Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf

Хд — коэффициент дросселирования; лп — коэффициент подогрева; А* — коэффициент герметичности;

X— коэффициент подачи компрессора;

Ѵ„ — объем, описанный поршнями компрессора за один ход. Объемный коэффициент учитывает снижение производитель­ ности вследствие наличия вредного пространства в цилиндрах компрессора. Этот коэффициент для паровых компрессоров рас­

считывается так же, как и для воздушных компрессоров:

пара из вредного пространства, при­ нимаемый [14] обычно для фреоно­ вых компрессоров равным 1, для аммиачных машин 1,1*.

Коэффициент дросселирования учитывает влияние на произ­ водительность компрессора понижения давления пара в ци­ линдре при всасывании по сравнению с давлением во всасываю­ щем трубопроводе и равен

Обычно влияние вредного пространства и дросселирования пара при всасывании учитывается [9] индикаторным коэффициентом всасывания

ской производительности компрессора за счет повышения темпе­ ратуры пара при всасывании, определяется обычно по эмпири­ ческой формуле [9]:

30

фициент герметичности при нормальном состоянии компрессора составляет 0,95—0,98. Таким образом, коэффициент подачи ком­ прессоров ПКХУ при степени повышения давления 3—8 и водя­ ном охлаждении цилиндров (ß=0,03ч-0,04) составляет пример­ но 0,85—0,60' [26]. Для фреоновых машин при недостаточном пе­ регреве пара перед компрессором коэффициент подачи может быть ниже названных величин за счет влияния циклической конденсации хладагента на стенках цилиндра и растворимости его в масле. Обычно принимается, что при перегреве до 40° С величина коэффициента подачи не снижается за счет этих яв­ лений, однако [26] снижение перегрева на каждые 10° С приво­ дит к уменьшению коэффициента подачи на 3—5%.

Работа, затрачиваемая за один ход поршня в цилиндре ком­ прессора (индикаторная работа), численно равна площади ин­ дикаторной диаграммы в соответствующем масштабе. Для оцен­ ки совершенства компрессора используются величины индика­ торного и полного к. п. д. компрессора. Индикаторный к. п. д. представляет собой отношение теоретической работы, затрачен­ ной на 1 кг или 1 м3 засасываемого пара, к фактической инди­ каторной работе, затрачиваемой на получение того же количе­ ства сжатого пара. При анализе неохлаждаемых машин тео­

Ориентировочно адиабатный индикаторный к. п. д, поршне­ вых компрессоров ПКХУ может быть рассчитан [9] по формуле

Іі— эмпирический коэффициент, равный для горизонталь­ ных компрессоров двойного действия 0,0020, для вер­ тикальных прямоточных компрессоров аммиачных 0,0010 и фреоновых 0,0025.

Полный к. и. д. компрессора представляет собой произве­ дение индикаторного и механического к. п. д. Механический к. п. д. учитывает потери энергии вследствие трения в подшип­ никах. кривошипно-шатунной группе и обычно [9] равен 0,85— 0,93. Механический к. ш д. зависит от режима работы ком-

31

прессора. Приведенные значения механического к. и. д. соот­ ветствуют паспортным режимам работы машин.

Мощность на валу компрессора может быть рассчитана по

В установках для кондиционирования воздуха используются, ;Как правило, турбокомпрессоры без специального охлаждения

и будет эквивалентна площади 1—2—4—5—6. В реальной ма­ шине благодаря наличию сопротивлений в проточной части про­ исходит диссипация энергии потока и связанное с ней повыше­ ние энтропии пара. Условно реальный процесс сжатия пара в турбокомпрессоре может быть изображен линией 1—3. Площадь под линией 1—3 представляет собой работу, затрачиваемую на преодоление сопротивлений проточной части компрессора. Пол­ ная работа, затрачиваемая на сжатие 1 кг пара, определится уравнением

турбокомпрессора характеризуют так называемым внутренним (политропным) к. п. д., представляющим собой отношение ра­ боты сжатия (площадь 1—3—4—5—6) к полной работе, затра­ гиваемой в компрессоре (площадь А—3—4—5—6—1—В). Од­ нако при сжатии реальных газов (паров) определение этого коэффициента затруднено из-за невозможности использования характеристического уравнения идеального газа и базирую­

32

щихся на нем формул для расчета работы. Применение урав­ нения состояния реального газа значительно усложняет расчет. Поэтому обычно совершенство парового турбокомпрессора .ха­ рактеризуется адиабатным к. п. д., представляющим собой от­ ношение теоретической (адиабатной) работы (площадь 1—2— 4—5—6) к полной работе, затрачиваемой в компрессоре:

Полный адиабатный к. п. д. компрессора

где г)ок — объемный к. п. д. компрессора, представляющий со­

бой отношение массовых расходов воздуха в нагне­ тательном и всасывающем патрубках машины12;

т)мк— механический к. п. д. компрессора, представляющий

собой отношение мощности, переданной пару в ком­ прессоре, к мощности на его валу.

Степень повышения давления в одной ступени турбокомпрес­ сора ограничивается допустимой по условиям прочности и газо­ динамическим условиям течения газа окружной скоростью рабочего колеса. В настоящее время для используемых в ста­ ционарных компрессорных машинах материалов допустимая окружная скорость рабочего колеса составляет 300—350 м/сек. Газодинамические условия работы компрессорной ступени оп­ тимальны, если отношение скорости пара в потоке па выходе из рабочего колеса к скорости распространения звука не пре­ вышает определенного предела. Так как скорость распростра­ нения звука в газах зависит от их физических свойств, то и допустимая окружная скорость компрессорного колеса различна для разных хладагентов. Наибольшая окружная скорость по этому фактору допускается для хладагентов с малой молеку­

допустимые окружные скорости колес при использовании этих агентов позволяют ограничиваться малым числом ступеней турбокомпрессоров. В установках для кондиционирования воз­ духа при использовании в качестве хладагента Ф-12 применя­ ются одноили двухступенчатые машины, в то время как при использовании аммиака в тех же условиях приходится приме­ нять семиступеичатый агрегат (перепад температур па одну ступень равен примерно 6°С).

1 Разница массовых расходов объясняется наличием расхода пара через разгрузочный поршень турбокомпрессора.

5.Реальный цикл ПКХУ

Вразделах 1 и 3 этой главы рассматривались теоретические

рабочие процессы в холодильных установках. Фактические процессы отличаются от них. Прежде всего отличаются от тео­ ретических реальные процессы сжатия пара в компрессорах (см. п. 4). Кроме того, в реальном цикле температуры испаре­ ния Тп и конденсации Тк хладагента отличаются от температур окружающей Т0 и охлаждаемой Г„.с сред, что приводит к не­

в испарителе; і‘іэ и іів — эквивалентные энтальпии хладагента на входе

и выходе из испарителя, определяемые по зна­ чениям средней температуры (среднего дав­ ления) И ЭНТРОПИЙ S) И Sh.

Удельная работа, затрачиваемая в цикле (без учета меха­ нических и объемных потерь в компрессоре), определяется со­ гласно (59):

Эквивалентная этой работе площадь будет Л—а—3—4—5—1—В_ Таким образом, фактический холодильный коэффициент ре­

альной ПКХУ определяется отношением