2015-04-01
1163
В соответствии с циклом холодильной машины (рис. 2.1) определяются параметры узловых точек по таблицам насыщенных паров фреона – 404А (табл. 2.8).
Рис. 2.1. Цикл паровой холодильной машины
Температура перегрева рабочего тела перед компрессором определяется как
,
где Δ Твс – перегрев на всасывании в компрессор.
Для фреонов Δ Твс = (15 ¸30) К. Принимаем Δ Твс = 15 К, тогда
Тпер = 238 + 15 = 253 К.
Температура переохлаждения рабочего тела перед дроссельным вентилем определяется из условия регенеративного теплообмена:
.
Откуда i3¢ = i3 – i1 + i1¢ = 263 – 361 + 349 = 251 кДж/кг;
Таблица 2.8
Параметры узловых точек
| 1¢ | 3¢ | |||||
| Р, бар | 1,63 | 1,63 | 18,1 | 18,1 | 18,1 | 18,1 |
| Т, К | ||||||
| i, кДж/кг | ||||||
| υ, м3/кг | 0,127 | 0,0125 | ||||
| S, кДж/кгК | 1,69 |
Степень повышения давления в компрессоре:
; 
.
Удельная массовая холодопроизводительность:
; 
кДж/кг.
Массовый расход рабочего вещества:
; 
кг/с.
|
|
|
Действительная объемная производительность компрессора:
; 
м3/с.
По графику определяем коэффициент подачи λ. При степени повышения давления π = 11,1; λ = 0,42.
Объем, описываемый поршнями (требуемый):
; 
м3/с.
По требуемому описываемому поршнями объему производится выбор компрессора.
Проектируемый холодильный компрессор относится к ряду компрессоров средней холодопроизводительности (Q0 = 12 ¸ 120 кВт). При проектировании таких компрессоров предпочтение отдают бескрейцкопфным непрямоточным ПК в основном со встроенным электроприводом и частотой вращения 24 с-1.
Исходя из этих рекомендаций, базой проектируемого компрессора был выбран холодильный ПК ПБ – 100 – 2 – 4 (ПБ – поршневой бессальниковый; 100 – номинальная холодопроизводительность компрессора, кВт; 2 – работа на R – 22; 4 – низкотемпературный диапазон работы). Техническая характеристика компрессора ПБ – 100 – 2 – 4 представлена в табл. 2.9.
Кинематическая схема компрессора – восьмирядный с VV-образным расположением цилиндров, двухколенным валом с размещением кривошипов под углом 180º относительно друг друга (рис. 2.2). Угол между рядами цилиндров 45º.
Диаметр цилиндра компрессора:
,
где z – число цилиндров, ki – параметр сил инерции определяется из равенства
,
где n – частота вращения вала компрессора, s – ход поршня.
Таблица 2.9.
Техническая характеристика компрессора ПБ – 100 – 2 – 4
| Холодопроизводительность, кВт при температуре кипения – 35 ºС и температуре конденсации + 30 ºС | |
| Потребляемая мощность на этом режиме, кВт | |
| Диаметр цилиндра, мм | |
| Ход поршня, мм | |
| Количество цилиндров | |
| Объем, описываемый поршнями, м3/с | 0,0664 |
| Электродвигатель: тип мощность, кВт | 4АВР180В4БФ |
| Напряжение питающей сети, В | |
| Частота тока, Гц | |
| Смазочное масло | ХС – 40, ХМ – 35 |
| Масса заправляемого масла | |
| Габаритные размеры, мм | 1100 × 710 × 725 |
| Масса, кг |
|
|
|
Рис. 2.2. Кинематическая схема компрессора
Тогда параметр сил инерции:
;
м.
Принимается стандартное значение диаметра D = 0,085 м.
Средняя скорость поршня:
; 
м/с.
Объем описываемый поршнями при принятом D:
м3/с.
Превышение значения Vh при принятом D от требуемого составляет 5 %, следовательно, принятый D соответствует данной холодопроизводительности.
Удельная адиабатная работа компрессора:
; 
кДж/кг.
Вычисляем полные параметры цикла, учитывая принятый D:
Количество циркулирующего рабочего тела в компрессоре:
; 
кг/с.
Холодопроизводительность:
кВт.
Адиабатная мощность компрессора:
; 
кВт.
Индикаторная мощность компрессора:
,
где ηi – индикаторный КПД, определяющийся графически [7, рис. 3].
; 
кВт.
Эффективная мощность:
,
где Nтр – мощность трения и равен
,
где рi тр – удельное давление трения.
Для R – 404A принимаем рi тр = 40·103 Па, т.к. считаем фреон – 404А аналогом фреона – 22.
кВт; 
кВт.
Механический КПД компрессора:
; 
.
Действительный холодильный коэффициент:
; 
