Диссертация (1026227), страница 42

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 42)

Инженерная методика расчета конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха на основе процессов КБАПрирасчетеконденсационно-адсорбционныхустановоквначалеопределяются технологические характеристики применяемого оборудования,которые далее используются при формировании исходных данных для расчетадругиххарактеристикустановок.Приэтомрасчетхарактеристикосуществляется раздельно для КГ и БОА.В качестве исходных данных для расчетов используются следующиехарактеристики: максимальный расход осушенного воздуха в кабели QП, нм3/c; температура нормальных условий Tн.у, K; минимальная рабочая температура Tmin, К; максимальная рабочая температура Tmax, К; плотность воздуха при нормальных условиях ρн.у, кг/м3; давление нормальных условий Pн.у, Па; минимальное рабочее давление в цикле работы компрессора Pmin, Па; максимальное рабочее давление в цикле работы компрессора Pmax, Па; относительная продолжительность включения компрессора ПВ; предельно допустимое число включений компрессора NК; пористость засыпки адсорбента П; влагоемкость применяемого силикагеля а, % (масс); насыпная плотность применяемого силикагеля ρN, кг/м3; средний диаметр зерен применяемого силикагеля dч, м;Расчет характеристик основных комплектующих изделий КГ установокпроизводится следующим образом.1.

Исходя из заданного предельно допустимого количества включенийкомпрессор (в час) и известного соотношения ПВ = τРК/(τРК+τПК), где τРК и τПК -265время работы и простоя компрессора соответственно, находим минимальнодопустимую величину длительности цикла работы компрессора:τцк = (τРК+τПК) =3600/ NК2. Определяем время работы компрессора:τРК =ПВ · τцк3. Вычисляем время простоя компрессора:τПК=(1- ПВ) · τцк4. Находим максимальный объем воздуха (при нормальных условиях),подаваемый в кабели связи за цикл работы компрессора:VПmax = QП · τцк5.

Вычисляем максимальный объем воздуха, необходимый для регенерацииадсорбента каждом цикле, по формуле:VPmax = Pн.у · VПmax /(Pср - Pн.у), где Pср= (Pmax+ Pmin)/2 – среднее давление вцикле.6. Оцениваем время регенерации адсорбента и проверяем выполнениеусловий для ее эффективной реализации:τРА = τПК – τКП ≥120,где τКП ~ (60 с) – время необходимое для контроля расхода воздуха,подаваемого в кабели связи.7. Определяем максимальный расход воздуха (при нормальных условиях),подаваемый на регенерацию адсорбента:QР= VPmax / τРА8. Оцениваем максимальный расход воздуха (при нормальных условиях) вцикле:Qmax = QП + QР9.

Вычисляем минимальный объем ресивера КГ (по воде):VКГ = Pн.у · (Qmax · τРА + QП· τКП )/(Pmax -Pmin)10. Определяем минимальную производительность компрессора (принормальных условиях):QК = VКГ · (Pmax - Pmin)/ (Pн.у· τРК )26611. С помощью полученных данных по известным методикам производимрасчет теплообменного аппарата КГ.12.

На основании полученных результатов осуществляем подбор серийныхкомплектующих изделий КГ установок.Расчет характеристик применяемого оборудования БОА производитсяследующим образом.1. Рассчитываем минимально допустимую площадь поперечного сеченияSmin и диаметр адсорбера DА:Smin= Qmax· Pн.у/( Pср ·П· Wmax); D A 4S minгде Wmax – средняя максимально допустимая скорость потока в процессеадсорбции (~0,3 м/с).2. Оцениваем максимальный объем воздуха, обрабатываемого за один цикл:V Цmax = V Пmax+ VPmax3. Оцениваем максимальную массу влаги, содержащуюся в объеме воздуха,обрабатываемого за один цикл:M Цmax= V Цmax· аВ,где аВ – абсолютная влажность воздуха при максимальной температуре, кг/м34.

Находим минимально допустимую массу применяемого силикагеля:M С = M Цmax/ а,где а ~ (0,04 кг/кг) – минимально допустимая исходная динамическаяактивность силикагеля5. Определяем минимальный объем слоя силикагеля в адсорбере:VАmin = M С/ ρN6. Вычисляем минимально допустимую высоту слоя силикагеля ипроверяем выполнение условий для его эффективного использования:HCmin = VАmin/ Smin7. Определяем минимальную расчетную высоту слоя силикагеля:HРmin = HCmin+ S0 ≥ Lmin,267гдеS0–конечноекинетическомзначениепроцессе,S 0  Re d  10 4  0,0637  0,0404 ,глубинывключаяпроникновениявысотуадсорбтиванеработающеговслоя,Lmin ~ (0,6 м) – предельная высота работающегослоя силикагеля в рассматриваемых условиях.8. По найденному значению DА с учетом серийных комплектующихнаходим фактическое значение DАР ≥ DА и производим корректирующий расчетадсорберов.9. Определяем фактический объем адсорбера:Vф 2DAP H P min410.

Находим фактическую массу засыпки силикагеля:МСф=Vф·ρN,11.Вычисляемфактическиймаксимальныйобъемвоздуха,обрабатываемого за один цикл:V ЦФmax = V Цmax+Vф·(Pmax / Pн.у.)12. С полученными значениями повторяем расчет по пунктам 1-7.13. Находим предельный уровень насыщения силикагеля маслом вадсорберах для аМ ~ 0,18 (по массе):ММ = 2МСф· аМ14. Вычисляем предельный объем воздуха подаваемого в кабели связи:VПmax = ММ/( αМ СМ)где СМ ~ 0,03 г/м3 – расчетная концентрация следов масла на выходе изкомпрессора, а αМ ~0,3 - коэффициент необратимого сорбирования следовкомпрессорного масла.15. Оцениваем минимальное время работы адсорберов БОА.τзд = VПmax / Qmax > 1года16.

На основании полученных результатов осуществляем подбор серийныхкомплектующих изделий БОА установок.268Результаты, полученные с помощью данной методики, являются основойдля определения исходных данных при разработке процессов регулирования,управления и контроля конденсационно-адсорбционными установками.Определение исходных данных для разработки процессов управления,регулирования и контроля производился следующим образом:Определяющие параметры расчета:Термодинамические параметры:Рабочих помещений установки: относительная влажность воздуха φр; температура окружающей среды Tо/с;Технологических процессов: параметры нормальных условий работы установки Tн.у, K; Pн.у, Па;ρн.у, кг/м3; абсолютная влажность воздуха на выходе свых установки; допустимые рабочие температуры Tmax и Tmin , K; допустимые рабочие давления в основном цикле Pmax и Рmin , Па; допустимые рабочие давления в противоаварийном цикле P’max и Р’min Па;Расходные характеристики: производительность компрессораQк идопустимый диапазонееизменения ΔQк= Qкmax- Qкmin, нм3/c; расходосушенноговоздухаQПидиапазонегоизмененияΔQП= QПmax- QПmin, нм3/c; расход осушенного воздуха, подаваемого на регенерацию Qр и диапазонего изменения ΔQр= Qрmax- Qрmin, нм3/c;Технологические параметры: относительная продолжительность включения компрессора ПВ; предельно допустимое число включений компрессора NК; объем ресивера КГ Vрс, м3 (по воде); объем адсорберов Vа, м3 (по воде);269 коэффициент запаса объема воздуха, подаваемого на регенерацию kз(1,05-1,08).Расчет характеристик управления установок производится следующимобразом.1.

Исходя из значений относительной влажности воздуха φр и температурыTо/с в рабочем помещении КГ производится выбор цикла работы установки ссухим (φр<30%) или мокрым (φр≥30%) ресивером.2. В момент запуска компрессора при давлении P=Рmin производитсявключение секундомеров для определения длительности цикла Δτц, а такжепроизводительности компрессора Qк, при этом при достижении давленияР=Рmax происходит выключение последнего из них и регистрация времениработы компрессора ΔτК .3. В момент достижения давления Р=РПmax производится включениесекундомера для определения расхода осушенного воздуха, подаваемогопотребителю, а при достижении давленияР=РПmin производится еговыключение и регистрация времени Δτп .4.

При m=1, согласно выражению (2.48) определяем фиктивный расходвоздуха, направляемого потребителю:QП V pc  Va   П max п   н. у  РП min1    РП max5. В зависимости от цикла работы установки находим фактическийпоказатель политропы для процессов расширения по формуле:для сухого ресивера – m  m  0,9005  Qn0,0451для мокрого ресивера – m  m  1,0009  0,0003Qn6. Для полученного показателя политропы m определяем фактическийрасход осушенного воздуха, направляемого в кабельные линии связи:V pc  Va   П maxQП  п   н. у   Р П min 1   Р   П max1m  2707.

В зависимости от цикла работы установки находим фактическийпоказатель политропы для процессов сжатия по формулам:для сухого ресивера – m  1,1679  Qn0,026для мокрого ресивера – m  1,0318  0,0002  Q p8. С помощью полученного показателя политропы оцениваем среднююпроизводительность компрессора:V рc  Va   minQК  К   н. у  Рmax  Р  min1m 1  QП9. Определение объема воздуха, запасенного в рабочих полостях установки:VU  V рс  Va  mim н.

у  Рmax   Р  min1 m   110. Определение объема воздуха, направляемого в кабельные линии связиза время работы компрессора:VП  QП   К11. Определение объема воздуха, обрабатываемого за один цикл:V  VП  VU12. Определение объема воздуха, подаваемого на регенерацию:VP  V П  VU 2 Рн . уРmax  Pmin kз13. В момент достижения давления Р=РПmin производится включениесекундомера для определения суммарного расхода осушенного воздуха,подаваемого в кабели связи и на регенерацию, а при достижении давленияР=Рп+р производится его выключение и регистрация времени τп+р споследующимвычислениемсуммарногорасходавоздухасоответствующих ранее найденных значениях m′′ по формуле:V рс  Vа   П minQ  QP  QП  п  р   н. у   Рп  р 1   Р   П min1 m  14. Вычисление расход воздуха, подаваемого на регенерацию:при271QP  Q  QП15.

Определение время для реализации процесса регенерации: р  VP QP16. При достижении величины Δτр происходит переключение клапана.17. При достижении давления P=Рmin производится остановка первого иззапущенного секундомеров и регистрация величины Δτц, после чего циклработы повторяется на другом рабочем канале.272П.4. Акт о внедвернии результатов диссертационной работыОтзыв научного руководителяна аспирантку Калугину Ольгу Геннадьевну, представившую к защитедиссертацию на тему «Совершенствование конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха для кабельных линий связи» на соисканиеученой степени кандидата технических наук по специальности05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники,систем кондиционирования и жизнеобеспеченияКалугина Ольга Геннадьевна с отличием окончила магистратуруфедерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего профессионального образования «Московский государственныйтехнический университет имени Н.Э.

Характеристики

Список файлов диссертации