Рецензент: В.М.Житаренко, ст. преп

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ И ВЫБОР КОМПРЕССОРА

ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

к выполнению курсового проекта

«РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

КОМПРЕССИОННОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ СТАНЦИИ»

(для студентов специальности 7.090510 – Теплоэнергетика

дневной и заочной формы обучения)

МАРИУПОЛЬ 2004

УДК 621.51 (077)

Методические указания «Тепловой расчет и выбор компрессора холодильной машины» к выполнению курсового проекта «Расчет технологической схемы компрессионной холодильной станции» (для студентов специальности 7.090510 – Теплоэнергетика дневной и заочной формы обучения)/Сост.: Соловьев А.А. – Мариуполь: ПГТУ, 2004.- 10 с.

Изложены краткие сведения по тепловому расчету и выбору основного оборудования компрессионных холодильных станций. Дана методика, рекомендации и необходимые справочные материалы по расчету и выбору компрессоров холодильных машин. Дополнительно приведен пример расчета холодильного компрессора, имеется список необходимой литературы.

Составитель: А.А. Соловьев, доц.

Рецензент: В.М.Житаренко, ст. преп.

Отв. за выпуск: В.Н.Евченко, доц.

1 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ И ВЫБОР КОМПРЕССОРОВ

В настоящее время на промышленных предприятиях наиболее рас­пространены одноступенчатые холодильные машины, хладагентом в которых служит аммиак. Одноступенчатый компрессор можно применять в довольно широком диапазоне рабочих условий. Ограничивают воз­можности использования одноступенчатого компрессора температура нагнетания, которая не должна превышать 160 ⁰С, и разность давле­ний на входе и выходе компрессора не более 1,7 МПа (для совре­менных поршневых компрессоров). В машинах предыдущих серий раз­ность давлений ограничивалась величиной 1,2 МПа, а степень сжатия .

При тепловом расчете холодильной машины определяются:

· описываемый поршнем объем, по величине которого подбирают или конструируют компрессор;

· эффективная мощность на валу компрессора дня подбора или проверки приводного электродвигателя;

· тепловая нагрузка в конденсаторе для расчета его поверхности нагрева и выбора.

Для теплового расчета компрессорной холодильной машины достаточно иметь данные по холодопроизводительности машины, тем­пературному режиму работы и виду хладагента. Необходимые для рас­чета параметры определяют с помощью термодинамических диаграмм и таблиц насыщенных и перегретых паров для данного хладагента [5].

Тепловой расчет проводится в следующей последовательности.

1. Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

, (1.1)

где -энтальпии хладагента в соответствующих точках цикла

2. Удельная объемная холодопроизводительность, кДж/м³

, (1.2)

где - удельный объем паров хладагента на входе в компрес­сор, м³/кг.

3. Удельная теоретическая (адиабатная) работа компрессора, кДж/кг

, (1.3)

где i₂ - энтальпия в конце процесса адиабатного сжатия паров хладагента, кДж/кг.

4. Количество циркулирующего хладагента, кг/с

, (1.4)

где - холодопроизводительность компрессоров (на каждую температуру кипения отдельно), кВт

, (1.5)

где - коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппа­ратах

холодильной установки. При рассольном охлаждении ;

- заданная холодопроизводительность станции, кВт;

- коэффициент рабочего времени, для малых холодильных ус­тановок

, для крупных холодильников .

5. Объемный расход паров хладагента на входе в компрессор, м³/с

, (1.6)

6. Коэффициент подачи компрессора в зависимости от степени сжа­тия

, типа компрессора и хладагента

, (1.7)

где - коэффициент, учитывающий влияние мертвого объема;

- коэффициент, учитывающий объемные потери.

Для аммиачных бескрейцкопфных компрессоров величину можно оп­ределить по графику (Приложение 1).

7. Объем, описываемый поршнем компрессора, м³/с

, (1.8)

По величине этого объема из справочных таблиц подбираются один или несколько компрессоров (Приложение 2). При выборе несколь­ких компрессоров целесообразно использовать однотипные машины.

8. Теоретическая (адиабатная) мощность компрессора, кВт

, (1.9)

9. Индикаторная мощность компрессора, кВт

, (1.10)

где - индикаторный КПД компрессора (Приложение 1).

10. Эффективная мощность, кВт

, (1.11)

где - механический КПД. Для современных бескрейцкопфных

компрессоров колеблется в пределах 0,8-0,9.

11. Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем, кВт

, (1.12)

где - КПД ременной передачи (для клиноременной );

- КПД электродвигателя (в зависимости от его типа колеб­лется в

пределах 0,75-0,85).

12. Теоретический холодильный коэффициент (удельная теоретичес­кая холодопроизводительность)

, (1.13)

13. Эффективный (действительный) холодильный коэффициент

, (1.14)

14. Холодильный коэффициент соответственного цикла Карно

, (1.15)

где - температура воздуха в охлаждаемой камере;

- температура окружающей среды.

15. Теоретическая степень термодинамического совершенства

, (1.16)

16. Действительная степень термодинамического совершенства:

, (1.17)

При выборе компрессоров иногда возникает необходимость определения объема описываемого поршнем стандартного компрессора. Для этого может быть использована следующая зависимость

, (1.18)

где - диаметр цилиндра, м;

- ход поршни, м;

- частота вращения вала компрессора, об/с;

- число цилиндров.

17. После выбора компрессоров необходимо произвести проверку их холодопроизводительности при рабочих температурных условиях. Величина рабочей холодопроизводительности выбранных компрессоров должна быть не меньше указанной в исходных данных.

Для пересчета холодопроизводительности с одних температурных условий на другие можно использовать следующие зависимости

, (1.19)

, (1.20)

Здесь индекс "раб" соответствует рабочим условиям процесса, а индекс "ст" -стандартным (приводимым в справочнике данных ком­прессора). Такой пересчет рекомендуется производить в том слу­чае, если для компрессоров отсутствуют характеристики. Для се­рийных машин при определении холодопроизводительности для задан­ного режима следует пользоваться графическими характеристиками , приводимыми в справочной литературе. Пример расчета и выбора компрессоров холодильной станции представлен в Приложении 3.