146920 (Вагон вантажний рефрижераторної секції), страница 3

Відрізок а- f в мм на діаграмі дорівнює:

(5.6)

де аз - довжина відрізка на діаграмі, мм.

мм.

Перед повітроохолоджувачем також відбувається змішування повітря, яке надходить з вантажного приміщення з інфільтраційним повітрям.

До повітроохолоджувача повітря надходить більш теплим, ніж виходить з вантажного приміщення.

Точка d, з параметрами змішування повітря, яке надходить з вантажного приміщення з інфільтраційним повітрям на діаграмі знаходиться на лінії с-з.

Положення точки d визначається відрізком с- d в мм, яке знаходиться з відношення:

, (5.7)

де сз - довжина відрізка на діаграмі, мм.

мм.

З'єднуємо точки d та f прямою. Пряма d-f відображає процес охолодження повітря в повітроохолоджувачі.

Визначаємо корисну холодопродуктивність холодильної установки рефрижераторного вагона, Вт:

, (5.8)

де Id - ентальпія повітря на вході повітроохолоджувача, кДж/кг;

If - ентальпія повітря на виході з повітроохолоджувача, кДж/кг.

Вт.

Потужність вентилятора-циркулятора, Вт:

, (5.9)

де Н - гідравлічний опір системи охолоджений та повітропроводів, Н= 1500...2500 Па;

η_вент - ККД вентилятора, η_вент = 0,6...0.65;

ρ_С - середня густина повітря, кг/м³,

кг/м³,

Вт.

Теплонадходження у вантажне приміщення вагона від роботи вентилятора складає, Вт:

, (5.10)

Вт.

Максимальна холодопродуктивність холодильної установки рефрижераторного вагона, що споживається, Вт:

, (5.11)

Вт.

У рефрижераторному вагоні холодильна установка має дві самостійні холо-дильні машини. Кожна виробляє 75% максимальної холодопродуктивності, що споживається.

Холодопродуктивність однієї холодильної машини, Вт:

, (5.12)

Вт.

Температура кипіння рідкого холодоагенту у випарнику холодильної машини повинна бути нижчою за температуру повітря на вході у вантажне приміщення рефрижераторного вагона на 8... 10 °С.

, (5.13)

°С.

6 ПОБУДОВА В lg р-і ДІАГРАМІ ЦИКЛУ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ ТА ЙОГО РОЗРАХУНОК

Для побудови холодильного циклу визначаємо температурний режим циклу.

По температурі зовнішнього повітря t₃ визначаємо температуру конденсації холодоагенту t_к у повітряному конденсаторі. Температура конденсації t_к вище температури зовнішнього повітря t₃ на 8...12°С.

, (6.1)

°С.

За значеннями температури конденсації t_к = consі і температури кипіння t₀ = const по lg р-і діаграмі визначаємо тиск конденсації Р_к = соnst тиску кипіння Р₀ = соnst.

За знайденим значенням тиску конденсації Р_к = соnst і тиску кипіння Р₀ = соnst холодоагенту робимо перевірку на кількість ступеней стиску холодоагенту в холодильній машині.

При Р_к/ Р₀≥9 переходять до двоступінчастого стиску.

Р_к/ Р₀=1/0,18=5,56.

Для побудови характерних точок циклу холодильної машини в lg р-і діаграмі визначаємо:

• температуру всмоктування t_вс пари холодоагенту в компресор з урахуванням перегріву;

• температура переохолодження t_п рідкого холодоагенту перед дроселю-ванням.

Температура всмоктування пари холодоагенту в компресор t_вс на 15...30°С вище, температури кипіння t₀ холодоагенту у випарнику.

, (6.2)

°С.

Температура переохолодження рідкого холодоагенту перед дроселюванням t_п на 3...6 °С нижче температури конденсації t_к:

, (6.3)

°С.

По температурному режимі (t₀ , t_вс , t_к , t_п ) будуємо цикл холодильної машини в lg р-і діаграмі для холодоагенту і визначаємо значення параметрів холодоагенту в характерних точках циклу.

Рисунок 6.1 - Цикл холодильної машини в lg р-і діаграмі

Лінія (4-1) - ізотермічний і ізобарний процес кипіння холодоагенту у випарнику:

лінія (1-1') - ізобарний перегрів пари холодоагенту на всмоктуванні в компресор;

лінія (1'-2) - адіабатний процес стиску холодоагенту в компресорі;

лінія (2-2') - ізобарний процес охолодження перегрітої пари до сухої насиченої пари в конденсаторі;

лінія (2'-3) - ізотермічний і ізобарний процеси конденсації холодоагенту в

конденсаторі;

лінія (3-3') - ізобарний процес переохолодження рідкого холодоагенту перед дроселюванням;

лінія (3'-4) - ізоентальпний процес дроселювання рідкого холодоагенту.

Визначаємо параметри холодоагенту у характерних точках циклу та їх значення записуємо в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1

Параметри холодоагенту у характерних точках циклу

Таблиця 6.2

Розрахунок циклу холодильної машини

7 ВИЗНАЧЕННЯ ОБ'ЄМНИХ КОЕФІЦІЄНТІВ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕСОРА

Продуктивність компресора залежить від коефіцієнта подачі λ, який ви-значає об'ємні втрати дійсного компресора.

Коефіцієнт подачі компресора визначається добутком робочих коефіцієнтів:

, (7.1)

де λ_с - об'ємний коефіцієнт;

λ_др- коефіцієнт дроселювання;

λ_п - коефіцієнт підігріву;

λ_щ - коефіцієнт щільності.

Об'ємний коефіцієнт визначається за формулою:

, (7.2)

де С - відносна величина шкідливого простору компресора, С = 0,04...0,06;

m - показник політропи (для хладонових компресорів, т = 1).

.

Коефіцієнт дроселювання визначається за формулою:

, (7.3)

де ΔР₀ - депресії (зміни тиску) при всмоктуванні в компресор, ΔР₀ = 0.04 МПа;

ΔР_к - депресії на нагнітанні компресора, ΔР_к = 0,08 МПа.

.

Коефіцієнт підігріву визначається за формулою:

, (7.4)

де Т₀ , Т_к - температура кипіння та конденсації холодоагенту, К

°С, (7.5)

°С, (7.6)

К ,

К,

.

Коефіцієнт щільності визначається з умови λ_щ = 0,96...0.98.

λ =0,77·0,76·0,83·0,97=0,47.

8 РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПОРШНЕВОГО КОМПРЕСОРА (ДІАМЕТРА ЦИЛІНДРА ТА ХОДА ПОРШНЯ)

Дійсна продуктивність компресора визначається за формулою, м³/год:

, (8.1)

де - масовий видаток холодоагенту, кг/год;

- питомий об'єм пари холодоагенту при всмоктуванні в компресор, м³/кг.

м³/год.

Діаметр циліндра компресора визначаєтся за формулою, м:

, (8.2)

де λ - коефіцієнт подачі компресора;

D - діаметр циліндра, м;

S - хід поршня, м;

Z - кількість циліндрів компресора (Z = 2, 4, 8);

п - частота обертання вала компресора, об/хв. (n = 1000 ... 1500 об/хв).

- відношення ходу поршня до діаметра, ( = 0.7...0.9 - для компресорів рухомою складу);

м.

Визначаємо хід поршня, м:

, (8.3)

м.

За знайденими значеннями діаметра циліндра D та ходу поршня S визначаємо дійсну продуктивність компресора за формулою. м³/год:

, (8.4)

м³/год.

Дійсна продуктивність компресора V повинна дорівнювати або бути більшою хоподопродуктивності компресора V_1' .

9 ВИЗНАЧЕНИЙ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КОЕФІЦІЄНТІВ ТА ПОТУЖНОСТІ, ЩО СПОЖИВАЄТЬСЯ КОМПРЕСОРОМ

Енергетичні коефіцієнти компресора дозволяють визначити енергетичні втрати дійсного компресора.

Індикаторна потужність компресора, Вт

, (9.1)

де N_T - теоретична потужність компресора. Вт;

η_i - індикаторний ККД.

, (9.2)