжина lр = 100 м;
витрати води Ww =32,23+2,02=34,25 м3/год
(0,0095 л/с)
витрати розсолу Gp =24245 кг/год
густина розсолу r = 1260 кг/год
Втрати тиску в системі подачі води
холодильний компресор термодинамічний
переохолоджувач
ΔР=ρgƯ2/2g*(l* l/d +∑ ξк) = 1000*9,81*(5,2)2 /2 * 9,81*
*(0,03*50/0,03 + 10) = 0,45* 106 Па =
0,875*106Па=4,46 атм
=37,13/0,785∙0,062∙3600=3,64
м/с;
де l = 0,03, ∑ ξ = 10 - сумісний коефіцієнт місцевих втрат
Потужність насосу, кВт= PW/1000=9 * 105
* 37,13/1000*3600 =9.28 кВт
Потужність електродвигуна, кВт
дв = N/ŋ= 9.28/0,836 = 11.1 кВт
Вибір насосу та електродвигуна [8, ст. 186; 7,
ст. 16]
Насос 4К8 N = 18кВт= 2900 об/хв.
Електродвигун
А 160 М243=18 кВт n = 2940 об/хв
Втрати тиску в системі подачі розсолу ΔP =6.38 аті
N =
ΔP*G/r=6,38*24245/1260*100*3600=3,4кВт
Вибираємо марку насоса та електродвигуна
Насос 4КМ8 N = 5 кВт
Ел. Двигун 4А 100L 243= 5 кВт n = 2900 об/хв.
2.3 Розрахунки на міцність
Визначення товщини стінки у тракті руху
холодильних агентів
= 100 мм = 0.10 м - діаметр трубопроводу
Рраб - робочий тиск збитковий, P = 11,3 аті
[σ] - допустима
напруга на розрив, [σ] = 138 мм/м2
Для створення більшої герметичності та надійності
приймаємо товщину стінки S = 2 мм
2.4 Вибір холодильного агрегату
Розраховані параметри обладнання та вибрані
окремі апарати холодильної машини при їх з’єднанні в агрегат, дадуть найкращі
експлуатаційні показники роботи машини. Однак на практиці дуже рідко
використовувачі холодильної техніки займаються питаннями виготовлення та
монтажу холодильних машин Більш доцільно закуповувати холодильні машини у
вигляді випускаємих готових холодильних агрегатів. В цьому випадку строки
монтажу і вводу в експлуатацію скоротяться в декілька разів. Однак при цьому
завжди виникають проблеми відповідності показників роботи агрегату проектним
даним. Виробляємі компресорні агрегати по багатьом основним показникам,
проведених конструкторсько-технологічних розрахунків, можуть забезпечити їх у
промисловому виробництві
Вхідні параметри для вибору холодильного агрегату
1
|
2
|
Теплова
потужність, Q0 Потужність електродвигуна, компресора, кВт
Показники холодильного циклу, t0; 0 С tк; 0С
Частота обертів електродвигуна компресора, об/хв. (об/с)
|
432000кДж/год
(120 кВт) 32 - 15 + 30 855
|
Параметри вибраного компресорного агрегату
Марка
вибраного компресорного агрегату
|
AУ -
200 - 2 - 2 компресорний агрегат R22
|
Основні
параметри експлуатації холодильного агрегату t0; 0 С
tк; 0 С Qo, кВт (тис. кДж/год) Потужність двигуна Марка компресора
Частота обертів, об/хв., (об/с) Витрати охолоджуючої води (в компресорі)
Габарити
|
- 15 +
25 175 (150) 75 П - 110 1482 м (24.7) 2 м3/год 2278 x 1095 x 1370
|
Місто
креслень компресорних агрегатів
|
[6,
стор. 101]
|
3. Основи експлуатації холодильних установок
Завдання експлуатації холодильних установок -
створення і підтримка нормативних температурно-режимів вологості в
охолоджуваних приміщеннях або забезпечення заданих технологічних процесів
виробництва при мінімальних витратах на виробництво холоду і за умови безпечної
та надійної роботи обладнанні
У завдання технічної експлуатації холодильної
установки входить її обслуговування - пуск, зупинка, регулювання режиму роботи,
який характеризується температурами кипіння, конденсації переохолодження
всмоктування і нагнітання підтримка заданого температурного режиму в
охолоджуваних об'єктах, подача у виробничі цехи, усунення несправностей у
роботі, проведення дрібного поточного ремонту обладнання, а також ведення
обліку роботи холодильної установки.
Неполадки в роботі холодильної установки
Важливу роль у цьому відіграє підготовка
обслуговуючого персоналу здатного керувати сучасним автоматизованим холодильним
устаткуванням.
Обслуговуючий персонал холодильної установки
повинен мати відповідну кваліфікацію і добре знати устаткування і правила його
експлуатації.
В компресорному цеху холодильного підприємства
вивішують інструкції, які визначають права, обов'язки механіка, машиніста,
помічника машиніста, електрика, механіка з автоматики, а також виробничі
інструкції з обслуговування всієї установки в цілому окремих її агрегатів і
елементів. Виробничі інструкції повинні містити короткий опис агрегату або
елемента установки і схему його приєднання до магістральних трубопроводах
порядок його обслуговування при автоматичному і ручному управлінні як при
нормальному режимі так і при відхиленні від нього послідовність виконання
операцій при пуску і зупинки заходи безпеки при обслуговуванні та ремонтін
заходи які слід приймати при аварійному перебуваючи, зокрема при прориві
робочого тіла в місцях порушення герметичності; порядок ремонту, огляду і
перевірки устаткування.
У діючі інструкції слід своєчасно вносити зміни,
пов'язані з удосконаленням н автоматизацією обладнання, а також зі зміною
правил безпеки. У процесі експлуатації можуть виникати різні неполадки в
результаті неправильного обслуговування, несправності компресора, апаратів,
приладів охолодження, а також зміни зовнішніх умов. Ці неполадки порушують
нормальну роботу установки і викликають відхилення від оптимального режиму.
Висновок
Проведені розрахунки обладнання холодильної
установки холодопродуктивністю 120 кВт. Для підвищення економічності
холодильної машини передбачена установка переохолоджувача холодильного агента.
Вибраний холодильний компресійний агрегат в цілому відповідає розрахунковим
показникам.
Список літератури
1. Розенфельд Л.М., Ткачов А.Г., Гуревич Е.С. Примеры и расчёты
холодильных машин и аппаратов. - М.: Госиздательство торговой литературы, 1960.
- 238 с.
. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильне и холодильне установки. -
М.: Энергия 1972. -320 с.
. Дытнерский Ю.И. Основне процессы и аппараты химической технологи
/ Пособие по проектированию. - М. Химия, 1983. - 272 с.
. Комаров Н.С. Справочник холодильника. - К.: Гостехиздат., 1953.
- 396 с.
. Кондрашова Н.Г., Лашутина Н.Г. Холодильно - компресорные машины
и установки. - М.: В.Ш., 1973. - 384 с.
. Быков А.В. (ред.). Холодильне машины / Справ очник. - М.: Легкая
и пищевая промышленность, 1982. - 223 с.
. Длоучкий В.В. (ред.). Ленинград: Машиностроение, 1982. - 383 с.
. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и
гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1982. 423 с.
. Бромлей М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки. М.,
1971 Доссат Р. Основы холодильной техники. М., 1984 Промышленная
теплоэнергетика и теплотехника. М., 1991
. Чумак И.П. и др. Холодильные установки. - К., г. Москва, 1981 г.
- 316 -318 с.