Лабораторная работа № 5 «Расчет холодопроизводительности конденсатора холодильной машины»

Конденсатор – теплообменный аппарат, в котором пары холодильного агента высокого давления, охлаждаясь до температуры его конденсации, переходят в жидкое состояние.

При работе компрессора сжатые в его цилиндре перегретые пары хладагента поступают в конденсатор с температурой примерно на 30-40С выше температуры охлаждающей среды. Выход из конденсатора ограничен малой пропускной способностью регулирующего вентиля, давление паров хладагента в конденсаторе постепенно повышается. Происходит насыщение паров и постоянная их конденсация. Температура конденсации будет повышаться до тех пор, пока разность температур конденсирующегося хладагента и охлаждающей среды не станет достаточной для передачи охлаждающей среде тепла, которое передается в конденсатор из испарителя и компрессора.

При установившейся работе холодильной машины температура конденсации устанавливается примерно на 10-15С выше температуры охлаждающей среды, а давление конденсации соответствует давлению насыщенных паров хладагента при этой температуре.

Работа выполняется в следующем порядке.

Составить чертёж (эскиз) конденсатора с необходимыми размерами. Составить схему работы конденсатора с указанием мест и размеров сечения подвода пара и отвода жидкого рабочего тела.

Вычислить площади внутренней и наружной поверхностей конденсатора, объём внутренней полости конденсатора и массу рабочего тела, находящегося в конденсаторе при температуре и давлении конденсации.

Вычислить холодопроизводительность конденсатора по исходным данным таблицы 5.

Теплопередача через стенки конденсатора осуществляется за счёт теплопроводности. Поэтому производительность конденсатора определяют по основному уравнению теплопередачи

или

где – производительность конденсатора, Вт; – площадь поверхности конденсатора, м²; – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К); – средняя логарифмическая разность между температурой конденсации хладагента и температурой охлаждающей среды, К.

Коэффициент теплопередачи является обратной величиной полному тепловому сопротивлению стенки R.

, (38)

где – коэффициент теплоотдачи от конденсатора к охлаждающему воздуху, Вт/(м²К); – коэффициент теплоотдачи от тёплой среды (рабочего тела) к конденсатору, Вт/(м²К); – коэффициент теплопроводности материала конденсатора, Вт/(м²К); – отношение наружной площади к внутренней (коэффициент оребрения).

Вычислить количество циркулирующего в конденсаторе рабочего тела

, (39)

где – энтальпия пара после компрессора; – энтальпия сконденсированной жидкости, кДж/кг.

Таблица 5

Исходные данные и результаты расчетов

Вариант	Рабочее тело	tк конденсации	tв воздуха	Fн	Fв	k	Qk	i1	i3	G
		°С	°С	м2	м2	Вт/м2 К	Вт	кДж/кг	кДж/кг	кг/сек
1/2	12/22	30
3/4	12/22	35
5/6	12/22	38
7/8	12/22	40
9/10	12/22	28
11/12	12/22	42

Примечание: – постоянны, находятся измерением и вычислением; – находятся по таблицам термодинамических свойств для R12 или R22; – находятся вычислением; – для всех вариантов при 60°С.