10 Расчет компрессора
Одноступенчатый компрессор можно применять в довольно широком диапазоне рабочих условий. Ограничивает возможность применения одноступенчатого компрессора температура нагнетания, которая не должна превышать 160°С.
10.1 Расчет компрессора для одноступенчатого сжатия:
Определяем холодопроизводительность 1 кг хладагента:
q
0=
i1'-i4
=
1435.86-363.17
= 1072.69
Раход пара:
M = Q0/q0= 50.766/1072.69 = 0.04 (кг/с)
где Q0 холодопроизводительность компрессоров, определяется по формуле
(16
(кВт)
где
- коэффициент учитывающий потери в
трубопроводах и аппаратов холодильной
установки(при рассольном охлаждении
=1,12) ;
-суммарная нагрузка на компрессор; b
- коэффициент рабочего времени ( 22 часа
в сутки) .
Объемный расход пара:
Vд =M∙v1 = 0.04∙0.6=0.024 (м3/с)
где v1 – удельный объем всасываемого пара(м3/кг)
Коэффициент подачи выбираем для бескрейцкопфных (по рис 5,5 /1/ )
pк/p0=1,35/0,19=7,1
λ=0.63(по рис 5,5 /1/ )
Описываемый объем:
V
=
=
0,04 (м3/с)
Выбираем 1 компрессоров П60 с описываемым объемом 0,043 (м3/с).
Теоретическая мощность компрессора:
Nт = М(i2 – i1')= 0.04(1753–1452.9)=12 (кВт)
Действительная мощность:
Ni=
(кВт)
Эффективная мощность:
Nэ
(кВт)
Тепловой поток в конденсаторе:
Qк=Q0+ Ni =50.766+14.8=65.566 (кВт)
10.2 Расчет компрессора для двухступенчатого сжатия:
В двухступенчатых установках хладоагент последовательно сжимается сначала в ступени низкого давления (СНД ), а затем после охлаждения в ступени высокого давления (СВД). В холодильных машинах работающих на аммиаке полное промежуточное охлаждение пара после СНД осуществляется в промежуточном сосуде аммиаком, кипящим при промежуточной температуре.
Определяем холодопроизводительность 1 кг хладагента:
q0=i1' –i8=1402.8–168=1234 (кДж/кг)
Расход пара:
СНД: M = Q0/q0= 57.395/1234 = 0.05 (кг/с)
где Q0 холодопроизводительность компрессоров на каждую температуру кипения, определяется по формуле (316546)
=1,12
; =46120,9
(кВт)
СВД:
(17)
Объемный расход пара:
СНД: Vд= M∙v1 =0.05∙1.91 =0.095 (м3/кг)
СВД: Vд= M∙v3 =0.07∙0.42=0.0294 (м3/кг)
Коэффициент подачи:
λ1 = 0,76
λ2 = 0,75
Описываемый объем:
СНД:
V=
V
=
=0.095/0.76
= 0.125 (м3/с)
СВД:
V=
V
=
=
0.0294/0.75=0.039 (м3/с)
Выбираем1 компрессора АД90-3
Теоретическая мощность компрессора:
СНД: Nт=0,05∙(1640,8-1424,4)=10,82 (кВт)
СВД: Nт=0,07∙(1675-1448,3)=15,87 (кВт)
Действительная мощность:
СНД: Ni =10,82/0,81=13,36 (кВт)
СВД: Ni =15,87/0,81=19,6 (кВт)
Эффективная мощность:
СНД: Nэ =13,36/0.85=15,7 (кВт)
СВД: Nэ =19,6/0,85=23 (кВт)
Тепловой поток в конденсаторе:
Qк=57,395+(15,7+23)=96 (кВт)
11 Расчет основного оборудования.
11.1 Подбор конденсаторов.
Конденсаторы следует принимать по действительному тепловому потоку, определенному при тепловом расчете компрессора. Тип конденсатора выбирают в зависимости от назначения установки, условий водоснабжения и качества воду с учетом климатологических данных.
Мы выбираем испарительный конденсатор из оребренных труб. Это тип конденсатора с водо-воздушным охлаждением. В этих установках теплота отводится, как засчет отвода воды, так и в результате её частичного испарения. Не испарившаяся вода стекает в бак и насосом вновь подается на орошение. Бак постоянно наполняется свежей водой.
Конденсатор для установки одноступенчатого сжатия:
F=
=32.7
(м2)
где
–удельный
тепловой поток(Вт/м2).
принимаем 2000 (Вт/м2)
для испарительный конденсаторов.
Принимает конденсатора марки ТКА–85. Площадь которого равна 51,5 (м2).
Объемный расход воды на охлаждение конденсатора №1 при давлении 0,3 МПа V=0,33 (м3/с)
Конденсатор для установки двухступенчатого сжатия:
F=
=48
(м2)
Принимает 1 конденсатора марки ТКА–85. Площадь каждого равна 51,5 (м2).
Объемный расход воды на охлаждение конденсатора №1 при давлении 0,3 МПа V=0,33 (м3/с)
11.2 Подбор испарителей.
Необходимо подобрать панельный испаритель. Аппараты такого типа являются наиболее распространенными и применяются в машинах средней и крупной производительности. В таких испарителях рассол охлаждается при движении внутри труб, а рабочее вещество кипит на их наружной поверхности. Принципиального различия между аммиачными и хладоновыми аппаратами нет. Отличие состоит в конструкции поверхности теплообмена и материалах, применяемых для изготовления.
Недостатком этих испарителей является опасность повреждения труб из-за замерзания в них рассола при случайной остановке рассольного насоса или при недостаточной концентрации рассола.
Аммиачный кожухотрубный испаритель затопленного типа представляет собой горизонтальный цилиндрический кожух с двух сторон закрытый крышками. В них протекает рассол. Рассол поступает через нижний патрубок, приваренный к крышке, а выходит через верхний патрубок. Там же имеется вентиль для спуска воздуха из рассола и вентиль для слива рассола. Жидкий аммиак поступает в межтрубное пространство. Образующийся пар отсасывается сверху через сухопарник. Снизу к кожуху приварен маслосборник, откуда через патрубок периодически выпускают масло и загрязнения. Испарители снабжены манометром.
Выбор рассольных испарителей определяется принятой системой охлаждения: при закрытой системе охлаждения принимают кожухотрубные испарители, при открытой – панельные.
Панельный
испаритель представляет собой
прямоугольный бак, в котором размещены
испарительные секции панельного типа
и мешалка для обеспечения циркуляции
рассола. При разности температур Ɵм
=5-6
'С плотность теплового потока в панельных
испарителях достигает
(Вт/м2)
(/3/
стр 319). Принимаем
(Вт/м2)
Испаритель для установки одноступенчатого сжатия:
F=
(м2)
где Qи - тепловой поток в испарителе.
Принимаем 1 испаритель марки 30ИП. Площадью равной 30 (м2).
Расход теплоносителя, необходимый для отвода теплопритоков в охлаждаемом объекте:
Vp=
0,0057
(м3/с)
где
–
удельная теплоемкость хладоносителя
при средней температуре(кДж/(кг К));
– плотность рассола,(кг/м3);
–
разность температур рассола на входе
в испаритель и на выходе из него, (К)
Испаритель для установки двухступенчатого сжатия:
F=
(м2)
Принимаем 1 испаритель марки 30ИП. Площадью равной 30 (м2).
Расход теплоносителя, необходимый для отвода теплопритоков в охлаждаемом объекте:
Vp=
0,0064(м3/с)