 |
Значение индикаторного КПД в зависимости от степени повышения давления хладоагента в компрессоре
|
|
|
|
| |||||||||||
| 0,88 | 0,87 | 0,85 | 0,84 | 0,81 | 0,8 | 0,76 | 0,72 | 0,70 | 0,68 | 0,65 |
Требуемая мощность компрессора определяется по формуле
. (9.13)
Объемная подача компрессора (
) и его требуемая мощность (
)являются основными показателями, по которым выбирается тип компрессора (смотри Приложение, таблица П. 11).
В настоящее время на холодильных установках преимущественно используются поршневые бескрейцкопфные компрессоры. Бескрейцкопфные поршневые компрессоры выпускаются согласно ГОСТ 6492-76 (Приложение 1) и ОСТ 26.03.943-77 (Приложение 2). Условные обозначения, входящие в марку компрессора, следующие: Ф – хладоновый, А – аммиачный, Г - горизонтальное расположение цилиндров, В – вертикальное расположение цилиндров, УУ - V-образное расположение цилиндров, БС – бессальниковый, П – поршневой сальниковый, ПБ – поршневой бессальниковый, ПГ – поршневой герметичный.
Расчет испарителя
В химических производствах холодильные установки обычно имеют кожухотрубные испарители. В трубных решетках таких аппаратов закреплены трубы, в которых циркулирует хладоноситель (охлаждаемый солевой раствор). Межтрубное пространство заполнено хладоагентом. В аммиачных испарителях используются трубы диаметром 25 х 2,5 мм, выполненные из стали. Хладоновые (фреоновые) испарители снабжены медными трубами диаметром 15 х 2 мм. Подбор испарителя осуществляется по требуемой поверхности теплообмена. Для испарителей с перегревом пара, вследствие различных закономерностей процесса теплопередачи при испарении хладоагента и перегреве его паров, требуемая поверхность теплообмена рассчитывается по выражению:
, (9.14)
|
|
|
где 
- общая поверхность испарителя, м2;
и 
- поверхности теплообмена зоны испарения хладоагента и перегрева его паров, м2.
Поверхности зон 
и определяются в свою очередь как
, (9.15)
. (9.16)
В уравнениях (9.15 и 9.16) 
- тепловая нагрузка зоны испарения, кВт.
- тепловая нагрузка зоны перегрева пара, кВт.
Величины 
и 
- являются средней движущей силой процесса переноса теплоты от одного теплоносителя (хладоагента) к другому (охлаждаемому рассолу) в зонах испарения и перегрева парах По своему физическому смыслу 
характеризует среднюю разность температур между теплоносителями. При расчете и целесообразно построить температурный график, характеризующий изменение температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена (см. рис. 39).
Нижняя кривая рис. 39 характеризует изменение температуры хладоагента вдоль поверхности испарителя, верхняя кривая соответствует температуре охлаждаемого рассола.
Рис. 39. Изменение температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена испарителя
Расчет среднего температурного напора в каждой зоне испарителя производится по уравнениям:
при 
< 2 (9.17)
при > 2 (9.18)
для зоны испарения
при 
< 2 (9.19)
при > 2 (9.20)
для зоны перегрева паров хладоагента.
Промежуточная температура охлаждаемого рассола 
на границе зон испарения и перегрева пара, входящая в уравнения (17-20), является неизвестной. Ее значение можно определить из теплового баланса любой из зон:
, (9.21)
. (9.22)
Из уравнений (21, 22) следует:
, (9.23)
, (9.24)
где Ср – массовая теплоемкость рассола, кДж/кг·К.
Величины К1 и К2, входящие в уравнения (9.15, 9.16), называются коэффициентами теплопередачи.
По физическому смыслу коэффициент теплопередачи характеризует количество теплоты, которое переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через разделяющую их стенку поверхностью 1 м2 при разности температур между теплоносителями 1 градус.
|
|
|
Расчет коэффициентов теплопередачи является относительно трудоемкой задачей. Методика этого расчета рассматривается в специальном разделе курса процессов и аппаратов. При ориентировочных расчетах испарителей холодильных установок могут быть приняты следующие значения коэффициентов теплопередачи
в зоне испарения:
К = 400 – 520 Вт/м2К для аммиачных испарителей;
К = 700 – 1000 Вт/м2К для фреоновых испарителей;
в зоне перегрева пара:
К = 40 – 50 Вт/м2К.
Определив значения всех величин, входящих в уравнения (9.13, 9.19) рассчитывают поверхность каждой зоны, а затем и требуемую общую поверхность испарителя. По требуемой поверхности выбирают стандартный испаритель (см. Приложение, таблица П. 3, П. 4).
Расчет конденсатора
В отечественных холодильных установках применяются кожухотрубные, оросительные, испарительные и воздушные конденсаторы. Их основные конструктивные особенности и принцип действия описаны в /5/. В приложении приведены теплотехнические характеристики различных типов конденсаторов. Используя данные приложения, требуемую поверхность конденсатора можно определить по формуле:
, (9.21)
где 
- общая тепловая нагрузка на конденсатор, кВт;
- плотность теплового потока в конденсаторе, кВт/м2.
Общая тепловая нагрузка конденсатора рассчитывается по уравнению
. (9.22)
После расчета требуемой поверхности конденсатора 
, используя приложение (таблица П. 5, П. 6) можно выбрать стандартный аппарат. В том числе, если информация о плотности теплового потока в конденсаторе соответствует, расчет его поверхности теплообмена можно провести по аналогии с расчетом поверхности испарителя.
|
|
|
