2 (1176234), страница 12
Текст из файла (страница 12)
8.2 показан процесс изменения состояния воздуха в мокром форсуночном воздухоохладителе. В аппарат поступает воздух в состоянии 1. Основная часть воздуха в ступает в тепло- и массообмен с теплоносителем, выходящим в виде мелких капель из форсунок. Частицы воздуха, непосредственно соприкасающиеся с каплями, в пределе приобретают температуру капель и влажность,отвечающую условиям полного насыщения. Если форсунками разбрызгивается вода, то воздух у поверхности капель будет иметь влажность, соответствующую φ = 1. В процессе тепло- и массообмена с воздухом температура те-70плоносителя (капель) изменяется от tω1 и t ω2. Равновесное состояние воздухауповерхности капель соответствует температуре t ω2 и поэтому изменение состояния основной части воздуха происходит по линии 1- t ω2.Рис.8.2 Изменение состояния воздуха в мокром форсуночном воздухоохладителе.Часть влаги, выходящей из форсунок, осождается на стенках камеры и в выходных сепараторах. Вследствие тепло- и массообмена с воздухом температураэтой выпавшей влаги близка к температуре предела охлажденияtвл1 =t3.
Часть воздуха (меньшая) будет соприкасаться с этими увлажненнымиповерхностями и процесс изменения состояния этой части воздуха пойдет полинии 1-3.Если температура t ω2 ниже температуры точки росы tа, то основная частьвоздуха охлождается и осушается. Другая (меньшая) часть воздуха вследствиеадиабатного испарения будет увлажняться (процесс 1-3), при этом температуравоздуха понижается менее интенсивно.В результате сочетания этих двух процессов тепло- и массообмена (процесса1 -ω2 и процесса 1-3) действительный процесс изменения состояния воздуха усредненно можно представить процессом 1-4. При увеличении расхода теплоносителя (и неизменном количестве и состоянии подоваемого воздуха) процесс 14 будет приближаться к процессу 1 -ω2 и, наоборот, при уменьшении подачитеплоносителя - отходить от процесса 1 -ω2.Процессы, происходящие в форсуночном воздухоохладителе, принято характеризовать энтальпийным и температурным коэффициентами ηi и ηt:71ηi =i1 − i2t −t≈ вл1 вл 2 ;i1 − iω 2 tвл1 − tвл 2t −tηt = 1 2д ,t1 − tω 2(8.18)(8.19)где i2 - энтальпия воздуха после воздухоохладителя, кДж/кг;t2д - температура воздуха после воздухоохладителя, 0С.Отклонение действительного процесса в воздухоохладителе от условногоопределяется отношениема = η i / η t = έ д/ έ у ,(8.20)где έд и έу - уклоны в действительном и условном процессах.Коэффициент влаговыделения действительного процессаξд =Q0/(Q0-rW0),(8.21)где r - теплота парообразования теплоносителя (воды), кДж/кг.Условный коэффициент влаговыделенияξу = ξд/а.(8.22)έу = r ξу/( ξу - 1).(8.23)Уклон условного процессаРасчет мокрых воздухоохладителей в отличие от других аппаратов имеетсущественную особенность: здесь отсутствует теплопередающая поверхность.В форсуночных воздухоохладителях поверхностью теплообмена является поверхность капель, в воздухоохладителях с насадкой – поверхность струй, орошающих насадку, и поверхность самой насадки.В связи с эти вводят условное понятие «площадь теплопередающей поверхности», за которую принимают площадь сечения воздухоохладителя, перпендикулярную к движению воздуха.При расчете форсуночного воздухоохладителя допускаются различные сочетания между заданными и искомыми величинами.
Если заданы параметры воздуха при выходе t1 и ϕ1, холодопроизводительность Q0 и количество влаги W0,которую нужно отвести, то в результате расчета определяют состояние воздухана выходе из аппарата t2 и ϕ2, количество воды (теплоносителя) Gω, подаваемойчерез форсунки, и площадь поперечного сечения воздухоохладителя F. Могутбыть и другие сочетания.В начале расчета принимают коэффициент орошения µ и массовую скоростьвоздуха ωвρ [обычно 2,5 кг/(м2⋅с)]. По графику зависимости энтальпийного ηi итемпературного ηt коэффициентов охлаждения определяют их значения72(рис.8.3). Далее по уравнению (8.20) находят отклонение действительного процесса в воздухоохладителе от условного.
По уравнению (8.21) исчисляют коэффициент влаговыделения действительного процесса ξд и по уравнению (8.22) ξудля условного процесса. Тепловлажностное отношение для условного процессаεу находят по уравнению (8.23).Рис. 8.3 Зависимость ηI и ηt откоэффициента орошения µ.Проведя в d – i - диаграмме из точки начального состояния воздуха 1 (см.рис. 8.2) линию 1 - ω2 с уклоном εу находя в точке ее пересечения с линией ω =1 температуру tω2 и энтальпию iω2.
Используя уравнение (8.18), определяют энтальпию воздуха на выходе из воздухоохладителя i2. С помощью уравнения(8.19) вычисляют температуру воздуха t2Д.При массовом расходе воздуха Gв по уравнению ( 8.12) количество отводимой влаги(8.24)W0 = GВ (d1 − d 2 Д )Значение этой величины должно соответствовать заданному условиями задачи. В противном случае расчет повторяют при другом коэффициенте орошения µ. Расход воды, разбрызгиваемой через форсунки,Gω = µGв .(8.25)Начальная температура водыt w1 = t w 2 − Q0 /(c w G w )Площадь поперечного сечения воздухоохладителяF = GВ / (ω B ρ ) .(8.26)Приняв число рядов форсунок z (обычно 2 – 3), число форсунок на 1 м2площади сечения n, получим общее число форсунок в воздухоохладителе73nобщ = zFn.(8.27)Рис.8.4 Процесс охлаждения воздуха в воздухоохладителе с насадкой.Расход воды на одну форсункуgω = Gω / nобщ.(8.28)По расходу gω можно определить диаметр выходного отверстия форсунки.Если в форсуночном воздухоохладителе теплота отводится рассолом, можноиспользовать ту же методику расчета.
При этом необходимо учесть различиемежду упругостью водяного пара над рассолом и упругостью пара над водой.При расчете мокрого воздухоохладителя с насадкой задают начальное состояние воздуха t1 и ω1, холодопроизводительность Q0, количество отводимойвлаги W0, температуру воздуха после аппарата t2 или количество охлаждаемоговоздуха. Рассчитывают расход теплоносителя Gs, площадь поперечного сечениявоздухоохладителя F (площадь решетки, на которую уложена насадка) и высоту орошаемой насадки.По начальным параметрам воздуха и тепловлажностному отношению ε (см.уравнение 8.1 ) в диаграмме d – i проводят линию 1 – 3, характеризующую74процесс охлаждения (рис. 8.4) воздуха рассолом.
Если охлаждение осуществляется водой, точка 3 лежит на линии ϕ = 1.Задавшись степенью нагрева теплоносителя ∆ tS (обычно 2 – 40С), определяют расход теплоносителяGS = Q0 /(cS ∆t S ) ,(8.29)где сS – теплоемкость теплоносителя при температуре tS и принятой концентрации, кДж/(кг∙К).По принятой скорости воздуха во фронтальном сечении ωв = 0,8 – 1,5 м/с находят площадь решетки F (см. уравнение 8.26).
Высоту слоя насадки (колецРашига) δ определяют в зависимости от высоты дождя или интенсивностиорошения Нω, массовой скорости воздуха ωвρ2 и условного коэффициента теплопередачи, отнесенного к 1 м2 сечения решетки, kfk f = Q0 /( Fθ mξ Д ),(8.30)где θm – средняя логарифмическая разность температур в аппарате, С;ξД – коэффициент влаговыделения действительного процесса (см. уравнение ).Условный коэффициент теплопередачи также можно вычислить с помощьюэмпирического уравненияk f = (0,1015 + 0,5943δ )10 5 H ω0., 2(ω B ρ ) 0.5+0, 6δ(8.31)Совместное решение уравнений (8.30) и (8.31) позволяет определить δ. Эторешение лучше выполнить графоаналитическим методом, находя зависимостьkf = f(δ).9. ТИПЫ, КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВНЫЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТОВАППАРАТОВ АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИНВ настоящее время нашли применение водоаммиачные (АВХМ) ибромисто-литевые машины (АБХМ).
Конструкции теплообменных аппаратов этих холодильных машин принципиально отличаются друг от друга.Отличие состоит в том, что в бромисто-литевых ХМ конденсатор и генератор, а также испаритель и абсорбер изготавливается в одном блоке.В АО ВНИИхолодма разработан параметрический ряд абсорбционных водоаммиачных машин, включающий следующие значения холодопроизводительности, кВт: 580, 1160, 1860, 2900, 4650, 7330, 9280. По температурам кипения принято четыре расчетных режима: -5, -15, -25 и -45 °Спри температурах конденсации 35 °С (водяное охлаждение) и 48 °С (воздушное охлаждение).
В то же время в России разработано различными организациями и находится в эксплуатации значительное число машин, характеристика которых существенно отличается от приведенной выше как75по холодопроизводительности, так и по режиму работы.9.1. Теплообменные аппараты абсорбционных водоаммиачныххолодильных машинГенераторы, теплообменники, дефлегматоры, паровые переохладители, конденсаторы и испарители выполняют из материалов, применяемыхдля аппаратов аммиачных компрессорных холодильных машин.Расчетное давление аппаратов стороны высокого давления принимаютравным 1,96 МПа, низкого давления - 1,57 МПа.Генераторы АВХМ.
По принципу действия они подразделяются напленочные (оросительные) и затопленные, по конструкции на кожухотрубные (вертикальные и горизонтальные), кожухозмеевиковые, элементные идвухтрубные.Рис 9.1 Вертикальный пленочный кожухотрубный генераторВертикальный пленочный кожухотрубный генератор показан нарис.9.1. Греющий пар поступает в верхнюю часть, а образующийся кон-76денсат стекает из нижней части межтрубного пространства. Крепкий раствор подается на насадку из цилиндрических колец и, проходя через распределительные колпачки, расположенные на верхних концах труб, стекаеттонкой пленкой по их поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
