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

Lm p - 01d

б) задаваясь длиной конденсатора Ь , находим число труб в конденсаторе п :

п

в) задаваясь скоростью движения воды в трубах Ѵв в пре делах 0,8 - 1,0 м/сек, определяем сечение труб в одном ходе воды через конденсатор

г) сечение одной трубы равно

^тр

д) число труб т в одном ходе будет

е) число ходов в конденсаторе г будет равно

Конденсаторы холодильных мамин работают при давлениях выше атмосферного, поэтому при их конструировании должна быть обес­ печена необходимая прочность и плотность. При расчете конден­ саторов на прочность принимают следующие условные давления: для аммиака и фреона-22 - 20 атм, а для фреона-12 - 16 атм.

265

§ І4Л. ИСПАРИТЕЛИ

Испаритель - это тешгообмѳнный аппарат, в которой тепло от охлаждаемой среды передается жидкому холодильному агенту, вызы­ вая кипение последнего.

Теплообмен в испарителе осуществляется через ограждающую

1. От характера образования пара - пузырчатого или пленоч­ ного. Пузырчатый режим кипения наблюдается тогда, когда в не­ которых благоприятных точках теплопередающей поверхности обра­ зуются отдельные пузырьки пара. Центрами парообразования слу­ жат отдельные шероховатости (бугорки), а также пузырьки газов, легко выделяющихся на поверхности нагрева.

Интенсивность процесса кипения определяется разностью тем­

водит к резкому уменьшению теплоотдачи. Это вызвано тем, что при большой разности температур число центров парообразования настолько увеличивается, что пузырьки пара сливаются между со­ бой и образуют паровую пленку, которая отделяет жидкость от нагреваемой стенки и создает термическое сопротивление. Эта пленка неустойчива, она разрывается на части и поднимается вверх в виде больших пузырьков. Такой режим кипения и называет­ ся пленочным.

2. От смачиваемости геплопередающей поверхности кипящей гадкостью.Если кипящая жидкость хорошо смачивает поверхность нагрева, то размеры образующихся пузырьков небольшие и они быстро отрываются от поверхности.

Если кипящая жидкость плохо смачивает поверхность нагрева, то пар образуется в виде пленки или в виде пузырей с большой площадью соприкосновения с теплопередающей поверхностью.

266

Коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении или при ки­ пении с образованием больших пузырей значительно ниже,чем при кипении с небольшими размерами пузырьков.

3. От наличия в кипящей жидкости растворенных газов, кото­ рые оказывают положительное влияние в начальный момент кипения, так как пузырьки газов являются центрами парообразования.

4. От конструкции теплообменного аппарата. Любая конструк­ ция аппарата должна обеспечить быстрое удаление пара с тепло­ передающей поверхности. Для более эффективного использования теплопередающей поверхности целесообразно направлять в испари­ тель только жидкий агент, предварительно отделяя пар, получен­

кости или воздуха). Оптимальная скорость движения для рассолов

ности маслом создает большое термическое сопротивление и ухуд­ шает смачиваемость, что вызывает образование пленочного кипе-, ния. Все это резко снижает эффективность теплопередачи,поэтому необходимо принимать меры для предотвращения попадания масла

эти отложения на теплопередающей поверхности резко увеличивают термическое сопротивление и снижают теплопередачу аппарата.

Испарители холодильных машин классифицируются по двум ос­ новным признакам: по характеру заполнения холодильным агентом и по виду охлаждаемой среды.

По характеру заполнения холодильным агентом испарители разделяются на затопленные и незатоплѳнныѳ., В испарителях за­ топленного типа устанавливается свободный уровень кипящего жид­ кого агента. В незатопленных испарителях нет четко выраженного уровня жидкого агента.

Преимущественное распространение в холодильных машинах по­ лучили испарители затопленного типа. Применение затопленных испарителей объясняется тем, что они имеют более высокий коэф­ фициент теплопередачи по сравнению с незатопленными, а также

267

легкостью регулирования поступления в них жидкого агента путем поддержания постоянства его уровня в испарителе.

Трудности регулирования количества поступающей жидкости в незатоплѳнные испарители нередко приводят к их переполнению, либо к недозаполнению. Переполнение аппаратов приводит .к влаж­ ному ходу компрессора и даже к гидравлическому удару, а недо­ статочное заполнение - к плохому использованию теплопередающей поверхности (вследствие снижения коэффициента теплоотдачи от стенки к парам по сравнению с теплоотдачей к кипящей жидкости).

Незатоплѳнные испарители находят применение в малых холо­ дильных машинах.

По виду охлаждаемого объекта испарители можно разделить на две группы: аппараты для охлаждения воздуха (испарители непо­ средственного охлаждения) и аппараты для охлаждения промежуточ­ ного жидкого теплоносителя.

Для непосредственного охлаждения воздуха применяются змееви­ ковые испарители с оребренной наружной поверхностью труб, соби­ раемые в батареи. Фреоновые испарители непосредственного охлаж­ дения, как правило, выполняются незатоплѳнными. В таких испари­ телях жидкий фреон подается в змеевики сверху, а пары отводятся снизу. Верхняя часть труб в этом испарителе заполнена жидкостью, а нижняя часть практически заполнена только паром. С точки зре­ ния теплопередачи такая работа испарителя является неудовлетво­ рительной, однако верхний ввод фреона обеспечивает хороший воз­ врат масла из испарителя в картер компрессора.

Коэффициент теплопередачи в змеевиковых ребристых испарите­ лях зависит от места расположения труб, от числа труб, от шага и формы ребер, а также от скорости обдува их воздухом и колеб­ лется в пределах кц = 2,5 * 10 ккал/м2 -час-град.

Испарители для охлаждения жидкого теплоносителя могут быть погружные, вертикальнотрубные и кожухотрубные.

Погружные испарители по устройству аналогичны погружным конденсаторам (см.рис.14.4-). Они состоят из бака, в котором размещаются змеевики. В змеевики снизу поступает жидкий холо­ дильный агент, где он кипит за счет тепла, отбираемого от рас­ сола. Пары холодильного агента выходят из змеевиков сверху и отсасываются компрессором.

Коэффициент теплопередачи.в таких испарителях низкий ( кц = = 200 * 250 ккал/м^-град-час). Это объясняется малой скоростью движения рассола и плохим отводом пузырьков пара с теплопере­

268

дающей поверхности вследствие большой длины змеевиков. Кроме того, из погружных испарителей плохо удаляется масло (также по причине большой длины змеевиков).

Погружные испарители являются устаревшими конструкциями. Схема вертикальнотрубного испарителя показана на рис.14.10.

Он состоит из металлического бака 4, в котором установлены от­ дельные секции. Каждая секция состоит из верхнего коллектора 5

Рис.14.10. Схема вертикальнотрубного испарителя:

I - сборник масла; 2 - уравнительная труба: 3 - отделитель жидкого агента; 4 - бак с теплоизоляцией; 5 и 7 - коллекторы;

6 - трубки; 8 - стояки

и нижнего 7,.в которые вварены изогнутые на концах вертикаль­ ные трубки 6. Кроме трубок, коллекторы соединены вертикальными стояками 8 большего диаметра. Верхний коллектор одним концом присоединен к отделителю жидкости 3, от которого вниь идет.тру­ ба, соединяющаяся с нижним коллектором. К нижнему коллектору приварен горизонтальный патрубок, идущий от маслосборника I. Для отсоса паров маслосборник соединен уравнительной трубой 2 с отсасывающим трубопроводом.

Жидкий агент поступает в испаритель сверху через один из стояков 8. Труба, подводящая жидкость (рис.14.II), опущена в стояк до нижнего коллектора 7, что обеспечивает поступление агента сразу в нижний коллектор, а затем в вертикальные труб­ ки 6. Секция испарителя заполняется жидким агентом почти до

269

верхнего коллектора. В тонких трубках 6 благодаря большой теп­ лопередающей поверхности происходит интенсивное парообразова­

нижний коллектор. Таким образом, в вертикальнотрубных испарите­

Высокий коэффициент теплопередачи объясняется хорошим исполь­ зованием теплопередающей поверхности вследствие затопления ис­ парителя жидким агентом и хорошим удалением пара с поверхности вертикальных трубок.

Эти испарители применяются в холодильных установках сред­ ней и крупной холодопроизводительности.

Кожухотрубные испарители являются испарителями затопленного типа и устроены по принципу горизонтальных кожухотрубных кон­ денсаторов (см.рис.14.6). Они состоят из цилиндрического кожу­ ха, внутри которого размещаются ряды тонких трубок, развальцо­ ванных или вваренных в трубные решетки. В межтрубном простран­ стве кипит холодильный агент, а по трубам циркулирует рассол.