РПЗ (Э4 Холодильный промышленный склад), страница 3
Описание файла
Файл "РПЗ" внутри архива находится в следующих папках: ВКР 8 семест, 1все пдфом, основа. PDF-файл из архива "Э4 Холодильный промышленный склад", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "дипломы и вкр" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 3 страницы из PDF
$ #*4+1*.. *&8'/$*4"-P"8*#&07*/ABOD:Q"1,#$-1*.$#(1RST@NOJIOUVJABID'-$"1,#$ 8&*/$!"#($RST@CCWWN:NUNJBIXYZ[IBO\UN<NJBO]ABWD'-$"1,#$ 1*!"#(:R$*.'$!&"3&$"1,#$&.%&'-01*.&*3$1'#"#$$1*!"#$^_`0102340567890446578205049 0 0766 76 367058 01023405678926702823003076604784698768881068 0207238804278688207601023405678928778562870526106 8!0446578 282054788!78"8!0584505678#8!78"00486708205678953"69!3670577!$%&'()*+,842658"88678940712054750055883524778!688872389802832610810670301385678034052626106778536823 #026786883"0 2105678# 23050456 872388 0 36688+,842658"8 86789 407 1 20547 00 28340550287!2366!5836700882870007209573277#8762370#052!70#+0670-.)/-.0'()*+2 19842658"0086789010234056789044657880395046+ &286077880102340567895040#5043!870701!04803468070+16578583001023405678843047866570+30056786005043!68842300664904678946578950102340567886077705040#740369+1657850428842658"0867884307208205677"4539670268+41023405678 04 46578 43 "86 5426558842658"086788713401762370 5848!060"7!460268# 2 878828760526256 "8 0789 5 5627! 265605677! 60"7!0487789!8507057067890 12346789224240 82486248217276224478643241842422341824264941276847684242221617744786432418446622 21 2 4 17824 6278!1 617478643244184786242"# $478643242418487317641786242722272%+7,"()*+78-..//00(12 &'2+7837832127832286242./0(23142874242741,(256./01314287424274178'772627448786242412222"241881848124)2(# $4786432424184827214318878167641786242722272%+27,+782+7897832127832286242':2817244181%"# 8731862426+7,"()*("2;*")"2));<,(<=87>6123242)4?8"@(.";0#(# A8272143186242698+27,("2;87B9242748!166844817C441!498!127898624222721431418434!976898:727244181%DEF01 235678279327560000368229739270!"0#11 $368279327%&'3566036(%576&)3*322&92+37627,)+79*%3572-*756723%75732.796)+5756723222029&-726827957238*5&%6+73%3/57722+01+7273,%627'77953201 23567827932723197976727'3)377577+32560000368229739270!"0#14197 97672 +5-57 577+3 6!32560!0070736822&9739270!"0#1877'9&83-'896529572-9793782:763; 9 532 32- 57 3276&275&9+3*9-<=1 $368279329&'777%&'3319767237'3)3776!326036>?976723+5-576!326!36==@2682799&-57238*5&%6+73%3=87%&'77'327'77953201 23567827932 7 560007368229739270!"0#1/896529572-9793782:763;953232573276&275&9+3*9-1 $368279329&'777%&'3 636AAB012345378952588528517843987891878224353393358527845571891!"#$%$&'()$$!"#*8238587384584+555855+*8738,-55+87383,.
8782+575835/0. 8143825934/. 8525323453+335478+55554526/. 383+382257387383+6883+583+873845754322533+35173783585,. 8 784933583 5784353 8738 98385833+3533233+358+138587148235383255343:4733251343336/. 8787385198843519;47887+8858583851872435858778487883239383535585<=4>?@4?@A4@AA4>AAA4?AAA4BAAA4CAAAD5E83333284373+2875783F>2G7@1234?=DH9>?>AA=IC=J><K;87387939482577883328324585324238548439358455641323833345538848784825489842LMMNOP012342567189826123425671849 86176427718668132645 7442463642767863864542!42168674857"8147841112342567186241131"131867!427718#17184145"46$724113414268%24"846$7426%622&'()*+*,,-./-0+,1012342567185762142268412742486113!2157622(6276824218(3++45+*/67+.870*91434238481626"14:42;#1:457422%362267488718;1%65781 (16521 (3 ++45+*/67+.87 0*91 3 7488718#24"15843574221"846$:;%362#656!24812%6963<=5931+-763<=5+-319>?@ABC?DE01"8455184751521257121862828629 356625"1824 424"13"26 24712157!%171425188"81478162"827543$:4125787247421145448352;428629 712145"12424546574861414427618"56817186F54"15631244576"13"212661861762"176747712157#2618"54"196747712157GH34712157!%17142518622431"56475 26"84551624"13"2126652671#342!428636!214424"13"21IJK02334564245772895777532435634324237 577 !"66#7 2$66%3"3&6"356'324746(3$6(356))*+*,,-./012034,.,25/67189,:,;7<358=70<8>,,,32<2>,,?3 "622375647(43 "35374246'@%36"66 636"A676B0!$24343C8!34(367"A677$2434&343 7(D&'%$675233456424577289BEEFE))G6&6%3"23247(%74&34"3A67H(647$627 433 "7H2"(4773(A&&4D"74&523345642457723I7JBEEKL 2367676243572H(643264D# "353742624666H2"(477M%6 (6767"353H(647$627'6(623N(23OJ57( 243245H(64324353PL 2 347354DH(6436(D#27246 5233456424577246'7$627 746357 7"389EF*+Q,,R26/522./012034,027246 65$62456'3(37(D3N3N6472"3(D%642SCF))SCF6532"( 6642!65%&5642!6N3747N3676"36A75646 "642 3532"( 667342424564!$43362"6$75645&23#"3A#6%3"2324D"7H2"(47724357H43 @636FT(N646N3#$7!34664'67(6773434&43N33N024356'(N64&2 6U75#422"3(7H@7& 7274647$627 2(3 !343367 66452"&U7XFWV27 (D46 "6457(6Z7(XFCW M"52(3 3 "62233523245(64C!YC(7435)[\]0233456424577289946724797899649792972363352493563667653433983742362239249359343274294637763765662459794679583332324377!"#$%&'()*(+,-+.+/0123.(45+6+7-5&'()*(+*1.+'35+/1$39796356989:;<6392635=3>783?649?783@645594>6"324793?649?7935536677723577AB9235339=363C267D562!933899649E:::3836D"929D4665366779>7333466762947596423=63=6979597D95647?7"&'()*(+*13/0,F1G6,G70+H,$I33=6392324"89:;97664399469>673335332395"J433996463333=6392324"KK077693=936346676"9DL637664=3>7D329567299397346?793=93334667MNOPQRA9"J436964634679D66@694677B952333577"S+0TU3230V2+7,-+./1W(XY 72335976232353>6>78724979332476647324Z[ 347466\66436223963=83732499575947L43392493=92476673433334729:]^37299]^437@64669432479685249356Z_[ 32=37353742724976966473243468`ab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
.1+0!(1$%D>????%D% I),"+2/('%D????%A% J(#!*('%>???%K% L'!3'-%%%),'1M%%!%%+*"+!)!%D?????%E% 7JH%%5???%>% N+&','(C:1!':OP+M%%+'"+:'+%KF???%Q% B/1M4!M%D5???%?% R'(,%Q?A?%% J+#.0,-2%%"+('!+1%D????%BC9%%':3%FKA?A?%%:""+',+M%%#!" #$S%%TUV90123235678258555653!"6!#5#89$90'3% 12323'3(% &356715758)5*6+57,-*6!#./!0,5%6061#+#26"7.3847.3852/60%85*8986,070 "%567 +57,%567:*61,2513331333;25<5"51" 3=332333385,253=1321332"(31331&333>0"13=333333;#(=1333865+575?9(=1333@ABCDEFGHIIJHKKLMFNEOJKK6+555(=3+57,89"9'(=(% =1333'(8=2(333567PQR012451678957722 1746778715742829555545167875479272 282!%"#$#$&'52459)(%$%&*54575!55)+"$$$,-712924516789(#)$$$&.77))+%%#%.77945167857722157/45))+%%#%012336787899:;<=;<>999?;99@AB><;?@C99DA<;?EFG@9H!282!I1551572767874721221952771175587J964571774511J9521!5)$K71771772!157/415$)L45$) L))+%%#%5))+%%#%4&71221242774579677875M92J22426171715!571222I1551I77725M51J521!87 2787I15501245167895I52772!195!4281529541+NOP12346728988832838292223823824!"#$%&'()*+,)&#-.%+183/8880388122382283/22998445688388831889231287/2328388832194:8321894:832189;327<2/3 =86>?3@84ABBBB183/28C9BBBB;946BBBBD8883888/238EHI46BBBBF4CI4GBBBBB34JC5<3831833/2823846BK88388EH3I46? LHI46?F46BBBBICC6BBB34JMNO0123456783673764368436# !4"$6%64&'6(36('4466(+, )*#$6%64&'6(36-7566537(+, !.*#/6(64*0 #1 )2& *3668-33836067024.001 7!.8!)150!264.05)02 45)!.)167 7+,8 +,15#!6&7524.96463466761:(6-3;6864< )=6668>4648436?@378'6567(6'667(633644(8&-3(6567(8573>&-353733A83(6-3'33-853''336'74383;.<3;3.<'36A3&2(66('446366!..762)..B3(367667336!0..766...2(66-7566537>60)..762...B3'3344(8C66(6!...76)...2(6'3866)..765...36664)..7606)..?D4(63'6(34(36>;3-33867368436EEF6378 96378 922 9122345966637892 229345!"#$%&'"()*4"+",-4+"'$.)3.7%7'&.+"5*,7 /"5*," 0+"+13"#$%$.!"#$%&23453"3"5$+'"4*"+"222225$.7''&73"#$%&222!"#$%&'"(*7)+3$('73268$3+",$''&7$+7*7'48+$$8+$$.&93"#$%'"$%()*4"+",4+"'$.):6(9345!"77+$%$."+3"+.73777+7'"+$''43$%4),04+$7'&934$$5$3$+9+$''&3"+3"+&"$%'"$%'4+$''43$%4),: 96+39<6(9345;+$''<$%<=>?0123456786!"#!$!"%!!%!!&'()*+"!!&,-!./$...0.!&'()*+1-!.!.&&,213!4!&!%!15&.&%!!.!1!"%!62"!4!6178912314531247894314354!"#$%&'(&$)*+,*-./012/30.4/356-789:!"#:(%&'(&:()*+,*-./012/30.4/356*;9$< %%! = %>! ?@A %B CD # E#@DF@GFHH#D #IDGJ#KKL#MH@#A@#N@O F @AHG PQ#MH@#HD #IO#@#R! PC#IN #@R # PC#ID GJ#D #AH@#R!:(STHUA@HFHMAFH#ID@G#DAHDF@DFG #IDAH@!SSS'"V=#H!LW=A#!BXX#OG# DN@#G#MH@# AH@ FHHY#H@ F#Y HH>@&XA!XAH@#O HAHDO A#H# FAOHZ#N"GF%@H[B"B#!=B>N BD\@HFAE#DFG # N F@GFHH#D AJD FD HH!]AHH@#OHAHDO#MH@#OA#H#!:([^Q#MH@#FHF -::!-$T3!-T(T3!-T(^3!-T(^_!-T(3! -'(^3! -:$T`a bcdefcdg*h 2::&ai&1/&$!2$T3&ai&2j&'!2T(T3&ai&2j&[! 2T(T3&ai&2j&[! 2T(^_&ai&1/&[!2'(^3&ai&1/&[!2'(^3&ai&1/&[!2&T(3&ai&1/&Sk-1a2.l123/0-1a121/_1mj.i1-'(:;f+dn;fc-*g-.m*-f+n-./_SXJD@GFHHDQGQ#NHMoXH##X"o$#!FoLH@hP=H>R!:(([pqr0123454675894424972422769749947644599944!"#454$0%%002&4'9442(42)9447497*2#49+,772&57979&2-2.769749947644599944!"#454$11/02 942)25'22&5795449977974+9401977741945427714,1!39444729&+2!4-3-( )5-37(10620072811920.2&7797+674,758940:7;<4.6*10622=00169>)+?6977&754419+6795+,771454675891+944>2062<6589947754574'599404947>&754'59940494749147469914@494417458+*44+64974A:467496597>2082B)(6186/1-657*'794497*7744497*24679709279482072B)(..772108CDEF806%!106G23454675897754942(497*494774194+?A:0620H2B)(020211./.79644947+6C(G2I+20/24 226J202/287%7B)(02021011679644947+6C(G27,7499*49482):7497*20%2B)(0.01%%HK57*9927*247481977169542979*2449574099277719549?97*4:249997*212&75+40954+944C&3KGH76972LMN012345610212819081525562!24"#"$2%&'0123456726901234567269 ! !"&' (#)*+, ')()*+, ')()'*+,$%&)#(*+, &)#(*+, &)#()#*+,&' (*+ &' (*+ &' (#)*+-.% &78M&!9./0123456'()=8! 9='!('=7 9=#9('=&:;< 8=2))4>?+24>?+24>?+30%%@0 )=#)=#))=&&9=! &=9&8=7'01.@<2AB&=87&=99&198C%.42% &#&&&'8)#$D1256'E1>52''8'&'!FGH'9)))&!&!!:2ABB2% )&1'''&')7!1(4I>5JK+1>5234L<>1!8->1M1!#1)#7)#! &)#(#*+,&' (#*+&79#8=&()=8#24>?+)=7)&=&=87&9''98#)&1)01234567269 !"# !"# !" # !"# !" $ !" !" $ %&' ! ! $ ! ! $-./$0()* (++ (+) () ,12334/'54/12334&'6( ( * ( 781'4/9/:;<!(69:1=7+ + +) >?@( () ( '4BCA460'-96(D** +* %9BBE*ПРИЛОЖЕНИИЕ ГВведениеНеобходимо рассчитать и спроектировать холодильный V-образныйдвухступенчатыйполугерметичныйпоршневойкомпрессор.Холодопроизводительность компрессора 21 кВт; температура кипенияладагента -25 °C; температура конденсации хладагента 45 °C; хладогентR507AХладагент R507A представляет собой смесь двух хладогентов: 50% R125,50% R143A.Расчет холодильного циклаИсходные данныеQ0 = 21 ⋅ kWt0 = −25 °CХолодопроизводительностьТемпература кипения хладогентаТемпература конденсации хладогентаtк = 45.02 °CZ = 2V-образный полугерметичныйЧисло ступенейИсполнениеПринимаетсяХолодильный циклЦикл с экономайзером∆Tи = 2KПерегрев в испарителеПерегрев на обмотках электродвигателяНедорекуперация в экономайзереПерегрев в экономайзереПереохлаждение в конденсаторе∆Tэд = 10.68K∆Tнед = 5K∆Tэк = 7K∆Tк = 3KПерегрев в патрубках∆Tпа = 5KОбщий перегрев после испарителя∆Tпи = 15.68KТепловой расчетПроизведен расчет компрессора для цикла с экономайзером.С помощью программного обеспечения CoolPropFluidProperties,встроенного в математический пакет Mathcad по заданным значениямтемператур определены необходимые значения давления всасывания Ιступении и давления нагнетания ΙΙ ступени.Все используемые далее в расчетах значения удельной энтальпии,температуры, давления, удельного объема, и энтропии были найденны спомощью данной программы.Давление всасывания первой ступени и давление нагнетания второй ступени.pвсΙ = 2.5982 ⋅ barpнΙΙ = 21.0439 ⋅ barОбщее отношение давлений нагнетания и всасывания компрессораε =pнΙΙpвсΙ6=2.104 × 10 ⋅ Pa= 8.09952.598 × 10 ⋅ PaИз соображения эффективности сжатиепроводим в две ступениZ = 2Теоретическое отношение давлений в ступеняхε* =Zε =28.099 = 2.846Принято отношения давлений всасывания и нагнетания в первой и во второйступеняхεΙ = ε* = 2.846εΙΙ =ε8.099== 2.846εΙ2.846Номинальное давление всасывания второй ступени5pm = pвсΙ ⋅ εΙ = 2.6 × 10 ⋅ Pa ⋅ 2.85 = 7.39 ⋅ barУдельная массовая холодопроизводительность цикла5q0 = h1' − h7' = 1.257 × 10 ⋅JkgМассовый расход хладагентаДля внешнего контура охлажденияQ0kgGaΙ == 0.167 ⋅sq0GaΙ = 10.021 ⋅kgminРасход хладагента сжимаемого на второй ступени находится через уравнениетеплового баланса для экономайзераGaΙΙ ⋅ h6 = GaΙ ⋅ h7 + ( GaΙΙ − GaΙ) ⋅ h45∆h47 = h4 − h7 = 1.47 × 10 ⋅h4 − h7h4 − h6Jkg5∆h46 = h4 − h6 = 1.09 × 10 ⋅GaΙΙGaΙΙ = GaΙ ⋅Jkg∆h470.226 ⋅ kg= GaΙ ⋅=∆h46sGaΙΙ = 13.5616 ⋅kgminСостояние рабочего вещества в точке 3 определяется из уравнения смешениярабочего вещества, идущего из эконоайзера и из первой ступениGaΙΙ ⋅ h3 = GaΙ ⋅ h2s + ( GaΙΙ − GaΙ) ⋅ h4h3 = h4 +GaΙJkg⋅ ( h2s − h4) = 3.83 × 10 ⋅5GaΙΙОбъемная подача компрессораVeΙ = GaΙ ⋅ v1 = 0.17 ⋅ kg ⋅ s−1−1⋅ 0.08 ⋅ kg3m⋅ m = 0.01 ⋅s33mVeΙ = 0.8043 ⋅minVeΙΙ0.23 ⋅ kg−13−3 m= GaΙΙ ⋅ v3 =⋅ 0.03 ⋅ kg ⋅ m = 6.59 × 10 ⋅ss3mVeΙΙ = 0.3953 ⋅minНахождение коэфициента подачи:Зададим среднюю скорость поршняCm = 23Потери на всасывании и нагнетании:−3ρR507 = 12.4587 kg ⋅ mρair = 3.4118 kg ⋅ mk =−3Cp1Cv1= 1.16022 Cm ⋅ ρR507 = 0.041δвс1 = 0.3 ⋅⋅ 0.25 3.55 ρair pвс2.662 Cm ⋅ ρR507 = 0.0315δвс2 = 0.3 ⋅⋅ 0.25 3.55 ρair pm2.662 Cm ⋅ ρR507 = 0.0315δн1 = 0.3 ⋅⋅ 0.25 3.55 ρair pm2.662 Cm ⋅ ρR507 = 0.0243δн2 = 0.3 ⋅⋅ 0.25 3.55 ρair pн2.66pвсΙ = pвсΙ ⋅ ( 1 − δвс1) = 2.4918 ⋅ barpнΙ = pm ⋅ ( 1 + δн1 ) = 7.6276 ⋅ barpвсΙΙ = pm ⋅ ( 1 − δвс2) = 7.1611 ⋅ barpнΙΙ = pнΙΙ ⋅ ( 1 + δн2 ) = 21.5549 ⋅ barπΙ =pнΙpвсΙ= 3.0611πΙΙ =pнΙΙpвсΙΙ= 3.01Подсчет коэффициента объемной подачи:Коэффициент адиабатыАΙ = 0.62АΙΙ = АΙmΙ = 1 + АΙ ⋅ ( k − 1) = 1 + 0.62 ⋅ ( 1.1602 − 1) = 1.0993mΙΙ = 1 + АΙΙ ⋅ ( k − 1) = 1 + 0.62 ⋅ ( 1.1602 − 1) = 1.0993Коэффициенты относительного мертвого объемаamI = 0.07amII = 0.07 1 mΙ λoI = 1 − amI ⋅ πΙ − 1 = 0.87631 mΙΙ λoII = 1 − amII ⋅ πΙΙ− 1 = 0.8793Подсчет термического коэффициента подачи:λтI = 1 − 0.01 ⋅ ( πΙ − 1) = 0.9794λтII = 1 − 0.01 ⋅ ( πΙΙ − 1) = 0.9799()()Подсчет коэффициента подачи при дросселировании:λдрI = 1 − δвс1 = 0.959λдрII = 1 − δвс2 = 0.9685Подсчет коэффициента подачи на утечки:Потери на клапанПотери на поршеньνк = 0.025νп = 0.04Потери на штокиνштI = 0.0010.7 ⋅ πΙ + 1 = 1.7728 × 10−3νштII = 0Газовые постоянные для R507а и воздухаR0 = 8.3144598Jmol K− 3 kgMR507 = 98.86 ⋅ 10R0RR507 =MR507− 3 kgMair = 29.98 ⋅ 10molJkg ⋅ K= 84.1034 ⋅Rair =RR507λутI = 1 − ( νк + νп + νштI) ⋅RairλутII = 1 − ( νк + νп + νштII) ⋅R0Mairmol= 277.3335 ⋅Jkg ⋅ K= 0.96323RR507= 0.96421RairПодсчет коэффициента подачи по ступеням:λΙ = λoI ⋅ λтI ⋅ λдрI ⋅ λутI ⋅ λутII = 0.7645λΙΙ = λoII ⋅ λтII ⋅ λдрII ⋅ λутII = 0.8045Определение геометрических размеров рабочих полостейОписанный объем3 −13VeΙ0.013 ⋅ m ⋅ smVhΙ === 0.018λΙ0.764sVhΙΙ−3−133VhΙ36.588 × 10 ⋅ m ⋅ s−3m=== 8.189 × 10λΙΙ0.805sОтношение объемов, описываемых поршнямиφ =VeΙΙVhΙVhΙΙ3=0.0175 ⋅ m ⋅ s−38.1889 × 10−13⋅m ⋅s−1= 2.1414m= 1.0521 ⋅min3VhΙΙm= 0.4913 ⋅minЗададимся асинхронной частотой электродвигателя и средней скоростью поршня1mn = 1450Cm = 2minsПримем число цилиндров для первой и второй ступениzΙ = 4 zΙΙ = 2Так как описанный объем определяется по формулеπ2VhΙ = ⋅ DΙ ⋅ zΙ ⋅ ShΙ ⋅ n4π2VhΙΙ = ⋅ DΙΙ ⋅ zΙΙ ⋅ ShΙΙ ⋅ n4Отсюда диаметр цилиндров первой ступени:DΙ =8 ⋅ VhΙπ ⋅ Cm ⋅ z Ι3−18 ⋅ 0.0175 ⋅ m ⋅ smπ⋅2⋅ ⋅4s== 0.0747 mЗначение диаметра округляем до ближайшего стандартного диаметра цилиндрапо ГОСТ 9515-81Таким образом принимаем DΙ* = 0.075 mХод поршня первой ступени:VhΙ ⋅ 4ShΙ == 0.0411 m2π ⋅ DΙ* ⋅ zΙ ⋅ nПринимаем ShΙ* = 0.04mУточняем значение среней скорости поршня3Cm* = 2 ⋅ ShΙ* ⋅ n = 2 ⋅ 0.04 ⋅ m ⋅ 1.45 × 10 ⋅1m= 1.9333 ⋅minsДиаметр цилиндров второй ступени:DΙΙ =8 ⋅ VhΙΙπ ⋅ Cm* ⋅ zΙΙ−3=8 ⋅ 8.1889 × 103⋅m ⋅sπ ⋅ 1.9333 ⋅ m ⋅ s−1−1= 0.0734 m⋅2Значение диаметра округляем до ближайшего стандартного диаметра цилиндрапо ГОСТ 9515-81Таким образом примем DΙΙ* = 0.075 mХод поршня:VhΙΙ ⋅ 4ShΙΙ == 0.03835 m2π ⋅ DΙΙ* ⋅ zΙΙ ⋅ nПринимаем ShΙΙ* = 0.04 mПроверяем приведенный ход поршняShΙ*ψΙ == 0.53DΙ*ψΙΙ =ShΙΙ*= 0.533DΙΙ*-удовлетворяет требованиямУточненный описанный объём3VhΙ*3mπ2=⋅ DΙ* ⋅ zΙ ⋅ ShΙ* ⋅ n = 0.02 ⋅4sVhΙ*m= 1.0249 ⋅min3VhΙΙ*3π2−3 m=⋅ DΙΙ* ⋅ zΙΙ ⋅ ShΙΙ* ⋅ n = 8.54 × 10 ⋅4sm= 0.5125 ⋅minVhΙΙ*Проверка погрешности уточнения описанного объемаVhΙ* − VhΙVhΙVhΙΙ* − VhΙΙ⋅ 100 = −2.58 < 5%⋅ 100 = 4.3VhΙΙ< 5%Косвенная динамическая характеристика21 m23ShΙ* ⋅ ( n) = 0.04 ⋅ m ⋅ 1.45 × 10 ⋅ = 23.3611 ⋅ 2 < 70 м/ сmin s221 mShΙΙ* ⋅ ( n) = 0.04 ⋅ m ⋅ 1450 ⋅ = 23.361 ⋅ 2min s2< 70 м/ с2Уточнение давления для последующих вычислений:pm = pm ⋅pвсΙΙVhΙ* ⋅ VhΙΙ= 6.9062 ⋅ barVhΙΙ* ⋅ VhΙ= pm ⋅ ( 1 − δвс2) = 6.6883 ⋅ barπI =pнΙpвсΙ= 2.859pнΙ = pm ⋅ ( 1 + δн1 ) = 7.124 ⋅ barπII =pнΙΙpвсΙΙ= 3.2228Энергетические характеристики компрессораИзоэнтропная работа сжатия52−2lsΙ = h2s − h1 = 3.864 × 10 ⋅ m ⋅ s52lsΙΙ = h5s − h3 = 4.051 × 10 ⋅ m ⋅ s52− 3.639 × 10 ⋅ m ⋅ s−252−2− 3.826 × 10 ⋅ m ⋅ s−24= 2.25 × 10 ⋅4Jkg= 2.246 × 10 ⋅JkgИзоэнтропная мощность42NsΙ = lsΙ ⋅ GaΙ = 2.25 × 10 ⋅ m ⋅ s4−22⋅ 0.17 ⋅ kg ⋅ s− 2 0.23 ⋅ kgNsΙΙ = lsΙΙ ⋅ GaΙΙ = 2.25 × 10 ⋅ m ⋅ s⋅s−1= 3.76 ⋅ kW= 5.08 ⋅ kWУточненная холодопроизводительностьQ0* = Q0 ⋅VhΙ*VhΙ= 21 ⋅ kW ⋅3−13−10.017 ⋅ m ⋅ s0.018 ⋅ m ⋅ s= 20.457 ⋅ kWУточненный массовый расход−33 −1VhΙΙ*0.23 ⋅ kg 8.54 × 10 ⋅ m ⋅ skgGaΙΙ* = GaΙΙ ⋅=⋅= 0.24 ⋅−33 −1ssVhΙΙ8.19 × 10 ⋅ m ⋅ sПроверка погрешности вычесленных величин4Q0* − Q02.046 × 10 ⋅ W − 21 ⋅ kW⋅ 100 =⋅ 100 = −2.584 < 5%Q021 ⋅ kWGaΙΙ* − GaΙΙGaΙΙ0.236 ⋅ kg ⋅ s⋅ 100 =−1−0.226 ⋅ kgs0.226⋅kgsУточненный массовый расход хладагента4Q0*2.046 × 10 ⋅ WkgGaΙ* === 0.163 ⋅52 −2q0s1.257 × 10 ⋅ m ⋅ s⋅ 100 = 4.302< 5%GaΙ* = 9.7616 ⋅Уточненная изоэнтропная мощность3 −1VhΙ*0.017 ⋅ m ⋅ s3NsΙ* = NsΙ ⋅= 3.758 × 10 ⋅ W ⋅= 3.661 ⋅ kW3 −1VhΙ0.018 ⋅ m ⋅ s−33 −1VhΙΙ*8.541 × 10 ⋅ m ⋅ s3NsΙΙ* = NsΙΙ ⋅= 5.077 × 10 ⋅ W ⋅= 5.296 ⋅ kW−33 −1VhΙΙ8.189 × 10 ⋅ m ⋅ sИндикаторный КПДКоэффициенты возврата мощности:1 nΙ ΘI = 1 − amI ⋅ ( πI) − 1 = 0.89041nΙΙΘII = 1 − amII ⋅ ( πII)− 1 = 0.8605kgminИндикаторные мощности nΙ−1 nΙnΙNiΙ = pвсΙ ⋅ VhΙ* ⋅ ΘI ⋅⋅ ( πI)− 1 = 4.205 ⋅ kWnΙ − 1nΙΙ−1nΙΙnΙΙNiΙΙ = pm ⋅ VhΙΙ* ⋅ ΘII ⋅⋅ ( πII)− 1 = 6.166 ⋅ kWn −1ΙΙηiΙ =NsΙ*NiΙηiΙΙ == 0.8706NsΙΙ*(87.1%)= 0.8589NiΙΙ(85.9%)Полная индикаторная мощностьNi = NiΙ + NiΙΙ = 10.3712 ⋅ kWПредварительный выбор электродвигателяЗададимся эквивалентным давлением трения для ступеней :33pтр1 = 35 ⋅ 10 Papтр2 = 45 ⋅ 10 PaМощность трения33NтрΙ = pтр1 ⋅ VhΙ* = 35 ⋅ 10 ⋅ Pa ⋅ 0.0171 ⋅ m ⋅ s−1−33NтрΙΙ = pтр2 ⋅ VhΙΙ* = 45 ⋅ 10 ⋅ Pa ⋅ 8.5412 × 10= 0.5979 ⋅ kW3⋅m ⋅s−1= 0.3844 ⋅ kWЭффективная мощность3NeΙ = NiΙ + NтрΙ = 4.2052 × 10 ⋅ W + 597.8844 ⋅ W = 4.8031 ⋅ kW3NeΙΙ = NiΙΙ + NтрΙΙ = 6.166 × 10 ⋅ W + 384.3542 ⋅ W = 6.5504 ⋅ kW33Ne = NeΙ + NeΙΙ = 4.8031 × 10 ⋅ W + 6.5504 × 10 ⋅ W = 11.3534 ⋅ kWМеханический КПДηмехΙ =ηмехΙΙ =NiΙNeΙ3=NiΙΙNeΙΙ4.2052 × 10 ⋅ W3= 0.8755(87.6%)4.8031 × 10 ⋅ W3=6.166 × 10 ⋅ W36.5504 × 10 ⋅ W= 0.9413(94.1%)Мощность электродвигателяNдв = 1.2 ⋅ Ne = 13.6241 ⋅ kWИзотермический КПДNиз = pвсΙ ⋅ VeΙ ⋅ ln ( πII) +ηиз =⋅ ln ( πII) = 8.0544 ⋅ kWt3 °CKt1 °CKNиз= 0.7094Ne(70.9%)Работа сжатия3NiΙ4.205 × 10 ⋅ W4 JlΙ === 2.585 × 10 ⋅−1kgGaΙ*0.163 ⋅ kg ⋅ slΙΙ =NiΙΙGaΙΙ*3=6.166 × 10 ⋅ W4= 2.615 × 10 ⋅−10.236 ⋅ kg ⋅ sJkgЭнтальпия точек 2 и 5 окончаний политропного процесса сжатияJkg52 −242 −25 J= 3.826 × 10 ⋅ m ⋅ s + 2.615 × 10 ⋅ m ⋅ s = 4.088 × 10 ⋅kg52h2 = h1 + lΙ = 3.639 × 10 ⋅ m ⋅ sh5 = h3 + lΙΙ−242+ 2.585 × 10 ⋅ m ⋅ s−25= 3.898 × 10 ⋅Предварительные температуры нагнетания первой и второй ступени:T2 = 29.99 °CT5 = 68.95 °CУточнениеТеоретическое отношение давлений в ступеняхε* =Zε =28.099 = 2.846Принимаем отношения давлений всасывания и нагнетания в первой и вовторой ступеняхε8.099εΙ = ε* = 2.846εΙΙ === 2.846εΙ2.846Удельная массовая холодопроизводительность цикла52−2q0 = h1' − h7' = 3.504 × 10 ⋅ m ⋅ s52− 2.247 × 10 ⋅ m ⋅ s−25= 1.257 × 10 ⋅JkgМассовый расход хладагента для первой ступениGaΙ =Q0q0= 0.167 ⋅kgsGaΙ = 10.021 ⋅kgminПересчет расхода во второй ступениh4 − h7GaΙΙ = GaΙ ⋅h4 − h6Jkg52 −252 −25 J∆h46 = h4 − h6 = 3.72 × 10 ⋅ m ⋅ s − 2.63 × 10 ⋅ m ⋅ s = 1.09 × 10 ⋅kg52∆h47 = h4 − h7 = 3.72 × 10 ⋅ m ⋅ s−2522−2− 2.25 × 10 ⋅ m ⋅ s5−25= 1.47 × 10 ⋅kg∆h47− 1 1.47 × 10 ⋅ m ⋅ sGaΙΙ = GaΙ ⋅= 0.17 ⋅ kg ⋅ s ⋅= 0.23 ⋅52 −2s∆h461.09 × 10 ⋅ m ⋅ skgGaΙΙ = 13.5616 ⋅minСостояние рабочего вещества в точке 3 определяется из уравнения смешениярабочего вещества, идущего из эконоайзера и из первой ступениGaΙΙ ⋅ h4 = GaΙ ⋅ h2 + ( GaΙΙ − GaΙ) ⋅ h4h3 = h4 +GaΙ⋅ ( h2 − h4) = 3.85 × 10 ⋅5GaΙΙОбъемная подача компрессораVeΙ = GaΙ ⋅ v1 = 0.17 ⋅ kg ⋅ s−1Jkg−1⋅ 0.08 ⋅ kgm⋅ m = 0.01 ⋅s333mVeΙ = 0.8043 ⋅minVeΙΙ = GaΙΙ ⋅ v3 = 0.23 ⋅ kg ⋅ s−1−1⋅ 0.03 ⋅ kg3⋅ m = 7.21 × 103−3 mmminКоэффициент подачи приравняем к первому приближениюVeΙΙ = 0.4324 ⋅λΙ = 0.7645λΙΙ = 0.8045⋅s3Определение геометрических размеров рабочих полостейОписанный объемVhΙ =VhΙΙ =30.013 ⋅ m ⋅ s=0.764VeΙλΙVeΙΙλΙΙ−1m= 0.018s−337.207 × 10 ⋅ m ⋅ s=0.80533VhΙ−1= 8.957 × 103−3msm= 1.0521 ⋅min3VhΙΙm= 0.5374 ⋅minЗададимся асинхронной частотой электродвигателя и средней скоростью поршняn = 14501mCm = 2minsПримем число цилиндров для первой и второй ступениzΙ = 4zΙΙ = 2Так как описанный объем определяется по формулеπ2⋅ DΙ ⋅ zΙ ⋅ ShΙ ⋅ n4Диаметр цилиндров первой ступениVhΙ =DΙ =8 ⋅ VhΙπ ⋅ Cm ⋅ z ΙVhΙΙ =−138 ⋅ 0.0175 ⋅ m ⋅ smπ⋅2⋅ ⋅4s=π2⋅ DΙΙ ⋅ zΙΙ ⋅ ShΙΙ ⋅ n4= 0.0747 mЗначение диаметра округляем до ближайшего стандартного диаметра цилиндрапо ГОСТ 9515-81Таким образом примемDΙ* = 0.075mХод поршняVhΙ ⋅ 4ShΙ == 0.041 m2π ⋅ DΙ* ⋅ zΙ ⋅ nПринимаемShΙ* = 0.042 mУточняем значение среней скорости поршняmCm* = 2 ⋅ ShΙ* ⋅ n = 2.03 ⋅sДиаметр цилиндров второй ступениDΙΙ =8 ⋅ VhΙΙπ ⋅ Cm* ⋅ zΙΙ3=8 ⋅ 0.009 ⋅ m ⋅ s−1−1= 0.075 mπ ⋅ 2.03 ⋅ m ⋅ s ⋅ 2Значение диаметра округляем до ближайшего стандартного диаметра цилиндрапо ГОСТ 9515-81DΙΙ* = 0.075 mТаким образом принимаемХод поршняVhΙΙ ⋅ 4ShΙΙ == 0.0419 m2π ⋅ DΙΙ* ⋅ zΙΙ ⋅ nПринимаем ShΙΙ* = 0.042 mПроверка приведенного хода поршня:ShΙ*ShΙΙ*ψΙ == 0.56ψΙΙ == 0.56DΙ*DΙΙ*Уточненный описанный объём33VhΙ* =mπ2⋅ DΙ* ⋅ zΙ ⋅ ShΙ* ⋅ n = 0.02 ⋅4sVhΙ*3VhΙΙ*m= 1.0249 ⋅min3π2−3 m=⋅ DΙΙ* ⋅ zΙΙ ⋅ ShΙΙ* ⋅ n = 8.97 × 10 ⋅4sVhΙΙ*m= 0.5381 ⋅minПроверка погрешности определения описанного объемаVhΙ* − VhΙVhΙ⋅ 100 = 2.29VhΙΙ − VhΙΙ*< 5%VhΙΙ100 = −0.12 < 5%Косвенная динамическая характеристика21 m23ShΙ* ⋅ ( n) = 0.042 ⋅ m ⋅ 1.45 × 10 ⋅ = 24.5292 ⋅ 2 < 70 м/ сmin s221 mShΙΙ* ⋅ ( n) = 0.042 ⋅ m ⋅ 1450 ⋅ = 24.529 ⋅ 2min s2< 70 м/ сУточненные энергетические характеристики компрессораРассчитанная ранее политропная работа4lΙ = 2.585 × 10 ⋅Jkg4lΙΙ = 2.6154 × 10 ⋅JkgПолитропная мощность4−22NiΙ = lΙ ⋅ GaΙ = 2.58 × 10 ⋅ m ⋅ s42NiΙΙ = lΙΙ ⋅ GaΙΙ = 2.62 × 10 ⋅ m ⋅ s−1⋅ 0.17 ⋅ kg ⋅ s−2⋅ 0.23 ⋅ kg ⋅ s= 4.32 ⋅ kW−1= 5.91 ⋅ kW2Уточненная холодопроизводительностьQ0* = Q0 ⋅VhΙ*VhΙ= 21 ⋅ kW ⋅3−13−10.018 ⋅ m ⋅ s0.018 ⋅ m ⋅ s= 21.48 ⋅ kWУточненный расход−33 −1kg− 1 8.97 × 10 ⋅ m ⋅ sGaΙΙ* = GaΙΙ ⋅= 0.23 ⋅ kg ⋅ s ⋅= 0.23 ⋅−33 −1sVhΙΙ8.96 × 10 ⋅ m ⋅ sVhΙΙ*Q0* − Q0Q042.148 × 10 ⋅ W − 21 ⋅ kW⋅ 100 =⋅ 100 = 2.28721 ⋅ kWGaΙΙ* − GaΙΙGaΙΙ⋅ 100 =0.226 ⋅ kg ⋅ s−1− 0.226 ⋅ kg ⋅ s< 5%−1⋅ 100 = 0.122−1< 5%0.226 ⋅ kg ⋅ sУточненный массовый расход хладагентаGaΙ* =Q0*q04=2.148 × 10 ⋅ W5= 0.171 ⋅−221.257 × 10 ⋅ m ⋅ skgsGaΙ* = 10.2497 ⋅kgminУточненный индикаторный КПД nΙ−1 nΙnΙNiΙ* = pвсΙ ⋅ VhΙ* ⋅ ΘI ⋅⋅ ( πI)− 1 = 4.468 ⋅ kWnΙ − 1nΙΙ−1nΙΙnΙΙNiΙΙ* = pm ⋅ VhΙΙ* ⋅ ΘII ⋅⋅ ( πII)− 1 = 6.0529 ⋅ kWn −1ΙΙУточненная изоэнтропная мощность42NsΙ* = lsΙ ⋅ GaΙ* = 2.2502 × 10 ⋅ m ⋅ s42−2−2NsΙΙ* = lsΙΙ ⋅ GaΙΙ* = 2.2464 × 10 ⋅ m ⋅ s−1⋅ 0.1708 ⋅ kg ⋅ s⋅ 0.2263 ⋅ kg ⋅ s= 3.844 ⋅ kW−1= 5.0836 ⋅ kWСуммарная уточненная изоэнтропнаямощность33Ns* = NsΙ* + NsΙΙ* = 3.844 × 10 ⋅ W + 5.0836 × 10 ⋅ W = 8.9276 ⋅ kWВыбор электродвигателяЗададимся эквивалентным давлением трения33pтр1 = 35 ⋅ 10 Papтр2 = 45 ⋅ 10 PaМощность трения33NтрΙ = pтр1 ⋅ VhΙ* = 35 ⋅ 10 ⋅ Pa ⋅ 0.018 ⋅ m ⋅ s−1−33NтрΙΙ = pтр2 ⋅ VhΙΙ* = 45 ⋅ 10 ⋅ Pa ⋅ 8.968 × 10= 0.628 ⋅ kW3⋅m ⋅s−1= 0.404 ⋅ kWЭффективная мощность3NeΙ = NiΙ* + NтрΙ = 4.468 × 10 ⋅ W + 627.779 ⋅ W = 5.096 ⋅ kW3NeΙΙ = NiΙΙ* + NтрΙΙ = 6.053 × 10 ⋅ W + 403.572 ⋅ W = 6.456 ⋅ kW33Ne = NeΙ + NeΙΙ = 5.096 × 10 ⋅ W + 6.456 × 10 ⋅ W = 11.552 ⋅ kWИндикаторный КПДηiΙ =ηiΙΙ =NsΙ*NiΙ*3=NsΙΙ*NiΙΙ*3.844 × 10 ⋅ W3= 0.86044.4678 × 10 ⋅ W( 86%)3=5.0836 × 10 ⋅ W3= 0.8399( 84%)6.0529 × 10 ⋅ WМеханический КПД3NiΙ*4.47 × 10 ⋅ WηмехΙ === 0.883NeΙ5.1 × 10 ⋅ W3NiΙΙ*6.05 × 10 ⋅ WηмехΙΙ === 0.943NeΙΙ6.46 × 10 ⋅ W(88%)( 94%)Адиабатный КПДηадΙ = ηмехΙ ⋅ ηiΙ = 0.88 ⋅ 0.86 = 0.75( 75%)ηадΙΙ = ηмехΙΙ ⋅ ηiΙΙ = 0.9375 ⋅ 0.8399 = 0.7874( 78.7%)Общий КПДηобщ =Ns*Ne3=8.9276 × 10 ⋅ W4= 0.7728( 77%)1.1552 × 10 ⋅ WТемпературы нагнетания первой и второй ступени:t2 = 30.3 °Ct5 = 71.7 °CМощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса4Nдв = 1.2 ⋅ Ne = 1.2 ⋅ 1.155 × 10 ⋅ W = 13.862 ⋅ kWХолодиьный коэффициентεх =Q0*Ne4=2.148 × 10 ⋅ W4= 1.8591.155 × 10 ⋅ WСтепень термодинамического совершенстваT0εхи == 3.544Tк − T0εхηt == 0.5247εхиДвигатель встраиваемый АИР 160 S4 имеет такие характеристики:мощность - 15kW, частота вращения - 1500 об/сек, КПД 89.5%.Мощность затрачиваемая на перегревNдвп = 15kW ⋅ ( 1 − 0.895) = 1.575 ⋅ kWJK ⋅ kgПерегрев, создаваемый двигателем:Nдвп∆T == 10.637 KGaΙ* ⋅ Cp1Cp1 = 866.7668 ⋅Динамический расчет компрессораУгловая скорость вращения коленчатого вала1ω = 2 ⋅ π ⋅ n = 151.8 ⋅sИз геометрии механизма находится длина кривошипа RShΙ* = ShΙΙ* = ShR =Sh2= 0.021 ⋅ mОтношение радиуса кривошипа R к длине шатуна L принимаетсяλR = 0.2Длина шатунаRL == 0.105 mλRУсловия работоспособности механизма1) R < L2)- выполняются 1 ≤ [θ] λR θmax = arcsin θmax = asin ( λR )180= 11.537π[θ] = 30 градградКинематический расчет первой и второй ступениТак как ShΙ* = ShΙΙ*, то для обеих ступеней совпадают кинематическиехарактеристикиПуть пройденный поршнем от верхней мертвой точки в зависимости отугла поворота кривошипаs ( φ) = R − R ⋅ cos ( φ) + L − L ⋅ cos ( β ) = R ( 1 − cos ( φ) ) + L ( 1 − cos ( β ) )φ = 0 , 0.001 ..