125731 (Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т), страница 7

Если для камер №1 и №2 Q0км=71 кВт, а для камер №7 и №8 Q0 км= 74,2 кВт, то среднее (с запасом кВт) Q0км= 75 кВт.

7.1 Выбирается рабочий режим одноступенчатой холодильной установки для камеры хранения №1, №2 и №7, №8.

а) Температура кипения хладагента (R22) t0, известна из раздела «Тепловой расчет холодильника» и равна:

t0=tв-(7-10), 0С (7.1)

t0=3-10=-70C

б) Температура конденсации на 3-50С выше температуры воды, отходящей с конденсатора:

tк= tвд2 +(3-5), 0С (7.2)

где – температура воды выходящей из конденсатора равна +290С , т.к. это значение было найдено в разделе «Выбор расчетных параметров».

tк=29+3=320С

в) Температуру всасывания хладагента (R22) выбирается по формуле:

tвс= 15-250С (7.3)

tвс=180С

г) Холодопроизводительность (нагрузка на компрессор)

Q0км = 75 кВт

Режим работы: t0= -100С, tвс=+100С, tк=250С.

Строится цикл одноступенчатой холодильной машины в диаграмме i-lg P и находим параметры нужных точек.

l g , 3 2^I 2

к Па ₊₃₂

_{+ 18}

4 _{-7 1} 1^I

i ,

кДж/кг

Рис. 3 Цикл одноступенчатой холодильной машины

Значения параметров всех точек сводятся в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

Определяется:

1. Удельную массовую холодопроизводительность хладагента, кДж/кг

q0= i1-i4 , (7.1)

q0=601.5-540=61.5 кДж/кг

2. Действительную массу всасывающего пара, кг/с

mg =Q0 / q0 , (7.2)

mg = 75 / 61.5 = 1.22 кг/с

3. Действительную объемную подачу, м/с

Vд = mg *ύ (7.3)

Vд = 1,22 * 0,06 = 0.0732 м2/с

4. Индикаторный коэффициент подачи

λi = ((ρ0 – ▲ρвс ) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв ) / ρ0)) (7.4)

где с=5% - метровое пространство в компрессоре.

λi = (395-5)/395 – 0,05 ((1253+10) / 395 –- (395 – 5) / 395))= 0,877

5. Коэффициент невидимых потерь для непрямоточных компрессоров.

λw1 = T0 / (Тк + 26), (7.5)

где и - температура кипения и конденсации по Кельвину.

λw1 = 266,1 / (305,1 + 26) = 0,8

6. Определяется коэффициент подачи компрессора.

λ = λi*λw1 (7.6)

λ = 0.877 * 0.8 = 0.7

7. Теоретическая объемная подача, м3/с

Vт = Vд / λ (7.7)

Vт = 0.0732 / 0,7 = 0,104 м3/с

8. Удельная объемная холодопроизводительность в рабочих условиях, кДж /м3

qύ = q0 / ύ1 (7.8)

qύ = 61,5 / 0,06 = 1025 кДж /м3

9. Удельная объемная холодопроизводительность в стандартных условиях

qон = 0,98- 505 = 193 кДж /кг

qон = 193 / 0,004 = 2144 кДж /кг

10. Коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях

λн = λin * λwн (7.9)

λн = 0.84 * 0.8 = 0.672

11. Номинальная холодопроизводительность, кВт

Qон= Qо (qύн * λн) / (q0 * λ) (7.10)

Qон = 71 (2144*0,672) / (1277,3 * 0,7) = 115,2 кВт

12. Определяется адиабатная мощность, кВт

Na=mg (i2-i11) (7.11)

Na= 1.22 (755-719) = 44 кВт

13. Индикаторный коэффициент полезного действия

ήi= λw1+ bt0 (7.12)

где t0v - температура кипения,

в- эмпирический коэффициент для хладоновых машин и в= 0,0025.

ήi= 0,8 + 0,0025*(-7) = 0,78

14. Индикаторная мощность, кВт.

Ni= Na / ήi (7.13)

Ni= 44 / 0,78 = 56,4 кВт

15. Мощность трения, кВт

Nтр= Vт* ρтр (7.14)

где ρтр - удельное давление трения, кПа (для хладоновых непрямоточных машин = 19 - 34 кПа

Nтр= 0,104 * 30 = 3,12 кВт

16. Эффективная мощность, кВт

Ne= Ni + Nтр (7.15)

Ne=56.4 + 3.12 = 59.52 кВт

17. Мощность на валу двигателя

Nдв= Ne (1,1-1,12) / ήn (7.16)

где ήn - берется от 0,96-0,98

Nдв= (59.52 * 1.1) / 0.96 = 68.2

18. Эффективная удельная холодопроизводительность

Ее= Qо / Ne (7.17)

Ее= 75 / 59,52 = 1,26

19. Определяется тепловой поток в конденсаторе

Qк= mg (i2 – i3) (7.18)

Qк= 1.22 (755-540) = 262,3

Подбирается по таблице 5.4 (3). «Подбор одноступенчатого компрессора: 4-ре компрессора марки: ПБ-80 (поршневой без сальниковый работающий на R22 , на масле ХФ-22-24)

Технические характеристики ПБ-80:

Qо.н км = 84,9 кВт, Nэл=27,5 кВт, Vт=0,058 м3/с

Диаметр трубопроводов: Dу.вс = 80 мм, Dу.наг =70мм

Диаметр цилиндров76 мм, ход поршня 66 мм. Количество цилиндров у ПБ-80 – восемь.

Частота вращения вала 24,2 с-1 (1450 об/мин.).

Так как для камер хранения №3, №4 и камер хранения №5, №6 температуры кипения хладагента в приборах охлаждения (130) будет одинаковая (t0 = -100C), то нагрузку на компрессор для этих камер хранения преобразуется в среднее значение (с запасом кВт).

Если для камер №3 и №4 Q0км = 81кВт, а для камер №5 и №6 Q0км = 77кВт, то среднее для камер №5 и №6 Q0км = 81кВт

Выбирается рабочий режим первой холодильной установки для камер хранения №3, №4 и №5, №6.

а) Температура кипения хладагента (R22) t0 известна из раздела «тепловой расчет холодильника» а равна:

t0= tв – (7...10), 0С (7.19)

t0= 0-10 = -10 0С

1. Температура конденсации:

tк= tв2 + (3...5), 0С (7.20)

tк= 29 + 3 = 320 С

в) Температура всасывания t= -180С

г) Холодопроизводительность (нагрузка на компрессор)

Q0км=81 кВт

Строится цикл одноступенчатой холодильной машины в диаграмме i-lg P и находят параметры нужных точек.

l g , 3 2^I 2

к Па ₊₃₂

^{+ 18}

4 _-10 1 1^I

i ,

кДж/кг

Рис. 4 Цикл холодильной машины

Параметры тачек «заносим» в таблицу 7.2

Таблица 7.2

Определяется:

q0 = i1- i4 , кДж /кг (7.21)

q0 = 621,6 – 540 = 81,6 кДж /кг

mg= Q0 / q0 , кг (7.22)

mg= 81/ 81,6 = 0,99 кг/с

Vд= mg * ύ1 , м3/с (7.23)

Vд= 0,99 * 0,075 = 0,074 м3/с

λi = ((ρ0 – ▲ρвс ) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв ) / ρ0)) (7.24)

λi = ((355 – 5 ) / 355) – (0.05 ((1267 +10) / 355 – (355 - 5) / 355)) = 0,85

λw1 = T0 / (Tk +26) (7.25)

λw1 = 263,1 / (305,1 + 26) = 0,

λ= λi * λw1 (7.26)

λ= 0,85 * 0,8 = 0,68

Vт = Vд / λ , м3/с (7.27)

Vт = 0,074 / 0,68 = 0,11 м3/с

qύ = q0 * ύ1 , кДж /кг (7.28)

qύ = 81,6 / 0,075 = 1088 кДж/ м2

Na = mg (i2- i11) , кВт (7.29)

Na = 0,99 (756-719) = 36,63 кВт

10. КПД

ήi = λw1 +bt0. (7.30)

ήi = 0.8+0.0025*(-10)=0.775

Ni = Na / ήi , кВт (7.31)

Ni = 36,6 / 0,775 = 47,26 кВт

Nтр = Vт+qтр , кВт (7.32)

Nтр = 0,11*30=3,3 кВт

Nе = Ni + Nтр , кВт (7.33)

Nе =47,26+3,3 =50,56 кВт

Nдв= Nе (1,1 -1,12) / ήnё (7.34)

Nдв=(50,56 *1,1) / 0,96 = 58 кВт

Ее= Q0 /Ne (7.35)

Ee= 81 / 50,56 = 1,6

Qк= mg (i2-i3) (7.36)

Qк=0,99(756-540)=213,84 кВт

Подбирается по таблице 5.4 (3) « Подбор одноступенчатого компрессора» 4 компрессора марки: ПБ – 80 (поршневой бес сальниковый, работающий на R22 и на масле УФ22 – 24).

8 РАСЧЁТ И ПОДБОР ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

Аппараты бывают основные и вспомогательные. К основным относятся теплообменные: Конденсаторы, испарители, воздухоохладители.

Расчет теплообменных аппаратов сводится к определению площади теплообменной поверхности.

Конденсатор = теплообменный аппарат в котором происходит охлаждение и конденсация паров хладагента, в следствие отвода теплоты охлажденной водой или воздухом.

В расчете конденсаторов сначала определяется площадь теплопередающей поверхности и расхода воды с последующим выбором марки конденсатора и водяного насоса.

Для машин работающих на хладонах используют горизонтальные кожухотрубные конденсаторы с наружным оребрением труб.

Площадь теплопередающей поверхности находится по формуле:

F= Qк / k*Өm, м3 (8.1)

где Qк – тепловой поток в конденсаторе, Вт;

k – коэффициент теплопередачи, вычисляется по уравнения или принимается по таблице 24(1) , Вт/ (м2*К);

Өm – средний логарифмический температурный напор между хладагентами и теплоносителем.

Перед тем как найти площадь теплопередающей поверхности, найдем сначала по формуле:

Өm= (tw2-tw1) / 2,3lg (tk-tw1) / (tk-tw2) (8.2)

где tw1, tw2 и tk - температура воды на входе, выходе и температура конденсации даны в разделе «Выбор расчетных параметров»

Өm=(29-24) / 2,3 lg(32-24) / (32-29) = 5,120С

а) Из раздела «Расчет и подбор компрессора» для камер хранения №1, №2 и №7, №8 тепловой поток в конденсаторе определяется по формуле:

Qк = mg (I2- I3), кВт (8.3)

Qк =1,22 (755-540) = 262300 Вт

Площадь теплопередающей поверхности конденсатора для компрессоров на камеры №1,№2 и №7,№8:

F = 262300 / (500*5,12) = 102,46 м3

По таблице 20 (1) выбираются 4 конденсатора марки: КТР 65 с площадью теплопередающей поверхностью F= 62 м3 , длинна труб l=2м, диаметр D= 500 мм, число труб n=210, максимальная нагрузка 216 кВт. В конденсаторах применены медные накладные трубы диаметром 20*3 мл.

Определяется объемный расход воды на конденсатор по формуле:

Vв = Qк / (Сw*ρw*(tw2-tw1)), м3/с (8.4)

где Сw – теплоемкость воды (Сw =4,19 кДж / (кг*К));

ρw – плотность воды (ρw = 1000 кг/м3)

(tw2-tw1)= ▲ tвд – нагрев воды в конденсаторе, К.

Vв=262,3 /4,19*1000(29-24) = 0,012*102 м3/с,

Подбираются насосы не менее 4 , марки:

2к-20/30 с объемной подачей 0,84 м3/с напор 160 кПа, Nдв=4,3кВт, m=26кг.