Практична частина

Задача. Розрахувати холодильну машину (холодоагент Ф-12) для охолодження та зрідження хлору із продуктивністю П. Температура газоподібного хлору, що надходить, становить Т₁, температура конденсації хлору – Т₂=-10 °С. Початкова температура води, що охолоджує, – t₁= 25 °С, кінцева температура – t₂= 31 °С.

Послідовність виконання роботи

1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).

2. Визначити кількість тепла, що відводиться від хлору при його охолодженні (Вт)

,

де С_х=519 Дж/(кг∙°С) – питома теплоємність хлору.

3. Визначити кількість тепла, що відводиться від хлору при його конденсації (Вт)

,

де r=282∙10³ Дж/кг – теплота випаровування хлору.

4. Визначити холодопродуктивність установки (Вт)

,

де ε=0,97 – коефіцієнт втрати холоду.

5. Визначити кількість фреону, що циркулює (кг/с)

,

де q=118∙10³ (Вт∙с)/кг – питома холодопродуктивність холодоагенту.

6. Визначити об’єм фреону, що циркулює (м³/с)

,

де v=0,124 м³/кг – питома об’єм пари холодоагенту перед компресором.

7. Визначити адіабатичну потужність компресора (Вт)

,

де l=33,5∙10³ Дж/кг – питома робота холодоагенту.

8. Визначити співвідношення абсолютних тисків конденсації та випаровування

,

де Р_к – абсолютний тиск конденсації фреону, Р₀ – абсолютний тиск випаровування фреону.

9. Визначити коефіцієнт подачі λ та індикаторного ККД η_інд компресора з графіків на рис. 2 за значенням Р_к/Р₀.

Рис. 2. Залежності коефіцієнту подачі λ

та індикаторного ККД η_інд холодильних компресорів.

10. Визначити необхідний об’єм, що описує поршень компресора (м³/с)

.

11. Визначити ефективну потужність компресора (Вт)

,

де η_мех=0,85 – механічний ККД компресора.

12. Визначити кількість тепла, що відводиться в конденсаторі (Вт)

,

де ρ=1,1 – поправочний коефіцієнт.

13. Визначити витрату води, що охолоджує конденсатор (кг/с)

,

де С_в=4190 Дж/(кг∙°С) – питома теплоємність води.

14. Визначити кількість розсолу, що циркулює у випарнику (м³/с)

,

де С_р=2760 Дж/(кг∙°С) – питома теплоємність розсолу, Δt=3 °С – температура охолодження розсолу у випарнику, ρ_р=1250 кг/м³ – густина розсолу.

Вихідні дані

Таблиця 1

Варіант	Величина та її розмірність
	G (кг/год.)	Т1 (°С)	Рк (Па)	Р0 (Па)
1	1000	30	4∙105	1,1∙105
2	1100	30,5	4,3∙105	1,11∙105
3	1200	31	4,6∙105	1,12∙105
4	1300	31,5	4,9∙105	1,13∙105
5	1400	32	5,2∙105	1,14∙105
6	1500	32,5	5,5∙105	1,15∙105
7	1600	33	5,8∙105	1,16∙105
8	1700	33,5	6,1∙105	1,17∙105
9	1800	34	6,4∙105	1,18∙105
10	1900	34,5	6,7∙105	1,19∙105
11	2000	35	7∙105	1,2∙105
12	2100	35,5	7,3∙105	1,21∙105
13	2200	36	7,6∙105	1,22∙105
14	2300	36,5	7,9∙105	1,23∙105
15	2400	37	8,2∙105	1,24∙105
16	2500	37,5	8,5∙105	1,25∙105
17	2600	38	8,8∙105	1,26∙105
18	2700	38,5	9,1∙105	1,27∙105
19	2800	39	9,4∙105	1,28∙105
20	2900	39,5	9,7∙105	1,29∙105
21	3000	40	10∙105	1,3∙105
22	3100	40,5	10,3∙105	1,31∙105
23	3200	41	10,6∙105	1,32∙105
24	3300	41,5	10,9∙105	1,33∙105
25	3400	42	11,2∙105	1,34∙105
26	3500	42,5	11,5∙105	1,35∙105
27	3600	43	11,8∙105	1,36∙105
28	3700	43,5	12,1∙105	1,37∙105
29	3800	44	12,4∙105	1,38∙105
30	3900	44,5	12,7∙105	1,39∙105

Контрольні запитання

1. В чому полягає процес охолодження?

2. Що таке штучне охолодження?

3. Що є основними складовими частинами компресійної холодильної машини?

4. Для чого призначений регулювальний вентиль?

5. Який принцип роботи компресійної холодильної машини?

Практична робота № 3

РОЗРАХУНОК колосникового охолодника

Мета роботи: вивчити будову та принцип дії колосникового охолодника, освоїти практично методику визначення його основних параметрів.

Теоретична частина

Найпоширеніші три типи охолодників: барабанні, рекуперативні та колосникові.

Колосниковий охолодник призначений для охолодження клінкеру, який поступає з печі.

Охолодник працює за такою схемою: випалений матеріал з обертової печі скидається в завантажувальну шахту охолодника і потім на колосникову решітку, яка складається з набору рухомих і нерухомих колосників, що чергуються між собою, із жароміцної сталі. Внаслідок того, що одні колосники рухаються, а інші ні, здійснюється постійне перемішування матеріалу.

Колосники закріплені на системі рухомих і нерухомих підколосникових балок. Охолоджуваний клінкер внаслідок зворотно-поступального руху рухомих колосників, що отримують рух від електродвигуна через редуктор і кривошипно-шатунний механізм, переміщується по решітці. Для проходження охолодного повітря колосники мають щілинні отвори завширшки 5-6 мм. Дрібні куски клінкеру, що провалилися крізь ці отвори і в зазори між колосниками вниз у підколосииковий простір, прибираються за допомогою двох паралельно розміщених скребкових конвеєрів.

Охолодне повітря подається в підколосниковий простір вентиляторами по камерах, утворених міжкамерними перегородками. Надколоспиковий простір охолодника обмежений кожухом із футерівкою у вигляді теплоізоляційної кладки з жаростійкого бетону. Повітря, пройшовши колосникову решітку і шар гарячого клінкеру, нагрівається і далі по шахті надходить у піч. Надлишкове повітря через патрубок у холодній зоні кожуха спрямовується на очищення в електрофільтр чи циклон і потім викидається в атмосферу.

У кіпці колосникової решітки змонтовано молоткову дробарку для дроблення крупних кусків матеріалу. Внутрішня частина кожуха в розвантажувальній частині облицьована металевими плитами. Для оберігання футерівки від руйнування кусками матеріалу, що вилітають із молоткових дробарок, підвішена дворядна ланцюгова завіса.

Рис. 1. Схема колосникового охолодника:

1 – обертова піч; 2 – приймальна шахта; 3 – колосникова решітка; 4 – привод; 5 – вікно для викиду надлишку відпрацьованого повітря в атмосферу;

6 – грохот; 7 – молоткова дробарка; 8 – скребковий конвеєр;

9 – вікна для обдуву; 10, 11 – вентилятори.

Оскільки в колосниковому охолоднику повітря просмоктується через шар матеріалу, значно збільшується поверхня теплообміну та інтенсифікується процес охолодження. Швидкість охолодження регулюється зміною швидкості руху решітки, товщини шару матеріалу та кількості повітря.

Переваги колосникових охолодників – високі швидкість та ступінь охолодження (до 40-60 ͦ С), хороший ккд, низькі питомі витрати електроенергії.

Основний недолік – невигідний принцип теплообміну, оскільки повітря рухається не протитоком до матеріалу, а перпендикулярно йому. До недоліків також відносяться складність експлуатації та ремонту, менша надійність, великі капіталовкладення.