Экзаменационный билет № 4

Задание №1 Проиллюстрировать на индикаторных диаграммах теоретической и действительной основные рабочие процессы поршневого компрессора. Дать сравнительный анализ.

Задание №2. Описать устройство и принцип действия реле давления РД – 4А.

Задание№3. Описать порядок наполнения системы хладагентом, пробная работа. Представить схему заполнения системы.

Задание № 4. Описать устройство и принцип действия вертикального плиточного скороморозильного аппарата. Достоинства и недостатки.

Задание №5. Подобрать судовой кожухотрубный испаритель (ИСК), если рабочее тело - R-22; Q =300 кВт; k =300 Вт/м^{2 0}С, θ_ср =4,1⁰С.

Ответы

Задание№1 При построении теоретической индикаторной диаграммы компрессора (рис. 1, а) принимают, что в начале движения поршня из левого крайнего положения в правое открывается всасывающий клапан и пары хладагента поступают в цилиндр компрессора при постоянном давлении р₀, равном давлению в испарителе. Кроме того, постоянными остаются температура и удельный объем паров.

Объем цилиндра компрессора V _ц равен объему, который описывает поршень V_h. Весь этот объем заполняется парами хладагента при постоянном давлении р₀. Линия 1–2 изображает процесс всасывания паров.

Процесс всасывания заканчивается в тот момент, когда поршень достигает крайнего правого (по рисунку) положения. Всасывающий клапан закрывается и при обратном ходе поршня происходит адиабатическое сжатие паров в компрессоре до давления р _к, равного давлению в конденсаторе (линия 2–3). При этом давлении открывается нагнетательный клапан, через который пары хладагента при дальнейшем движении поршня влево выталкиваются из "цилиндра (линия 5–4) в конденсатор при постоянном давлении р _к. Так как теоретически цилиндр не имеет вредного пространства, при перемещении поршня в крайнее левое положение весь пар хладагента вытесняется из цилиндра. Мертвое пространство в реальном цилиндре компрессора необходимо для предохранения крышки его от разрушения при удлинении кривошипно-шатунного механизма во время нагревания. Величина этого пространства с учетом всех конструктивных особенностей должна быть минимальной.

Рассмотрим действительную индикаторную диаграмму компрессора (рис. 1, б). При давлении в цилиндре ниже, чем в испарителе, открывается всасывающий клапан (точка 1) и начинается всасывание паров хладагента.

Всасывание 1–2 проходит при давлении р₀, которое на Δ р₀ ниже давления кипения из-за сопротивления во всасывающем клапане и трубопроводе. При обратном ходе поршень сжимает пары хладагента (линия 2 – 3) с повышением их температуры и давления, а на участке 2 – 2ʹ часть хода используется на доведение давления в цилиндре до р₀. Уменьшение объема всасывания, вызванное сопротивлением в клапане и трубопроводе, на диаграмме изображено отрезком С ₂, который будет возрастать с увеличением Δ р₀. Линия сжатия 2 – 3 в зависимости от влажности паров представляет собой влажную или сухую адиабату. Эти адиабаты для аммиачных холодильных машин заменяют политропами с показателями соответственно х = 1,17 и х = 1,32.

Рис. 1 – Индикаторная диаграмма рабочего процесса компрессора в координатах p – V

Пары хладагента выталкиваются в конденсатор (точка 3) под давлением на Δ р_к выше давления конденсации р _к ввиду сопротивления в нагнетательном клапане и трубопроводе.

Из-за наличия вредного пространства V₀ не все пары выталкиваются в нагнетательный трубопровод; часть оставшихся паров расширяется при обратном ходе поршня (линия 4 – 1). Отрезок С ₁ показывает расширение паров до давления в испарителе. Для сухого пара линия расширения идет более отвесно; для влажного пара кривая 4 – 5 более пологая. После этого снова начинается всасывание паров из испарителя в цилиндр. При влажном паре во вредном пространстве процесс всасывания начинается позже, чем при сухом.

Действительная индикаторная диаграмма отличается от теоретической тем, что в последней не учитываются:

• сопротивление движению паров хладагента в клапанах и трубопроводах;
• разность между давлениями всасывания и кипения и давлениями нагнетания и конденсации;
• вредное пространство V₀.

В теоретической диаграмме не принимаются во внимание объемные потери, а также потери тепла с охлаждающей водой, воздухом и др.

Задание№2