Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 149

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

230

что при изменении температуры кипения, а значит, и давления,

резко меняется удельный объем пара

Ѵу3 (в частности при

по­

нижении температуры кипения

Ѵу3 увеличивается;,в то время как

холодопроизводитѳльность

остается почти

неизменной.

По-

а)

 

 

слѳднеѳ наглядно

видно

 

 

на диаграмме

lg р - L

 

 

 

 

 

 

(рис.І2.І2а), где отрез­

 

 

 

ки 4-1, 4' -I' и 4"-1"

 

 

 

соответствуют холодопро-

 

 

 

изводитѳльности

 

. При

 

 

 

различных температурах

 

 

 

кипения' и при постоян­

 

 

 

ной

температуре

конден­

S)

 

 

саций

эти отрезки почти

 

 

одинаковы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Объемная холодопро­

 

 

 

изводитѳльность

fa при

 

 

 

изменении температуры

 

 

 

конденсации

также

изме­

 

 

 

няется. При

изменении

 

 

 

температуры конденсации

 

 

 

(см.рис.12.12 б)меняется

 

 

 

холодопроизводитѳльность

Рис.12.12. Изменение холодопроизво-

 

п0 , выражаемая отрѳзка-

дительности.

 

 

цг» т—4

1—4*

Т—4й

а

а) с изменением температуры кипения;

 

-г, х -г, х

,

 

б) с изменением температуры

 

удельный объем всасыва-

конденсации

 

 

ния

 

остается

по­

 

 

 

стоянным.

 

 

 

Для сравнения холодильных машин

 

между

собой их холодопро­

изводительность определяется при одинаковых условиях. В каче­ стве условий для сравнения,при которых определяется холодопро­

изводительность, приняты параметры нормального цикла,

стан­

дартного цикла и цикла кондиционирования воздуха. Эти

пара­

метры приведены в табл.І2.І.

 

Т а б л и ц а І2.І

 

 

Значения параметров холодильных

циклов

 

Циклы

То

тн

ТР

Нормальный .....................

-10

+25

+15

Стандартный ....................

-15

+30

+25

Кондиционирование воздуха .....

+ 5

+35

+30


231

Холодопроизводителъность, полученная для одного из циклов табл.12.I, пересчитывается на требуемые условия работы, или наоборот. Формулы пересчета получают на основе следующего ра­ венства

 

 

Q.

 

ІЕ-

 

Ч-

ос

откуда

■^С $ѵс

lp h p

 

Q ос

= -■ Лс ^Vc

Q

 

 

Н

Ь р

ор

Здесь индексом "с" отмечены стандартизованные параметры,

аиндексом "р" - параметры цикла в рассматриваемых условиях.

§12.5. СЛОЖНЕЙ СХЕМЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Ксложным холодильным машинам относятся многоступенчатые и каскадные.

Если холодильная машина должна работать при очень низких температурах кипения холодильного агента и высоких температурах конденсации, то отношение давлений начала и конца сжатия в ком­ прессоре рѳэко увеличивается. При этом ухудшаются условия ра­ боты компрессора и увеличиваются потери от дросселирования. В целях сокращения потерь и обеспечения лучших условий работы компрессора применяют многоступенчатое сжатие агента с много­ кратным дросселированием и промежуточным отбором пара.

Вода

 

И,

■ЛЛЛЛЛ/WW--—

 

к,

Сг

 

 

 

 

 

 

 

_

-ЛЛЛЛѴѴЧЛ------

к < |a«fc

 

5 5 '

-ЛЛ/ѴѴѴѴѴ-

 

 

 

3'

 

 

 

 

 

 

 

 

/'WWW' — ~] -

 

V

'

И,

 

 

 

 

 

Рис.12.13. Схема двухступенчатой холодильной машины с полным промежуточным охлаждением


232

Применяемые многоступенчатые схемы могут быть с полным про­ межуточным охлаждением холодильного агента между ступенями и с неполным. Полным промежуточным охлаждением называется охлажде­ ние перегретого пара до насыщенного состояния.

Схема двухступенчатой холодильной машины с полным промежу­ точным охлаждением показана на рис.12.13, а ее теоретический

цикл в диаграмме Т - 5' на рис.12.14. Рассматриваемая

машина

состоит из

компрессора (Aj

- первая ступень

сжатия и

- вто­

рая), испарителей

И-j- и И р

конденсаторов Kj

и К2 , регулирующих

вентилей

и Д р

отделительных сосудов Cj~h

С2~и теплообмен­

ника Т .

 

 

 

 

 

Машина работает следующим образом. В конденсаторе К2 холо­ дильный агент конденсируется при давлении рк , переохлаждается

^циркулирующей водой) и в состоянии 5 направляется к регули­

рующему вентилю Д р

где он

дросселируется (процесс 5-5')

до

промежуточного давления

р'

. В состоянии 51

влажный пар по­

ступает в сосуд С р

в котором происходит процесс

отделения жид­

кости. Далее часть жидкого агента в состоянии

6

подводится к

регулирующему вентилю Д р

где он дросселируется вторично

(про­

цесс 6-61) с понижением давления до величины

ра .

 

В состоянии б 1 агент

поступает в сосуд, отделитель жидко­

сти, Cj. Из сосуда Cj жидкость направляется в испаритель низ­

кого давления И р где происходит отбор

тепла

от охлаждаемого

 

объекта(процесс 7-1).

 

Образовавшийся в ре­

 

 

зультате процесса 7-1

 

пар поступает в сосуд Cj,

 

откуда он в состоянии I

 

засасывается первой

сту­

 

пенью компрессора А р

 

После

сжатия в первой

 

ступени пар в состоя­

 

нии 2

направляется

в

 

промежуточный водяной

 

холодильник

К р В этом

 

'холодильнике

тепло

от

 

холодильного

агента

 

 

отводится в

процессе

 

 

2-3’ при постоянном дав­

Рис.12.14-. Теоретический цикл двухсту­

лении-

Дальнейшее охлаж­

пенчатой холодильной машины

дение

пара до насыщен-


233

ного состояния (про­ цесс З'-З) происходит в теплообменнике Т . Это охлаждение осуще­ ствляется за счет иопарения жидкого холо­ дильного агента, час­ тично отбираемого от сосуда С2 . В состоя­ нии 3 пар засасывает­ ся второй ступенью компрессора і^и после сжатия (процесс 3-4) поступает в конденса­ тор К2 .

Двухступенчатая машина может рабо­ тать с одним испари­ телем Hj, имеющим температуру, кипения Т и с двумя испарите­ лями Zj и И2 , причем температура кипения ІГ' во втором испарителе будет соответствовать промежуточному давле­ нию /?0' . Для работы испарителя И2 в него из сосуда С2 в со­ стоянии 6 направляет­ ся часть холодильного агента. Пары этого агента после прохож­ дения отделительного сосуда ( в состоя­ нии 3) поступают во вторую ступень ком­ прессора, а затем в состоянии 4 - в кон­ денсатор К2 .

«Л»

.12.15. Каскадная холодильная машина

а) схема; б) теоретический цикл

Рис

 

234

В машине с неполным промежуточным охлаждением отсутствует теплообменник Т и пары агента после промежуточного холодиль­ ника Kj поступают непосредственно во втору» ступень компрессо­ ра Ag. В этом случае пар, идущий после промежуточного холо­ дильника Kj (состояние 3'), смешивается с паром, отделенным в сосуде Cg и имеющим состояние 3. В результате смешения пар пе­ ред всасыванием в ступень компрессора Ag будет иметь состоя­ ние, соответствующее точке 3" , а процесс сжатия в машине с не­ полным промежуточным охлаждением будет характеризоваться адиа­ батой 3"- V .

Процесс многоступенчатого сжатия холодильного агента может быть осуществлен также системой отдельно работающих холодиль­ ных машин, получившей название каскадной. Принципиальная схема каскадной машины, состоящей из двух каскадов (нижнего и верх­ него), показана на рис.І2.І5а, а ее холодильный цикл - на рис.12.156.

Нижний каскад машины представляет собой одноступенчатую холодильную машину, конденсатор которой охлаждается испарите­ лем верхнего каскада. Конденсатор нижнего каскада одновременно является испарителем верхнего каскада, поэтому такой.агрегат

называется испарителем-конденсатором ИК (рис.1 2 .1 5 а).

 

В испарителе Ив

нижнего каскада отбирается тепло

от

охлаждаемого объекта при температуре

7^ (процесс б'-І),

в ре­

зультате чего холодильный агент превращается

в пар, который

затем в состоянии I засасывается компрессором Äj.

 

В компрессоре Aj

пары адиабатно

сжимаются

и в состоянии 2

направляются в охладитель 0, где их температура понижается до температуры окружающей среды (процесс 2-3'). Данный процесс возможен только в том случае, когда температура паров, сжатых в компрессоре Aj, окажется выше температуры окружающей среды.

Далее, в состоянии З1пары поступают в испаритель-конденсатор ИК,

где они в процессе 3' -6 конденсируются при температуре

за

счет отнятия

тепла испарителем верхнего каскада. Затем жид­

 

кость в состоянии 6 дросселируется и в состоянии 6

поступает

в испаритель

И н . в нижнем каскаде, следовательно,

осущест­

вляется цикл

1-2-З-З-б-б'-І одноступенчатой холодильной машины.

Верхний каскад также работает, как обычная одноступенчатая холодильная машина с циклом 3“-4-5-5'-3-3’, при этом холодиль­ ный аффект, необходимый для конденсации пара в нижнем каскаде,


235

создается в процессе кипения и последующего перегрева агента верхнего каскада, поступающего в испаритель-конденсатор (про­ цесс 5' -3-3").

Г л а в а 13

РАБОЧИЕ АГЕНТЫ И ХЛАЖШОСИТЕДИ

§ 13.I. ТРЕБОВАНИЯ К ХОЛОДИЛЬНЫМ АГЕНТАМ

Холодильный агентом называется рабочее вещество, с помощью которого в холодильной машине осуществляется отнятие тепла от охлаждаемого объекта и передача этого тепла более нагретой окружающей среде (воде или воздуху).

Свойства холодильных агентов оказывают влияние как на холодопроизводитѳльность установки, так и на ее конструктивные особенности и условия эксплуатации. В связи с этим к холодиль­ ным агентам предъявляются определенные требования, которые можно разделить на следующие четыре группы: термодинамические, физико-химические, физиологические и экономические. Рассмотрим каждую из этих групп требований в отдельности.

Т е р м о д и н а м и ч е с к и е

т р е б о в а н и я .

I. Высокая объемная холодопроизводитѳльность.. Объем паров хо­

лодильного

агента

Ѵт , циркулирующий

в холодильной

машине,

будет

равен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

V

= — —

и8/час.

 

 

 

 

7

и

 

 

Согласно этому выражению увеличение холодопроизводитель­

ности

у ѵ приводит

к уменьшению объема

циркулирующего

хлад­

агента

у

, а следовательно,

и к уменьшению размеров компрес­

сора.

 

 

 

 

 

 

Весовая холодопроизводитѳльность

для мелких компрессо­

ров должна иметь малые значения, так как получаемое при этом большее количество циркулирующей жидкости облегчает конструк­ тивное выполнение автоматических регулирующих вентилей.

2.. Температура испарения хладагента должна оыть ниже тем­ пературы охлаждаемого объекта, а температура конденсации выше