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.