Файл: Бадылькес И.С. Системы охлаждения с применением пароструйных приборов в качестве бустер-компрессоров.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
МММ***
K^b5Q-5
,g^β<γ"n,∙ £ьАДЬ1ЛЬКЕС> p∙ ji∙ Данилов
Системы охлаждения с применением пароструйных
приборов в качестве бустер-компрессоров
ГОСТОРГИЗДАТ
19 6 1
ΠWfl 'wι 1 ∙
ГЛАВНЕЙ ПРИ ΓOC3KOHOMCOBE¼, c⅜⅜. ВЫДА
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИМЕНИ А И МИКОЯНА
Доктор техн, наук проф.
И. С. БАДЫЛЬКЕС
Канд. техн, наук
Р. Л. ДАНИЛОВ
СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
C ПРИМЕНЕНИЕМ
ПАРОСТРУЙНЫХ ПРИБОРОВ В КАЧЕСТВЕ БУСТЕР-КОМПРЕССОРОВ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТОРГОВОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА — 1961
|
Γoc. публичная |
|
|
*∙cv'z" 'τ'--γ. |
t m |
|
|
|
|
.∙v .«'г.Ліемй |
|
1 |
fcκ,Λ∙ »■. ∙ |
.∙∙∙∙¾ *.∙< |
|
≡∙.;-.. |
C -¿ЛПА |
||
ЧИТАЛ |
-6 бб
Внаучном сообщении изложена новая система охла
ждения с применением пароструйных приборов в каче стве бустер-компрессоров. Она обеспечивает эффектив ные возможности поддержания температурного режима холодильных камер во время пиковых нагрузок при сезонном и эпизодическом поступлении пищевых про дуктов. Приводятся результаты испытаний, методы рас чета пароструйных приборов и их технико-экономические показатели.
Научное сообщение предназначено для работников холодильных предприятий и проектно-конструкторских организаций, а также высших учебных заведений, вы пускающих инженеров холодильной специальности.
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, при проектировании новых или модернизации
действующих холодильных предприятий учитываются современ ные растущие требования холодильной технологии хранения и
замораживания пищевых продуктов.
Для |
хранения |
большинства |
мороженых продуктов |
преду |
|||||||
смотрена |
температура |
воздуха |
—18°, |
а в |
некоторых |
случаях |
|||||
(для |
жирных пород рыбы и птицы) —25°. |
Быстрое заморажи |
|||||||||
вание |
производится в |
специальных |
|
|
|
|
|||||
аппаратах или камерах с температу |
|
|
|
|
|||||||
рой воздуха не ниже —25°. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Осуществление |
этих |
технологиче |
|
|
|
|
|||||
ских режимов возможно при примене |
|
|
|
|
|||||||
нии аммиачных компрессорных уста |
1 |
|
|
||||||||
новок двухступенчатого сжатия, пред |
|
|
|||||||||
ставляющих собой сложную холодиль |
|
|
|
|
|||||||
ную систему. |
|
|
|
|
|
Рис. I. Схема одноступен |
|||||
Между тем во многих случаях ра |
чатого компрессора с паро |
||||||||||
бота |
низкотемпературных |
потребите |
I — конденсатор, |
2 — компрес |
|||||||
лей холода |
является |
сезонной |
или |
сор, |
3 — пароструйный прибор. |
||||||
эпизодической. Нередко двухступен |
|
струйным |
прибором: |
||||||||
|
4 — испаритель |
||||||||||
чатые компрессоры |
необходимы лишь |
|
|
|
|
||||||
для снятия пиковых нагрузок. Нако |
|
|
|
холода |
|||||||
нец, |
на |
ряде |
предприятий |
доля низкотемпературного |
к общей холодопроизводительности холодильных машин вообще незначительна.
Для указанных условий, как правило, в технике стремятся
к максимальной простоте установки. При этом, естественно,
энергетические показатели отодвигаются на второй план, так как их относительная роль в производственных затратах неве
лика.
Для решения этой важной для холодильной техники пробле
мы Всесоюзный научно-исследовательский институт холодиль ной промышленности (ВНИХИ) предложил в 195'6 г. новый цикл с применением пароструйного прибора в качестве бустер-
компрессора [1].
3
Согласно принципиальной схеме (рис. 1) пар из испаритель
ной системы с давлением р0 предварительно направляется в па роструйный прибор, в котором за счет отбора перед конденсато ром части рабочего пара высокого Давления рк осуществляется
повышение давления перед одноступенчатым компрессором
р'о—Po (р'о — давление, создаваемое при выходе из диффузора).
Пароструйные приборы (рис. 2) просты по своей конструк ции, дешевы в изготовлении и надежны в эксплуатации, долго
вечны, не нуждаются в обслуживании и ремонте. Благодаря гер метичности и отсутствию машинных частей попадание воздуха
♦ Эжектируемыи пар
Рис. 2. Устройство и принцип работы пароструйного прибора:
/—рабочее сопло, 2 — приемная камера, 3 — камера смешения, 4 — диффузор
и масла в систему исключается. Отличаясь малыми габаритами,
пароструйные приборы практически не занимают площади.
При установке пароструйных приборов давление кипения р0
понижается до необходимого для каждого из низкотемператур
ных потребителей холода. По этой системе число одновременно работающих одноступенчатых компрессоров при допустимом давлении p*∙(p√p'o≤ ɛ) определяется в зависимости от общего
теплового баланса холодильника.
В течение последних лет ВНИХИ провел экспериментальные исследования работы аммиачных пароструйных приборов в стен довых и производственных условиях [2, 3]. Большой интерес к
пароструйным приборам, проявляемый инженерно-техническими работниками холодильной промышленности и проектно-кон структорскими организациями, послужил основанием к опубли
кованию ряда работ в этой области [4—7]. Широкий отклик па
роструйные приборы нашли и за |
рубежом [8 —10]. |
В предлагаемом вниманию |
читателя научном сообщении |
освещены теоретические основы и экспериментальные исследо вания пароструйных приборов, их конструкции и области при менения на различных холодильных предприятиях; излагаются
также специальные установки с пароструйными приборами Для достижения температур ниже —80° без применения каскадных
схем.
4
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРОСТРУЙНЫХ ПРИБОРОВ
1. Обобщенная зависимость для определения коэффициента инжекции
Основным показателем, характеризующим эффективность работы пароструйного прибора, является коэффициент инжек
ции. Он определяет количество пара, отсасываемого из испари
теля, |
на 1 |
кг |
подаваемого рабочего пара. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
и — |
коэффициент инжекции, |
кг/кг-, |
|
|
кг/час-кг, |
|
|||
Gh — |
|
|
|
|
/час-, |
|||||
|
G — |
часовое количество |
эжектируемого |
пара, |
|
|||||
|
Gn |
— |
|
|
|
|
кг/час. |
|
||
|
|
|
часовое количество рабочего пара, |
|
|
|||||
|
|
|
общее количество сжатого пара, |
|
|
|
||||
Для вывода формулы, определяющей значение коэффициен |
||||||||||
та инжекции от заданных параметровt |
рабочего, эжектируемого |
|||||||||
и сжатого пара, рассмотрим процесс работы пароструйного |
||||||||||
прибора в тепловой диаграмме s— (рис. 3), |
на которой |
показа |
ны следующие точки:
1)начальное состояние рабочего пара (давление ρκ, темпе ратура tp, энтальпия ιpy,
2)конечное состояние адиабатического расширения рабоче
го пара (p0> ⅛, ⅛); |
zJ; |
3) начальное состояние эжектируемого пара (ро, |
4)конечное состояние адиабатического сжатия эжектируе
мого пара (р'о, ч);
5)начальное состояние смешанного пара (pɑ, ⅛);
6)конечное состояние адиабатического сжатия смешанного
пара (p'0, f6);
7) конечное состояние смешанного пара после диффузора :—
сжатый пар (p'0, ic, tc)∙
При расчете пароструйного прибора известны следующие
величины: pκ, tp, p0', р0 и t∏- Следовательно, по s—í-диа-
5
грамме можно определить адиабатический перепад рабочего
пара:
ΔZ1 ɪ ip — i2 |
ккалікг, |
|
(2) |
|
адиабатический перепад эжектируемого пара |
|
(3) |
||
ΔZ2 = Z4 — Zh |
ккал\кг, |
1 |
||
он же приблизительно равен адиабатическому перепаду |
кг |
|||
смешанного пара, то есть |
ккалікг. |
|
(4) |
|
ΔZ2 = Z6-Zs |
|
|
|
Рис. 3. Процесс работы пароструйного прибора |
в s—/-диаграмме |
|
Известно, что скорость истечения рабочего пара из сопла вы |
||
ражается |
W1 — 91,5φ1 ]/∆Z1 місек. |
(5) |
Здесь φy—коэффициент, учитывающий потерю скорости ра |
||
бочим паром по длине сопла. |
для возможности |
|
Необходимая |
скорость смешанного пара |
его сжатия от давления р0 до давления p0' ɑ учетом потерь на трение в приемной камере, в камере смешения и в диффузоре
будет равна |
W2 = 91,5 |
rΔi2M ceκ, |
(6) |
|
tP2 |
|
где φ2 — коэффициент, учитывающий потерю скорости смешан
ного пара в приемной камере, камере смешения и диффузоре.
Так как при захвате струей рабочего пара определенного
количества эжектируемого пара в приемной камере происходит
удар, то, применив закон импульсов, можно записать, что коли
6
чество движения рабочего пара до удара равно количеству дви
жения смешанного пара после удара, т. е.
w1 = (14-u)w2. |
(7) |
Из уравнений (5), (6) и (7) находим зависимость коэффи
циента инжекции от заданных нам адиабатических перепадов
рабочего и эжектируемого паров |
(8) |
где α = φ1∙φs. |
(9 |
Пользуясь формулой (8), Мессинг [11] обобщил эксперимен
тальные данные, полученные различными исследователями при
испытаниии |
пароструйныхM1 /, |
приборов, в |
2виде графической зависи- |
|||||||||||||
,мости |
/ |
1 |
|
, |
M1 \ |
приведенной |
|
и |
|
|
|
|
|
|||
\ |
— |
= T----- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
на рис. 4. |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||
Эти данные относятся к паро |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
струйным приборам, |
работавшим |
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||
на водяном паре. |
|
аналогичных |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для |
получения |
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
практических данных при работе |
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
на |
парах |
|
,аммиака, начиная с |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1957 г., во ВНИХИ были прове |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
дены |
стендовые |
и |
промышлен |
|
О |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
OA ∆i2∕∆it |
|||||||
ные |
|
испытания |
пароструйных |
|
|
|
|
|
—I от |
M1 |
||||||
приборов, работающих в качест |
Рис. |
4. Зависимость |
— |
|||||||||||||
ве бустер-компрессоров к холо |
|
|
|
|
|
и |
M1 |
|||||||||
дильным установкам |
одноступен |
для |
пароструйных |
приборов, |
||||||||||||
чатого и двухступенчатого сжа |
работающих |
на |
водяном |
паре |
||||||||||||
тий. |
2. Испытания пароструйных приборов и их результаты |
|||||||||||||||
Цель испытаний: определить коэффициенты инжекции и ко |
||||||||||||||||
эффициенты, |
характеризующие |
потери |
скоростных |
напоров, |
рабочего, эжектируемого и смешанного паров аммиака при раз личных условиях работы пароструйного прибора.
Исходная формула для определения практического значения коэффициента инжекции вытекает из теплового баланса паро
струйного прибора, по которому сумма теплот, вносимых рабо чим и эжектируемым парами, равна теплоте, уносимой сжатым
паром, т. е. |
zʃ,-j-u-z ,~ (l- -ii)∙ic, |
(10) |
откуда |
_ in ~~ ip |
|
|
iΓ iH |
(11) |
7