Файл: Расчет компрессионной холодильной установки г. Барнаул,хладагент.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2024
Просмотров: 31
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
–10 С, tп=25 С), то необходимо пересчитать холодопроизводительность компрессора на заданные параметры. Для этого необходимо построить цикл для заданного рабочего вещества при стандартных условиях и произвести тепловой расчет.
(Цикл для стандартных условий представлен ниже)
Удельная объемная холодопроизводительность в стандартных условиях
, кДж/м3.
где – удельная массовая холодопроизводительность и удельный объем, рассчитанные при стандартных условиях.
Коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях
Стандартная холодопроизводительность
Расчёт для стандартных условий окончен.
Адиабатная мощность компрессора
, кВт.
Индикаторная мощность
, кВт.
Мощность трения
кВт,
где Pтр– удельное давление трения: 49 – 69 Па – для бескрейцкопфных прямоточных аммиачных машин.
Эффективная мощность
, кВт
Электрическая мощность двигателя
, кВт.
По стандартной холодопроизводительности и мощности двигателя выбирается компрессор (прил. 3, табл. П 3.1) и записываются его характеристики.
По стандартной холодопроизводительности и электрической мощности двигателя выбирается компрессор (прил. 3, табл. П 3.1) П-165 с параметрами (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Параметры компрессора
Нагрузка конденсатора
Qк = Q0 Nдв, кВт (3.1)
, кВт
Расход охлаждающей воды в конденсаторе
, кг/с. (3.2)
, кг/с
Среднелогарифмическая разность температур
, (3.3)
где tб – большая разность температур между потоками в конденсаторе, оС.
tм – меньшая разность температур между потоками в конденсаторе, оС.
Задавшись скоростью воды для аммиачных конденсаторов =2, м/с, из справочников [2; 3] находим коэффициент теплопередачи =2,4, кВт/(м2.оС).
Коэффициент теплоотдачи в реальных условиях
, кВт/(м2 .оС),(3.4)
где =0,45, термическое сопротивление стенки (м2 .оС)/кВт выбираем по табл. 3.1.
Внутренняя поверхность теплообмена конденсатора
, м2. (3.5)
, м2.
Выбираем аппарат с близкой площадью поверхности. Параметры выбранного кожухотрубного горизонтального аммиачного конденсатора представлены в табл. 3.2. (Г.Н. Данилова «Теплообменные аппараты холодильных установок» с.109 табл.4.4)
Таблица 3.2 - Параметры кожухотрубного горизонтального аммиачного конденсатора
3.2. Теоретический расчет коэффициента теплопередачи
Рекомендованное значение коэффициента теплопередачи должно быть проверено по формуле
, Вт/(м2 .оС) (3.6)
, Вт/(м2 .оС)
где Fвн/ = dвн/dн - гладкотрубный аппарат;
– коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на пучке труб, Вт/(м2.оС);
Ен– эффективность наружной поверхности.
, (3.7)
где αконд – коэффициент теплообмена при конденсации на пучке труб, Вт/(м2∙оС), определяется по формуле.
, (3.8)
B = 7702– коэффициент теплоотдачи одной трубе из табл. П 3.3 (прил. 3) при tк=33,5 ºC;
– среднее количество труб по вертикали:
, шт, (3.9)
гдеnобщ– общее число труб;
Sг, Sв – шаг труб по горизонтали и вертикали (равнопроходное пространство, шаг 0,025 мм).
αв– коэффициент теплоотдачи от воды к стене трубы, Вт/(м2 .оС),
, Вт/(м2.оС). (3.10)
Вт/(м2.оС).
Евн – эффективность внутренней поверхности, для гладкотрубных аппаратов.
Число Нуссельта
. (3.11)
где Prж– число Прандтля при t
вср=28,5 ºC;
Prс– число Прандтля при температуре стенки 30,5 ºC;
Еe – коэффициент изменения среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы. (L/d=3/0,025=120>50. => Ee=1)
Число Рейнольдса
, (3.12)
где v – линейная скорость, м/с;
d – внутренний диаметр трубки конденсатора (труба 25x2, внутренний 21 мм, наружний 25 мм);
λ -теплопроводность воды и υ-кинематическая вязкость принимаются по [2;3] при tк=33,5 ºC.
Линейная скорость
, м/с, (3.13)
, (3.14)
где ρ – плотность воды при =28,5 ºC;
n–число труб, шт;
s – число ходов, шт.
Оптимальное значение удельного теплового потока определяется графически.
Строятся графики двух тепловых потоков со стороны воды и пара соответственно: и , (рис. 3.2)
Рис. 3.2. Графическое определение искомого теплового потока qиск=6,38
, (3.33)
. (3.34)
Окончательно поверхность аппарата.
, м2. (3.35)
, м2.
(Цикл для стандартных условий представлен ниже)
Удельная объемная холодопроизводительность в стандартных условиях
| (2.16) |
, кДж/м3.
где – удельная массовая холодопроизводительность и удельный объем, рассчитанные при стандартных условиях.
Коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях
| (2.17) |
Стандартная холодопроизводительность
| (2.18) |
, кВт. |
Расчёт для стандартных условий окончен.
Адиабатная мощность компрессора
| (2.19) |
, кВт.
Индикаторная мощность
| (2.20) |
, кВт.
Мощность трения
| (2.21) |
кВт,
где Pтр– удельное давление трения: 49 – 69 Па – для бескрейцкопфных прямоточных аммиачных машин.
Эффективная мощность
| (2.22) |
, кВт
Электрическая мощность двигателя
| (2.23) |
, кВт.
По стандартной холодопроизводительности и мощности двигателя выбирается компрессор (прил. 3, табл. П 3.1) и записываются его характеристики.
По стандартной холодопроизводительности и электрической мощности двигателя выбирается компрессор (прил. 3, табл. П 3.1) П-165 с параметрами (таблица 2.1).
Таблица 2.1 – Параметры компрессора
Марка | Диаметр цилиндра, мм | Ход поршня, мм | Теоретическая объемная подача, м3/с | Частота вращения, с–1 | R717 | |
Холодопро-изводитель-ность, кВт | Потребляемая мощность, кВт | |||||
П-165 | 115 | 82 | 0,125 | 24 | 207 | 59 |
-
Тепловой расчет конденсатора
-
Расчет поверхности конденсатора
Нагрузка конденсатора
Qк = Q0 Nдв, кВт (3.1)
, кВт
Расход охлаждающей воды в конденсаторе
, кг/с. (3.2)
, кг/с
Среднелогарифмическая разность температур
, (3.3)
где tб – большая разность температур между потоками в конденсаторе, оС.
tм – меньшая разность температур между потоками в конденсаторе, оС.
Задавшись скоростью воды для аммиачных конденсаторов =2, м/с, из справочников [2; 3] находим коэффициент теплопередачи =2,4, кВт/(м2.оС).
Коэффициент теплоотдачи в реальных условиях
, кВт/(м2 .оС),(3.4)
где =0,45, термическое сопротивление стенки (м2 .оС)/кВт выбираем по табл. 3.1.
Внутренняя поверхность теплообмена конденсатора
, м2. (3.5)
, м2.
Выбираем аппарат с близкой площадью поверхности. Параметры выбранного кожухотрубного горизонтального аммиачного конденсатора представлены в табл. 3.2. (Г.Н. Данилова «Теплообменные аппараты холодильных установок» с.109 табл.4.4)
Таблица 3.2 - Параметры кожухотрубного горизонтального аммиачного конденсатора
ММарка конденсатора | Площадь действительной наружной поверхности, м2 | Объём пространства, м3 | Диаметр обечайки, мм | Число труб | Длина труб, м | Число ходов | |||||
межтрубного | трубного | ||||||||||
ТГ-40 | 40 | 0,53 | 0,25 | 600 | 216 | 3 | 8 |
3.2. Теоретический расчет коэффициента теплопередачи
Рекомендованное значение коэффициента теплопередачи должно быть проверено по формуле
, Вт/(м2 .оС) (3.6)
, Вт/(м2 .оС)
где Fвн/ = dвн/dн - гладкотрубный аппарат;
– коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на пучке труб, Вт/(м2.оС);
Ен– эффективность наружной поверхности.
, (3.7)
где αконд – коэффициент теплообмена при конденсации на пучке труб, Вт/(м2∙оС), определяется по формуле.
, (3.8)
B = 7702– коэффициент теплоотдачи одной трубе из табл. П 3.3 (прил. 3) при tк=33,5 ºC;
– среднее количество труб по вертикали:
, шт, (3.9)
гдеnобщ– общее число труб;
Sг, Sв – шаг труб по горизонтали и вертикали (равнопроходное пространство, шаг 0,025 мм).
αв– коэффициент теплоотдачи от воды к стене трубы, Вт/(м2 .оС),
, Вт/(м2.оС). (3.10)
Вт/(м2.оС).
Евн – эффективность внутренней поверхности, для гладкотрубных аппаратов.
Число Нуссельта
. (3.11)
где Prж– число Прандтля при t
вср=28,5 ºC;
Prс– число Прандтля при температуре стенки 30,5 ºC;
Еe – коэффициент изменения среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы. (L/d=3/0,025=120>50. => Ee=1)
Число Рейнольдса
, (3.12)
где v – линейная скорость, м/с;
d – внутренний диаметр трубки конденсатора (труба 25x2, внутренний 21 мм, наружний 25 мм);
λ -теплопроводность воды и υ-кинематическая вязкость принимаются по [2;3] при tк=33,5 ºC.
Линейная скорость
, м/с, (3.13)
, (3.14)
где ρ – плотность воды при =28,5 ºC;
n–число труб, шт;
s – число ходов, шт.
Оптимальное значение удельного теплового потока определяется графически.
Строятся графики двух тепловых потоков со стороны воды и пара соответственно: и , (рис. 3.2)
Рис. 3.2. Графическое определение искомого теплового потока qиск=6,38
, (3.33)
. (3.34)
Окончательно поверхность аппарата.
, м2. (3.35)
, м2.