Билет № 17

1. В холодильной машине фреон конденсируется в специальном отделении - конденсаторе. Тепло, выделившееся при конденсации, удаляется потоком охлаждающей жидкости или воздуха.  Поскольку холодильная машина должна работать непрерывно, то в испаритель должен постоянно поступать жидкий фреон, а в конденсатор - его пары. Этот процесс - циклический, ограниченное количество фреона циркулирует по холодильной машине, испаряясь и конденсируясь.  Один из основных компонентов холодильной машины - это конденсатор, служащий для переноса тепловой энергии от хладагента в окружающую среду. Чаще всего тепло передается воде или воздуху. Тепло, которое выделяется в конденсаторе, примерно на 30% превышает холодопроизводительность холодильной машины. Например, если холодопроизводительность машины равна 20 кВт, то конденсатор выделяет 25-27 кВт тепла. Схема холодильной машины рис.2.4 Компрессионный цикл охлаждения состоит из четырех основных элементов:

компрессора

испарителя

конденсатора

регулятора потока.

 Эти основные элементы соединены трубопроводами в замкнутую систему, по которой циркулирует хладагент (обычно это фреон). Циркуляцию хладагента по контуру производит компрессор холодильной машины. 

Рис.2.4 Схема холодильной машины. Компрессионный цикл охлаждения

  На выходе из испарителя хладагент - это пар при низкой температуре и низком давлении.

Затем компрессор всасывает хладагент, давление повышается  примерно до 20 атм., а температура достигает 70 - 90С.

После этого горячий пар хладагента попадает в конденсатор, где он охлаждается и конденсируется. Для охлаждения используется вода или воздух. На выходе из конденсатора хладагент представляет собой жидкость под высоким давлением.

Внутри конденсатора пар должен полностью перейти в жидкое состояние. Для этого температура жидкости, выходящей из конденсатора, на несколько градусов (обычно 4-6°С) ниже температуры конденсации при данном давлении.

Затем хладагент (имеющий в этот момент жидкое агрегатное состояние при высоких давлении и температуре) поступает в регулятор потока. Здесь давление резко падает, и происходит частичное испарение.

На вход испарителя попадает смесь пара и жидкости. В испарителе жидкость должна полностью перейти в парообразное состояние. Поэтому температура пара на выходе из испарителя немного выше температуры кипения при данном давлении (обычно на 5-8С0). Это необходимо, чтобы в компрессор не попали даже мелкие капли жидкого хладагента, иначе компрессор может быть поврежден.

Образовавшийся в испарителе перегретый пар выходит из него, и цикл возобновляется сначала.  

Итак, ограниченное количество хладагента постоянно циркулирует в холодильной машине, меняя агрегатное состояние при периодически изменяющихся температуре и давлении.

В каждом цикле имеется два определенных уровня давления. На стороне высокого давления происходит конденсация хладагента и находится конденсатор. На стороненизкого давления находится испаритель, и жидкий хладагент превращается в пар. Граница между областями высокого и низкого давления проходит в двух точках - на выходе из компрессора (нагнетательный клапан) и на выходе из регулятора потока.

2. 1. Способ регулирования мощности газотурбинной установки, заключающийся в одновременном изменении частоты вращения ротора и расхода топлива в камеру сгорания установки, при условии, что воздух, сжатый в компрессоре, одновременно поступает в камеру сгорания установки, расположенную перед турбиной привода компрессора, и камеру смешения, расположенную перед свободной турбиной, газ, выходящий из турбины привода компрессора, нагревает воду, находящуюся в котле-утилизаторе, до температуры кипения при давлении соответствующем давлению воздуха за компрессором, отличающийся тем, что пар, образующийся в котле-утилизаторе, поступает в указанную выше камеру смешения, степень повышения давления воздуха в компрессоре на режиме максимальной мощности более 15, а температура газа перед турбиной привода компрессора на режиме максимальной мощности более 1400 К.

2. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что смесь воздуха и пара, поступающая из камеры смешения в свободную турбину, нагревается газами, выходящими из турбины привода компрессора.

3. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что расход пара, поступающего в камеру смешения, регулируется.

4. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что на выходе из свободной турбины паро-воздушная смесь смешивается с водой.

5. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что котел-утилизатор имеет секцию низкого давления - экономайзер.

6. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что площади проходных сечений сопловых аппаратов турбин регулируются.

7. Способ регулирования мощности газотурбинной установки по п.1, отличающийся тем, что часть пара, образующегося в котле-утилизаторе, подается на вход в турбину привода компрессора.

3. . Индикаторная диаграмма - графическое изображение изменения давления газа или пара в цилиндре поршневой машины в зависимости от положения поршня. И. д. вычерчивается обычно с помощью индикатора давления. По оси абсцисс откладывается объём, занимаемый газами в цилиндре, а по оси ординат — давление. Каждая точка на И. д. показывает давление в цилиндре двигателя при данном объёме, т. е. при данном положении поршня (точка r соответствует началу впуска; точка а — началу сжатия; точка с — концу сжатия; точка z— началу расширения; точка b — концу расширения).

И. д. даёт представление о значении работы, производимой двигателем внутреннего сгорания или насосом, и об их мощности. Рабочее тело совершает полезную работу только в течение рабочего хода. Поэтому для определения полезной работы необходимо из площади, ограниченной кривой расширения zb, вычесть площадь, ограниченную кривой сжатия ac. Различают теоретическую и действительную И. д. Теоретическая строится по данным теплового расчёта и характеризует теоретический цикл; действительная И. д. снимается с работающей машины при помощи индикатора и характеризует действительный цикл.

         Для удобства ведения расчётов и сопоставления между собой разных двигателей переменные по ходу поршня давления заменяются условным постоянным давлением, при котором за один ход поршня получается работа, равная работе газов за цикл с переменным давлением. Это постоянное давление называется средним индикаторным давлением и представляет собой работу газов, отнесённую к рабочему объёму поршневой машины.

Теоретическая (пунктир) и действительная (сплошные линии) индикаторные диаграммы 4—тактного карбюраторного двигателя: ra — линия впуска; ac — линия сжатия; cz — линия сгорания; zb — линия расширения; br — линия выпуска; P давление; V — объём.

4.  Для повышения эффективности судового движительного комплексного следует использовать энергию выхлопных газов (Утилизационные котлы, наддув и т. д. )

5. Ходовые испытания судна - технологический этап приемосдаточных испытаний. Целью X.И. является проверка спецификационных параметров и режимов работы оборудования (главной энергетической утановки, рулевого и якорного устройств, средств навигации, гидроакустики и радиосвязи), а также мореходных качеств судна. Проверка и окончательная приемка оборудования осуществляются на ходу судна при условиях, обеспечивающих получение номинальных параметров. Согласно требованиям нормативных документов проверку оборудования проводят при нормальных климатических условиях, при силе ветра не более 2 — 3 баллов по шкале Бофорта, с учетом глубины акватории и скорости течения в районе испытаний. Некоторые виды оборудования окончательно принимают после швартовных испытаний, в период ходовых за ними ведется только общее наблюдение. Приемку и освидетельствование оборудования в период Х.И. производят в соответствии с часовым графиком. Проверку мореходных качеств судна (ходкости, управляемости и пр.) проводят по программе натурных испытаний. X.И. считаются полностью законченными при выполнении всего объема предусмотренных программой проверок и получении удовлетворительных результатов. Подписание приемного акта производится после устранения недостатков, выявленных приемной комиссией.