Metodichka_po_plastinchatym_TO (1176211), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Полученную величину скорости принимают для предварительного опре-52деления коэффициента теплоотдачисо стороны рабочего тела, которое не претерпевает фазового превращения.Рассчитывают среднелогарифмический температурный напорв аппарате m [см. уравнение (9)]. Выбирают величины термическогосопротивления со стороны обеих сред R1 и R2 и находят термическоесопротивление стенки аппарата Rст . Рассчитывают коэффициент теплопередачи конденсатора (испарителя) K пл , определяют потребнуюповерхность теплопередачи аппарата Fа и действительную величинуплотности теплового потока q.
Полученную величину q сопоставляют с принятой ранее. Если указанные величины различаются болеечем на 10 %, расчет повторяют при расчетной величине q.Если в расчете была задана средняя температура стенки со стороны конденсирующейся или кипящей рабочей среды, то методомитераций уточняют температуру стенки, исходя из следующих уравнений:– для конденсатораtстtн1tстtн2Kплкt2 ) ;( 79)( t1 tн2 ) .(80)(tн1– для испарителяKплиРасчет площади поверхности теплопередачи конденсатора и испарителя может быть осуществлен и графоаналитическим методом [25].Конструктивный, гидравлический и поверочный расчетыКонструктивный расчет пластинчатых конденсатора и испарителя выполняют аналогично расчету аппаратов, в которых не происходит изменение агрегатного состояния сред (см.
гл. 2). Отличие заключается в том, что все каналы, в которых конденсируется либо кипит рабочее тело, включаются параллельно, т. е. аппарат по этим средам выполняется одноходовым и расчет сводится к определению схемы компоновки каналов по тепло- и хладоносителю. При этом услови53ем для выбора схемы является обеспечение такой скорости движениясред, при которой суммарное гидравлическое сопротивление аппаратабудет меньше располагаемого перепада давления в аппарате.Необходимо отметить, что в ряде случаев не следует стремитьсяполностью использовать располагаемый перепад давления в аппарате,как это рекомендуется в работе [10], поскольку при значительной разнице в значениях коэффициента теплоотдачи рабочих сред, т.
е.12 (и наоборот), коэффициент теплопередачи аппарата слабо зависит от изменения большей из величин , а следовательно, скоростидвижения этой среды. В то же время увеличение скорости течения этого рабочего вещества приводит к резкому росту гидравлических потерьи возрастанию мощности, затрачиваемой на прокачивание жидкостичерез аппарат.Расчет гидравлического сопротивления по стороне теплои хладоносителя выполняют по уравнению (11); расчет мощности, потребляемой насосом, – по уравнению (59). В случае необходимостирассчитывают потери давления в аппарате: со стороны конденсирующегося пара – по уравнениям (21)–(24), (32); со стороны кипящего рабочего вещества – по уравнениям (43)–(47).При выполнении поверочного расчета следует учитывать, чтодля процессов кипения и конденсации Wmax > Wmin, т. е.
Wmin/Wmax → 0,поэтому расчет коэффициента эффективности теплообменника можетбыть выполнен по упрощенной зависимости1N.(81)Из уравнения (81) следует, что эффективность теплообменникапри прямотоке, противотоке и смешанном токе будет одной и той же.Количество теплоты, переданной в теплообменнике,Q Wmin (t1 t2 ) ,(82)где t1 – начальная температура более нагретой рабочей среды ( tн – при конденсации); t 2 – начальная температура теплоносителя.Последовательность поверочного расчета испарителей и конденсаторов аналогична описанной в гл. 2.54Глава 4РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАСТИНЧАТЫХТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ НА ПРОЧНОСТЬПри проектировании пластинчатых теплообменников пластиныобычно выбирают из числа серийно выпускаемых промышленностью,так как процесс создания новых пластин является достаточно трудоемким и дорогостоящим.
Количество пластин устанавливают, исходяиз теплового и гидравлического расчетов.Прочность элементов является одним из критериев работоспособности пластинчатых теплообменных аппаратов. Условию прочности должны удовлетворять размеры нажимных и промежуточныхплит, винтов или шпилек, скрепляющих пакеты пластин, штанг, коллекторов и прокладок, которые должны обеспечивать герметичностьаппаратов. Напряжения в элементах теплообменных аппаратов обычно обусловлены внутренним избыточным давлением, возникающимпри работе, монтажными усилиями и силой тяжести. Кроме того, в некоторых деталях возникают температурное напряжение и линейноерасширение материалов элементов.Понятия рабочего, расчетного и пробного давлений устанавливаются ГОСТ 25005–94:– рабочее давление представляет собой максимальное избыточноедавление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса;– расчетное давление – максимальное избыточное давление, которое может возникнуть в элементах холодильных машин и установокво время работы и во время стоянок;– пробное давление – избыточное давление при испытаниях аппарата на прочность после его изготовления и периодически при эксплуатации.
Испытаниям подвергаются литые и сварные элементы, а такжесборочные единицы, отделяющие полости хладагента от внешней среды.Величины рабочего, расчетного и пробного давлений в аппаратах холодильных установок устанавливаются Правилами безопасности аммиачных холодильных установок (ПБ 09–595–03), Правилами устройства и безопасной эксплуатации холодильных систем(ПБ 09–592–03), Межотраслевыми правилами по охране труда приэксплуатации фреоновых холодильных установок (ПОТ РМ 015–2000)и рядом других документов.55Величины расчетных давлений зависят от критической температуры хладагента, способа отвода теплоты при конденсации хладагента, климатического исполнения оборудования, а также от того,к стороне высокого или низкого давления относится рассчитываемоеустройство.К аппаратам стороны низкого давления относятся: все испарители, исключая испарители, оттаиваемые горячими парами хладагентасо стороны высокого давления; абсорберы; отделители жидкости;промежуточные сосуды; ресиверы, соединенные непосредственнос испарителями и абсорберами, и другое оборудование.К аппаратам стороны высокого давления относятся: конденсаторы, маслоотделители, линейные и дренажные ресиверы, а такжедругие аппараты и сосуды, находящиеся во время работы под давлением нагнетания (конденсации).В многоступенчатых системах сжатия к стороне высокогодавления относятся только холодильное оборудование и трубопроводы, находящиеся под давлением нагнетания конечной ступенисжатия.ГОСТ 15150–69 установлены следующие варианты климатического исполнения оборудования: У (для умеренного климата); У, ХЛ(для умеренного и холодного климата); Т (тропического исполнения);О (общеклиматического исполнения); ОМ (общеморского исполнения).Для аммиачных холодильных установок с винтовыми, ротационными, поршневыми компрессорами и турбокомпрессорами,теплообменных и емкостных аппаратов, входящих в их состав,пробные давления регламентированы ПБ 09–595–03 и приведеныв табл.
8.Расчетные давления машин и аппаратов хладоновых холодильных установок устанавливаются ПБ–09–592–03 и определяютсяпо температурам насыщения на сторонах низкого и высокого давления (табл. 9, 10).Для холодильного оборудования, работающего на хладагентахс критической температурой ниже 50 °С (R13, R23, R170, R1150 и других), обязательным яляется выполнение условия ограничения ростадавления в системе при нерабочем состоянии (применение системс ограниченным наполнением хладагентом, включение в систему газовых емкостей).56Значения пробного давления для контроля прочностиаммиачной аппаратурыКонтрольные испытанияКонтроль прочности литых деталей (после механической обработки) и их сборочных единицКонтроль прочности сварных, штампованныхи кованых деталей и их сборочных единицТаблица 8Величины назначаемогодавленияНе менее 1,5 Р расчетногоНе менее 1,3 Р расчетногоТаблица 9Значения давления испытания на прочность и плотностьДавление испытания (избыточное),МПаОбласть испытанийПробноена прочностьРасчетноена плотность1.
Сторона низкого давления установоки сторонапромежуточногодавлениядвухступенчатых установокТо же для установок с температуройокружающего (атмосферного) воздухане более 32 °С2,01,61,51,22. Сторона высокого давления для установок с водоохлаждаемыми и испарительными конденсаторами2,01,63. Сторона высокого давления для установок с конденсаторами воздушного охлажденияТо же для установок, эксплуатируемыхв условиях умеренной и холодной зоныпри обеспечении температуры конденсации не более 50 °С (за счет подбора оборудования)2,92,32,52,0При испытании стальных изделий на прочность напряжениев элементах холодильного оборудования не должно превышать 0,9 отпредела текучести материала. Испытательное давление для контроляплотности холодильного оборудования избыточным давлением газовых сред должно быть равно расчетному давлению.57Рекомендуемые значения температуры хладагентовдля определения расчетных давленийСторона давления холодильной системыСторона низкого давления для всех холодильныхсистемСторона высокого давления для холодильных системс водоохлаждаемыми конденсаторамиСторона высокого давления для холодильных системс конденсаторами воздушного охлажденияТаблица 10Температура насыщения,°С324355Указанные нормы не распространяются на холодильное оборудование, подведомственное Морскому Регистру, где действуютспециальные правила.Для водяных и рассольных полостей оборудования, за исключением исполнения ОМ, пробные давления устанавливаются равными расчетным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
