6 (1176238), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Тепловой расчёт компрессора и определение егоосновных размеров.Температура всасывания паров фреона в компрессорtвс = 10Температура жидкого фреона после конденсатора.t3 = tk − 5 = 40 − 5 = 35°CСостояние жидкого фреона на выходе из регенеративноготеплообменника.i4 = i3 − (i1' − i1'' ) = 236Параметры узловых точек цикла.№Температура, °C P, МПа i, кДж/кг Удел. объем м3/кг1100,44090,0402500,94250,0173350,9244-4280,9236-5100,4236-1’220,4408-Отношение давлений в расчетном циклеπ=Pk 1, 01== 2,525Po 0, 4Теоретическая удельная работа компрессораla = i2 − i1 = 16 кДж/кгМассовый расход фреонаG = 2, 28кг / сОбъёмный расход фреонаV = G ⋅υ1 = 0, 0912 м 3 / сПодбираем по программе компрессор фирмы BitzerМодель: 4T-8.2Технические данныеОбъемная произв-сть (1450 об/мин 50Гц)39,36 mі/hОбъемная произв-сть(1750 об/мин 60Гц) 47,50 mі/hЧисло цилиндров х Диаметр х Ход поршня 4 x 60 mm x 40 mmНапряжение мотора (др.

по запросу) 380..420V PW-3-50HzМаксимальный рабочий ток16.5 AПусковой ток (ротор блокирован)49.0 A Y / 81.0 A YYВес138 kgМакс. избыточное давление (НД/ВД)19 / 28 barПрисоединение линии всасывания35 mm - 1 3/8''Присоединение линии нагнетания28 mm - 1 1/8''Присоединение воды-охладителяR 1/2''Тип масла для R22 (R12/R502)B5.2 (Standard)Заправка масла3,00 dmіПодогреватель масла в картере100 W (Option)Контроль давления маслаMP54 (Option)Сервисный масляный клапанOptionЗащита от перегрева сжатого параOptionЗащита мотора INT69VS (Standard), INT389 (Option)Класс защитыIP54 (Standard), IP66(Option)Стартовая разгрузкаOptionРегулирование производительности100-50% (Option)Дополнительный вентиляторOptionВодоохлаждаемые головки цилиндровOptionCIC системаOptionАнтивибрационные демпферыStandard3.

Расчет конденсатора воздушного охлажденияРасчет конденсатора воздушного охлаждения.Определяем тепловую нагрузку на аппаратQк = G ⋅ ( i 2 − i3 ) = 15.5 кВтТемпература конденсации холодильного агента:tк = 40 ˚CПримем изменение воздуха в аппарате ∆tв = 15 ˚C, так как длямалых и средних КВО∆tв = 10…20 ˚CПримем θ2 = 7 ˚C – температурный перепад между воздухом ихолодильным агентом на входе в аппарат и выходе из аппарата, таккак для малых и средних КВО θ2 = 5…10 ˚CТогда температура воздуха на входе в аппарат:tв1 = tк – θ2– tв2 = 40 - 22 = 18 ˚CТемпература воздуха на выходе из аппарата:tв2 = tк – θ2= 40 - 7 = 33 ˚CСреднелогарифмический температурный перепад:t â2 − t â133-18θm === 13,1 ˚Ct ê − t â140 − 182.3 ⋅ lg2.3 ⋅ lgt ê − t â240 − 33Средняя температура воздуха в аппарате:tв m = tк – θm = 40 – 13.1 = 26.9 ˚CРасход воздуха через аппарат:м3Qê15500== 0,887C Pâ ⋅ ∆t â ⋅ ρ â 1006 ⋅ 1.16 ⋅ 15сVâ =Джкг ⋅ Кгде cp в = 1006- удельная теплоемкость воздуха,Рассмотримвариантаппаратастеплопередающейповерхностью, составленной из гладкотрубных змеевиков,оребренных стандартными просечными ребрами.Гофрированныепросеченныеребравыполненыизалюминиевого δ р = 0,3 мм.

Ребра имеют воротники шириной 2мм,обеспечивающие контакт ребра с несущей поверхностью, вкачестве которой выбрана медная труба 12х1 мм с внутреннимдиаметром 11 мм.Эквивалентныйдиаметр живого сеченияdэ=4.32мм.Длина потока вдольтрехрядногоребраL1=90мм.Коэффициенторебрения ϕ = 16,7 мм.Внутренняя поверхность секции длинной 1 м:f н = ϕ ⋅ f вн = 16.7 ⋅ 0.207 = 3.46 м2Число ребер на 1 метр секции:nр =11== 286S р 0.0035Узкое сечение для прохода воздуха при длине секции L = 1 м:f уз = a ⋅ L − [n р ⋅ (a − 2 ⋅ d н ) ⋅ δ р + 2 ⋅ L ⋅ d н )] == 0.06 ⋅ 1 − [286 ⋅ (0.06 − 2 ⋅ 0.012) ⋅ 3 ⋅ 10 − 4 + 2 ⋅ 1 ⋅ 0.012] == 0.0329 м2Фронтальное сечение 1 метра секции по воздуху:f фр = a ⋅ L = 0.06 ⋅ 1 = 0.06 м 2Коэффициент сужения сечения:ξ=f узf фр=0.0329= 0.5480.06Масса секции длиной 1 метр составляет 3.03 кг.Наружную теплопередающую поверхность аппарата Fн найдемиз известного соотношения:Fí =Qê15.5== 30ìê í ⋅ Θ m 39.2 ⋅ 13.12где кн – коэффициент теплопередачи, отнесенный к оребреннойповерхности труб.

Зависит от скорости воздуха в узком сеченииWв и фактически находится в следующих пределах:мВт– кн = 20 2cм ⋅КмВтпри Wв = 8– кн = 50 2cм ⋅Кпри Wв = 3мВт– кн = 39.2 2cм ⋅КПри дальнейшей компоновки батареи 7 секций расположены повысоте и 2 секции по глубине, что соответствует размеру повысоте: h = 7 * 60 = 420 мм и размеру по глубинеL = 2 * L1 = 180 мм.

Длину аппарата по фронту В примем равной800 мм.При выбранной скорости Wв = 6.2Общая наружная поверхность батареи составляет:Fí = f í ⋅ Â⋅ 4 ⋅ 2 = 3.46 ⋅ 0,5 ⋅ 8 ⋅ 2 = 44.3 ì2Скорость в узком сечении:мVâ0,887ωâ === 8.99 сξ ⋅ B ⋅ h 0.548 ⋅ 0,8 ⋅ 0.42Приведенный коэффициенторебренной поверхности.α прλ= 0.15 ⋅ вdэтеплоотдачиω ⋅d⋅  в э υвотвоздухак0.6 ,где υв – коэффициент кинематической вязкости, м2/с;Коэффициенты берем из справочника при средней температуревоздуха tвm = 16.9 ºC:в = 0,0267тогдам2Вти υв = 16 * 10-6м⋅Кс0.0267  7,73 ⋅ 0.00432 α пр = 0.15 ⋅⋅0.00432  16 ⋅ 10-60.6= 90,9Втм2 ⋅ КУсловный коэффициент теплопередачи кн:Вт2кн = 90,9 м ⋅ К .Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегосяхолодильного агента, отнесенный к оребренной поверхности труб:α агента∆i= 0.5 ⋅ В ⋅  d вн ⋅ (tк − tст ) 0.25⋅ (tк − tст )0.1 ⋅1ϕ(1)где B – коэффициент, зависящий от теплофизических свойствхолодильного агента.

Для фреона R134a при tк = 40 ºСкоэффициент В = 65,2;∆i – разность энтальпий холодильного агента на входе в аппарати выходе из аппарата. Для условий рассматриваемого конденсатора∆i = 211 кДж/кг;dвн – внутренний диаметр трубки, dвн = 0,011 м.Подставив в уравнение (1) соответствующие значения B, ∆i , φ,dвн, выразим параметр агента через константный комплекс А,представляющий собой результат вычислений в уравнении (1) всехвеличин: ∆i A = 0.5 ⋅ B ⋅  d âí 0.25⋅1ϕ= 128тогдаα агента = A ⋅ ( tк − tст ) −0.15 = 129,18 ⋅ ( tк − tст ) −0.15(2)Выражаем коэффициент теплоотдачи агента через плотностьтеплового потока qн, преобразуем уравнение (2) к виду:qн= A ⋅ (t к − t ст ) −0.15t к - t стqн = A ⋅ ( tк − tст ) 0.85C другой стороны плотность теплового потока находится как:qн = кн ⋅ (tст − tвm )Объединяяуравнение:полученныевыражения,напишемследующееqн = A ⋅ (t к − t ст ) 0.85 = к н ⋅ (t ст − t вm )129,18 ⋅ (40 − tñò ) 0.85 = 90,9 ⋅ (tñò − 26.9)Решая полученное уравнение методом последовательногоподбора, находим температуру поверхности стенки трубы иискомую плотность теплового потока.Получили: tст = 33,6 ˚С.Искомая плотность теплового потока:qн = 617 Вт/м2.Уточненное значение площадь теплопередающей поверхностиаппарата:Fí ðàçâ =Qê15500== 25 ìq í ðàçâ6172Сравнивая уточненное значение теплопередающей поверхностиFн разв со значением Fн = 44 м2, полученным из компоновочныхрешений, отмечаем наличие большого запаса по поверхности.4.

Методика теплового и конструктивного расчетаиспарителя с внутритрубным кипениемИсходные данные:1. тепловая нагрузка Q0 = 100кВт ;2. тип холодильного агента; R223. температура хладоносителя на выходе из испарителяts 2 = 3 о С .Ход выполнения задачи:1.

Теоретическое условное распределение температур поповерхности испарителяt, о Сt s1Θ1Θmts2Θ2t0F, м2F — условная поверхность, м2;t s1 иt s 2 — температура хладоносителя на входе виспаритель и выходе из него, оС;Θ1 и Θ 2 — температурный напор между входящимхладоносителем и t 0 и выходящим и t 0 , оС;t 0 — температура кипения хладагентаΘ m — среднелогарифмический температурный перепад, оС.Задаются Θ 2 = 4 − 5 o C , принято Θ 2 =4 o Cопределяют t0 = ts 2 − Θ2 = 3 − 4 = −1 o C .Знаяts2 ,принимаюттемпературупереохлажденияхладоносителя∆t s = 3 − 5 o C , принято ∆t s = 4 o CОпределяют ts1 = ts 2 + ∆ts = 3 + 4 = 7 o C ;Θ1 = ts1 − t0 = 7 + 1 = 8 o C .Среднелогарифмический температурный перепадΘm =t s1 − ts 27 −3== 5.771 о С7 +1t s1 − t0lnln3 +1t s 2 − t02.

Средняя температура хладоносителяtsm = t0 + Θ m = −1 + 5.771 = 4.771 о СТак как средняя температура хладонасителя не отрицательна, тов качестве хладоносителя берём воду и переходим к п.4 выписываятеплофизичские свойства воды на линии насыщения.

Если tsmотрицательна, то переходим к п.3 и выписываем теплофизическиесв-ва теплоносителя Экофрост. По t з и его типу определяютконцентрациюсолиξ соли ;поξ солитеплофизические свойства хладоносителя3. Температура замерзания хладоносителяt з = t 0 −(6 − 8)o Cиt smопределяют4. Теплофизические свойства хладоносителя•коэффициент теплопроводности λs = 0.5718•теплоемкость С рs = 4.19•кинематическая вязкость ν s = 1.721⋅10•плотность ρ s = 1000•критерий Прандтля Prs =Вт;м⋅КкДж;кг ⋅ К−6м2;скг.м3ν s ⋅ C ps ⋅ ρ s= 12.6 ;λsЗадают тип трубки и скорость протекания хладоносителя. Типтрубки – медная с внутренним оребрением (алюминиевая вставка ввиде десятиконечной звезды) Ø20×1,5, коэффициент оребрениямβ = 2,52 . Скорость протекания хладоносителя - Ws = 0.5 ÷ 1.1смПринято Ws = 1с4.

Коэффициент теплоотдачи от хладоносителя к поверхноститрубок можно рассчитать по формуле:α s = 0, 25λsd вн0,33Re0,6= 0, 25s PrsЧисло Рейнольдса Re s =0.5718Вт(1.162 ⋅10 4 )612.60,33 = 4.535 ⋅103 20.02м ⋅КWs ⋅ d нνs= 1.162 ⋅10 4 .Для воды при температуре +20формулой:α s = 4670Ws0, 6 ,oC можно пользоватьсяВт,м2 ⋅ Кгде d вн = 20 мм - внутренний диаметр трубки, м.6.

Условный коэффициент теплопередачи без учетатермического сопротивления со стороны кипящего холодильногоагентаК р′ =1β+ Rос ⋅ β + R рж + Rмαs=12.52+ 0.2 ⋅10 −3 ⋅ 2.52 + 0.1 ⋅10−3 + 0.3 ⋅10−4.535 ⋅103,где β - коэффициент оребрения; R рж -термическое сопротивлениержавчины R рж = 0.1 ⋅10−3м2 ⋅ К; Rм -термосопротивление слоя маслаВтм2 ⋅ К; Rос - термическое сопротивление слояВтзагрязнения (водяной камень, биологические отложения),Rм = 0.3 ⋅10−3м2 ⋅ К, при использовании этиленгликоля, спиртовВтили R30 — Rос = 0 .Rос = 0, 2 ⋅10−37.

Температура трубки и диаметр обечайки определяются изсистемы конструктивного и теплового и уравненийQ03348 f p SDвн − 2,846 f p SDвн = (1,1S ) ⋅ ′К р ( tsm − tтр )p1,4 ′К  Q0 Z ⋅ 3.47 S 2 Кt−t= ⋅ηап ⋅ ε р ( tтр − t0 ) р ( sm тр )0,5 2∆⋅0.9⋅⋅diDfπэвнуз где Z=2 ÷ 16 число ходов в аппарате по хладоносителю на практикеболее 8 не используется, принято Z=2, f p - удельная поверхностьм2;пмf уз -сечение для прохода хладагента через трубку, для трубыодного погонного метра трубы, для трубы Ø20×1,5 f p = 0,158Ø20×1,5 f уз = 129 ⋅10−6 м 2 S - шаг размещения трубок в трубнойрешетке, для трубы Ø20×1,5 S = 0,026 м ; Dвн — внутреннийдиаметр обечайки, м; К = 0.173 - коэффициент, зависящий от родахолодильного агента и t 0 ; d э - эквивалентный диаметр, м, длятрубки Ø20×1,5 d э = 0,0032 м ; ∆i - разность энтальпий на выходехолодильного агента из испарителя и на входе в него, определяемпо диаграмме построенного цикла, цикл строим по заданнымданным в программе Solkane ∆i =166 кДж/кг; η ап — коэффициент,учитывающий неравномерность раздачи холодильного агента,η ап = 0,7 − 0,8 ; ε р - коэффициент, учитывающий влияние ребер наинтенсивность кипения, ε р = 0,87 .Решивэту системууравнений,получимDвн = 0.44 миtтр = 2.726 o C8.

Характеристики

Список файлов ВКР