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

252

нюю крышку 8 вначале попадают во внутреннюю полость электродвигателя и охлаждают его, а затем направляются во всасывающие полости 5. Из этих полостей через всасывающие клапаны пары поступают в цилиндры и, после сжатия, направляются в нагнетательный трубопровод 4. Всасывающие я нагнетательные клапаны установлены в клапанной плите в головке блока и отделены друг от друга перегородкой.

Перспективными для использования в холодильной технике яв­ ляются турбокомпрессоры, которые по сравнению с поршневыми имеют следующие преимущества:

-возможность получения большой холодопроизводитѳльности

водном агрегате (.3 — 5 млн. ккал/час);

-безопасность пуска, так как давление сжатия в системе определяется лишь числом оборотов компрессора;

-отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов;

-отсутствие внутренней смазки, что исключает возможность попадания масла в теплообменные аппараты, где оно снижает ко­ эффициент теплопередачи;

-хорошая герметичность машины;

-удобство осуществления многоступенчатого сжатия и регу­ лирования;

253

-компактность и уравновешенность мамины вследствие отсут­ ствия переменных инерционных сил;

-малые габариты и вес.

Несмотря на перечисленные преимущества, турбокомпрессоры еще не нашли широкого распространения в холодильных машинах. Это объясняется тем, что экономичная работа турбокомпрессора с обычными агентами возможна только при больших холодопроизво-

дигелвностях (около миллиона килокалорий в час), так как только в этом случае объемные и гидравлические потери мало сказываются на к.п.д.

При использовании холодильных агентов, отвечающих спе­ циальным требованиям, можно получить в турбокомпрессорах отно­ сительно небольшую холодопроизводительность при сравнительно высоком к.п.д. Одним из основных таких требований является низкое значение объемной холодопроизводительности, что обеспе­ чивает большой объем циркулирующего агента при сравнительно небольшой холодопроизводительности машины.

§ 14.3. КОНДЕНСАТОРЫ

Конденсатор холодильной машины является теплообменным ап­ паратом,в котором тепло от холодильного агента передается окружающей среде - воде или воздуху. В конденсатор поступает из компрессора перегретый пар, .который в результате охлажде­ ния в нем конденсируется, т.е, переходит в жидкое состояние.

От холодильного агента в конденсаторе отводится то тепло, которое он воспринял в испарителе и в компрессоре, а также в трубопроводах низкого давления.

К конденсаторам, как к теплообменным аппаратам, предъяв­ ляются следующие основные требования:

-интенсивность теплопередачи;

-простота и компактность конструкции;

-безопасность и удобство эксплуатации;

-легкость очистки от загрязнений;

-низкая стоимость.

Из всех перечисленных требований главным является первое, т.е. интенсивность теплопередачи. Интенсивность теплопередачи в конденсаторах зависит от интенсивности теплоотдачи при кон­ денсации; интенсивности теплоотдачи со стороны охлаждающей воды или воздуха; степени загрязненности теплопередающей по­ верхности. Рассмотрим влияние этих факторов.

254

1. От характера образования конденсата. По характеру обра­ зования конденсата различают два вида конденсации: пленочную и капельную. При пленочной конденсации жидкость осаждается на

холодной поверхности в виде сплошной пленки. Такое явление на­ блюдается при конденсации чистого пара на чистой поверхности; при этом образовавшийся конденсат должен хорошо смачивать по­ верхность.

При капельной конденсации жидкость осаждается на стенках в виде отдельных капель. Капельная конденсация получается в том случае, когда конденсат не смачивает поверхность охлажде­ ния. Такой вид конденсации можно получить также искусственно: путем добавления к пару или нанесения на поверхность веществ, ухудшающих смачиваемость поверхности (например, масла). Коэф­ фициент теплоотдачи при пленочной конденсации выше, чем при капельной.

В реальных условиях в теплообменных аппаратах в большин­ стве случаев имеет место пленочная конденсация, но наряду с этим возможны случаи и смешанной конденсации, когда в одной части аппарата получается пленочная конденсация, а в другой - капельная.

2. От скорости и направления движения пара. При движении пара в одном направлении с движением пленки конденсат быст­ рее удаляется с поверхности и коэффициент теплоотдачи воз­ растает .

При движении пара в направлении, противоположном течению пленки, последняя вследствие торможения утолщается и коэффи­ циент теплоотдачи уменьшается. Но если скорость движения пара будет достаточно велика, то пленка будет увлекаться потоком и срываться с поверхности. Тогда при дальнейшем увеличении скорости движения пара коэффициент теплоотдачи будет расти.

3. От состояния поверхности. Если поверхность теплообмен­ ных аппаратов шероховатая, то толщина пленки конденсата уве­ личивается вследствие дополнительного сопротивления ее движе­ нию, а коэффициент теплоотдачи при этом, снижается.

4. От содержания вовдуха в паре. Присутствие в паре воз­ духа или других неконденсирующихся газов приводит к значитель­ ному, уменьшению коэффициента теплоотдачи при конденсации. Это

255

происходит потому, что на холодной поверхности конденсируется только пар, а воздух с течением времени скапливается около по­ верхности, создавая сопротивление продвижение пара к последней. Слой паровоздушной снеси с меньшим содержанием пара, покрываю­ щий пленку конденсата, создает также добавочное сопротивление теплопередаче, следствием чего является повышение температуры и давления конденсации. Повышение давления в конденсаторе вле­ чет за собой увеличение расхода энергии на работу компрессора.

Поэтому при работе холодильной установки необходимо перио­ дически удалять воздух из системы, проникающий в нее через не­ плотности фланцевых соединений и сальники компрессоров и вен­ тилей.

5. От конструкции теплообменного аппарата. Коэффициент теплоотдачи одиночной горизонтальной трубы значительно выше, чем вертикальной. Однако при расположении горизонтальных труб пучком коэффициент теплоотдачи снижается. Объясняется это тем, что конденсат с верхних труб стекает на нижние, образуя на них более толстую пленку.

На вертикальных трубах пленка конденсата в нижней части также утолщается.

Примерные значения коэффициентов теплоотдачи при конден­

При любой конструкции аппарата для повышения коэффициента теплоотдачи при конденсации необходимо обеспечить быстрый от­ вод конденсата с теплопередающей поверхности и поддерживать

со стороны охлаждающей воды или воздуха оказывает их скорость движения. С увеличением скорости движения воды или воздуха через конденсатор увеличивается коэффициент теплоотдачи. Однако увеличение скорости их движения влечет за собой возрастание

257

металлический бак. В змеевики сверху поступают пары холодиль­ ного агента, а снизу агент отводится в видком состоянии. Зме­ евики охлаждаются водой, которая, поступая в бак снизу, омы­ вает снаружи змеевики и выходит И8 верхней части бака. В баке устанавливаются перегородки, разделяющие его на отсеки. Вода попадает в нижний отсек, а затем последовательно проходит че­ рез остальные, чем достигается увеличение скорости ее движения Однако, несмотря на эго, скорость движения воды в таких яондѳн саторах очень мала (около 0,1 м/сек).

Теплопередача в погружных конденсаторах низкая, коэффи­ циент теплопередачи нн у них колеблется в пределах

150 - 200 ккал/м^«град-час. Это объясняется малой скоростью движения воды, а также плохим отводом жидкого агента с тепло­ передающей поверхности. Жидкий агент, образовавшийся вначале, должен до выхода пройти всю оставшуюся часть змеевика, и по­

рены к внутренним. Переход из межтрубного кольцевого простран­ ства одной грубы в другую осуществляется посредством приварен­ ных соединительных патрубков, расположенных по концам труб.

Для лучшего отекания конденсата трубы имеют небольшой уклон. Пары холодильного агента поступают в межтрубное пространство сверху, а жидкий агент отводится снизу. Вода подводится снизу и идет последовательно по внутренним трубам, соединенным между собой по концам переходными устройствами (калачами).

В противоточных конденсаторах обеспечивается интенсивная теплопередача ( кк - 800 *• 900 ккал/м^.град-ч?с).