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

Текст из файла (страница 3)

Q4 – теплонадходження від двигунів вентиляторів;

Q5 - теплонадходження від встановленого у вагоні устаткування;

Q6 – теплонаджодження від вантажу;

Q7 – кількість тепла, потрібного для холодильних машин на доведення вантажу до стану перевезення.

,

де - обсяг інфільтраційного повітря, м³/год (приймемо 50 м³/год);

- густина зовнішнього повітря (приймемо 1,2 кг/м³).

Отже .

Така ж кількість повітря, що пройшла охолоджувач, залишає вагон. Параметри, які відповідають точці А, забезпечуються домішуванням повітря, що охолоджується, в кількості та теплого повітря. Тоді точка С з параметрами повітря безпосередньо за повітроохолоджувачем буде знаходиться на прямій ЗА, а відрізок АС знаходиться з співвідношенні

Знаходимо у отриманих точках Д і С ентальпію та температуру:

І_Д=13 кДж/кг, tд=4,8⁰ С,

І_С=6,5 кДж/кг, tс= - 0,5⁰ С.

Тоді корисна холодопродуктивність знайдеться

(4.3)

В рефрижераторних вагонах завжди встановлюють по дві холодильні машини так, щоб кожна з них мала холодопродуктивність не меншу 75% від загальної. Таким чином, холодопродуктивність однієї холодильної машини складе

(4.4)

На виході з випаровувача повітря повинно мати температуру І_с. Отже, у випаровувачі температура кипіння холодоагенту повинна бути ще нижче. Як правило, її приймають

t0=tc-(1015)C (4.5)

t0= - 0,5 – 10= - 10,5C

5. Опис прийнятої системи охолодження

Порядок теплового розрахунку та підбору вузлів холодильної установки залежить від принципової схеми одержання холоду. На рефрижераторних автономних вагонах застосовуються в основному безпосереднє охолодження. Тут проміжний теплоносій відсутній та за допомогою повітроохолоджувачів безпосередньо охолоджується повітря, що забирається з вантажного приміщення. У цьому випадку будемо застосовувати двохступінчасту холодильну установку ФАЛ-056/2 [табл.10 (4)], що працює на фреоні – 12, який має достатньо гарні термодинамічні властивості: порівняно високу холодопродуктивність та низьку температуру кипіння та температурою достигання. Цей безпечне, не має запаху, не вогненебезпечне, майже не розтворяється в воді, але гарно розтворяється у маслі, причому інтенсивність цього процесу збільшується з пониженням температури і підвищенням тиску. Обезводнений фреон-12 нейтральний до всіх металів. Він надзвичайно тягучий (потребується надзвичайна герметичність системи), не горить.

Холодильна установка складається з двох основних груп: компресорно-конденсаторного агрегату, розміщеного в мастильному відділенні, та випаровувача, розміщеного в торці вантажного приміщення.

Вагон охолоджує дві холодильні машини (рис.5.1). Із ресиверу 13 рідкий фреон-12 потрапляє через фільтр-осушувач 15 до теплорегулюючого клапана 2, звідки через розширювач 1 потрапляє до секції випаровувача 3 та кипить при низькому тиску та низькій температурі. В результаті виробляється пар, який відсмоктується з випаровувача чотирьохциліндровим компресором 11 через пусковій регулятор 6 і зворотній клапан 5. Установка не має теплообмінника. При вході у компресор пар фреону проходить біля обмотки електродвигуна та охолоджує її. Після двоступеневого стискування в компресорі без проміжного охолодження вони подаються в масловіддільник 9, а потів у конденсатор 12, де конденсуються, віддаючи тепло повітрю, яке обдуває труби конденсатора. Повітря через конденсатор проганяється вентиляторами 14. З конденсатора рідкий фреон потрапляє до ресиверу 13, який має оглядове скло для перевірки рівня рідини. Його ємність 38 кг, а масловіддільника 6 кг. Масло з масловіддільника 9 через поплавкову камеру 10 автоматично зливається назад в картер компресора. Робота установки контролюється за допомогою манометрів та вакуум-манометрів 8. Захищають холодильну установку від надмірного підвищення тиску 16.

Холодильна установка працює автоматично в залежності від заданих температурних параметрів і може знаходитися у трьох режимах: охолодження, відтаювання і опалення.

Рис. 5.1. Схема холодильної машини АРВ.

6. Побудова холодильного циклу в діаграмі Lg р-і

Метою побудови холодильного циклу є отримання даних для розрахунку елементів холодильної машини: компресора, конденсатора, теплорегулюючого вентиля та випаровувача.

як правило, для охолодження холодоагенту у конденсаторі використовується зовнішнє повітря. тому температура конденсації холодоагенту повинна бути більшою на 1015С.

, (6.1)

де t_з – зовнішня температура поітря, ⁰С.

На підставі відомої температури холодоагенту у випаровувачі t₀=-10,5⁰С знаходимо тиск у останньому Р₀=0,19 МПа, за відомою температурою конденсації t_к=39⁰С знаходимо тиск конденсації Р_к=0,95 МПа. Проводимо на діаграмі ізобари Р₀=const та P_к=const. Оскільки у випаровувачі холодоагент кипить, то на виході з нього пара буде вогкою (тобто міститиме у собі частки не випаруваного холодоагенту). Тому точка 1, яка відповідає параметрам пари на виході з випарника, знаходиться на перетині ізобари Р₀=const та лінії міри сухості X₁=const (X₁ - ступінь сухості парів холодоагенту на виході з випаровувача, звичайно вона дорівнює X₁=0,960,98).

На шляху від випаровувача до компресора пара холодоагенту нагрівається та стає сухою перегрітою. Величина перегрівання t_пер залежить від місця розташування випаровувача і складає 35С. Тоді точка 1, яка характеризує параметри холодоагенту на вході у компресор, знаходиться на перетині ізобари Р₀=const та ізотерми t₁=t₀+t_пер=-10,5+5=-5,5⁰С. Стиск пари холодоагенту в компресорі приймаємо адіабатним (S=const). Точка 2, відповідна параметрам холодоагенту на виході з компресора (тобто на вході у конденсатор), знайдеться на перетині адіабати, проведеної з точки 1 та ізобари P_к=const. У конденсаторі при незмінному тиску пара холодоагенту охолоджується і, як тільки їхня температура дорівнюватиме температурі конденсації (точка 2), почнеться перетворення пари у рідину аж до повної конденсації (точка 3). Для отримання сталої рідинної фази конденсатори проектують таким чином, щоб на виході з останнього холодоагент мав температуру завжди нижче температури конденсації (але завжди вище температури зовнішнього повітря)

t₃=t_зов+(45)С (5.1)

t₃=29+ 5=34С

Точка 3, яка відповідає параметрам холодоагенту на виході з конденсатора, знаходиться на перетині ізобари P_к=const та ізотерми t₃=const. Процес дроселювання йде без зміни тепловмісту холодоагенту, тому точка 4, яка відповідає параметрам холодоагенту на вході до випаровувача, знаходиться на перетині ізобари Р₀=const та ізоентальпи i₃=const.

На підставі побудованого циклу ПКХМ знаходимо такі дані, що необхідні для розрахунку елементів холодильної машини:

• питома холодопродуктивність 1 кг пари холодоагенту, кдж/кг

q₀=i₁-i_4, (5.2)

де i1,i4 – відповідна ентальпія холодоагенту;

q₀=i₁-i₄=553-432=121 кДж/год

• кількість холодоагенту, що циркулює в системі, кг/год

, (5.3)

де Q0 – холодопродуктивність однієї холодильної машини;

• питомий обєм холодоагенту на вході в компресор v_ха.1, м³/год визначаємо по діаграмі (ізохора, яка проходить через точку 1). v_ха.1 = 0,083 м³/год.

• обєм холодоагенту, що всмоктується в компресор в одиницю часу, м³/год

V_ха=М_ха* v_ха1 (5.4)

V_ха=419,14*0,083=34,8 м³/год

• питома робота стиску в компресорі, кдж/кг

l_к=i₁-i₂ (5.5)

l_к=553-580= - 27 кДж/кг

• холодильний коефіцієнт

(5.6)

• корисна потужність приводу компресора, кВт

(5.6)

• питоме теплове навантаження на конденсатор та переохолоджувач

q_к= i₂-i₃ (кдж/кг) (5.7)

q_к= 580-432=148 кдж/кг

7. Вибір компресора та визначення енергетичних коефіцієнтів

В попередньому розділі було знайдено фактичну величину обєму холодоагенту, що всмоктується в компресор в одиницю часу - V_ха. Теоретичний обєм повинен бути більшим, (щоб врахувати втрати під час роботи під час роботи компресора). Для цього запроваджують ряд робочих коефіцієнтів, що відображають факти, невраховані для теоретичного циклу компресора.

Об'ємний коефіцієнт _с, що є основним з усіх коефіцієнтів, являє собою відношення об'єму засмоктуваної пари до об'єму, що описується поршнем у циліндрі.

Значення обємного коефіцієнта низькі і залежать від умов роботи компресора. Основним фактором, що визначає значення коефіцієнта, є величина шкідливого простору, який складає 25% обсягу циліндра компресора.

Найчастіше обємний коефіцієнт обчислюють за формулою

_с=1-C[ -1], (7.1)

де С - відносна величина шкідливого простору (залежно від величини та типу компресора вона складатиме С=0,020,05). Значення показника політропи m для хладонових 1,0 компресорів . P_k, P₀ – тиск конденсації та кипіння холодоагенту.

_с=1-0,04* [ -1]=0,84

Коефіцієнт дроселювання _др враховує обємні втрати, що викликані опором у всмоктувальному та нагнітальному клапанах.

Для температури кипіння до -30С приймають _др=0,930,97.

Коефіцієнт підігріву характеризує вплив теплообміну пари зі стінками циліндра, поршнем і клапанами. Із збільшенням міри стиску теплообмін зростає, а з підвищенням швидкості обертання вала зменшується, що сприяє підвищенню коефіцієнта підігріву _п. Останній можна приблизно визначити за формулою

(7.2)

де Т₀ і Т_к - відповідно температура кипіння та конденсації в ⁰К.

Коефіцієнт щільності враховує пропуск холодоагенту через нещільності у поршневих кільцях і клапанах. Його приймають рівним 0,960,98.

Сумарний коефіцієнт подачі компресора дає загальну оцінку втрат дійсного компресора та являє собою твір:

=_{сдрпщіл} (7.3)

=0,84*0,95*0,84*0,97=0,65

Холодопродуктивність та необхідна потужність компресора залежать від температур кипіння, конденсації і переохолодження. Тому порівняння машин за холодопродуктивністю проводять на певних температурних умовах (так званих стандартних умовах). Для хладону-12 вони такі:

• температура кипіння -15С;

• температура всмоктування пари +15С;

• температура конденсації +30С;

• температура переохолодження +25С.

Для вибору компресора необхідно робочу холодопродуктивність брутто при заданих температурних умовах перерахувати на стандартну холодопродуктивність за формулою

Характеристики

Список файлов курсовой работы