Постановка задачи
Расчет холодильного цикла одноступенчатой холодильной машины. Используется фреон R134а, и рассматривая для сравнения R12. Исходные данные приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 Начальные данные для проведения расчета.
| Параметры | Обозначение | Значение |
| Температура в испарителе | Ти1 | 258 К |
| Температура в конденсаторе | Тк | 297 К |
| Холодопроизводительность | Qo | 100 кВт |
Построение холодильного цикла для R -134 a с помощью программы, и сравнение с показателями R 12 при тех же начальных данных
Расчет проводиться для однаступенчатой-холодильной машины с принципом работы представленным на рисунке 2.1.
Расчет проведен для фреона R-134a и R-12. Полученные данные по эксплуатационному режиму в программах GENCYCLE и SOLKAINE приведены в таблице 2.3 , в программе GENCYCLE получены данные о испарителе, конденсаторе и компрессоре приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2 Данные по расчету в программе GENCYCLE.
| R134а | Температура <C> | Объем <м3/кг> | Теплосодержание <кДж/кг> | Энтропия <кДж/кг К> | ||||
| вход | выход | вход | выход | вход | выход | вход | выход | |
| Испаритель | -15.00 | 7.00 | 0.0308 | 0.1328 | 82.85 | 257.04 | 0.32663 | 0.99846 |
| Конденсатор | 54.44 | 24.00 | 0.0372 | 0.0008 | 291.73 | 82.85 | 1.00902 | 0.31111 |
| Компрессор | 7.00 | 54.44 | 0.1328 | 0.0372 | 257.04 | 291.73 | 0.99846 | 1.00901 |
| R12 | Температура <C> | Объем <м3/кг> | Теплосодержание <кДж/кг> | Энтропия <кДж/кг К> | ||||
| вход | выход | вход | выход | вход | выход | вход | выход | |
| Испаритель | -15.00 | 7.00 | 0.0215 | 0.1006 | 58.69 | 194.34 | 0.23147 | 0.75485 |
| Конденсатор | 57.75 | 24.00 | 0.0325 | 0.0008 | 221.12 | 58.69 | 0.76293 | 0.22051 |
| Компрессор | 7.00 | 57.75 | 0.1006 | 0.0325 | 194.34 | 221.12 | 0.75485 | 0.76293 |
Данные по эксплуатационному режиму получены с помощью программы GENCYCLE и представлены в таблице 2.2:
Таблица 2.3 Данные по эксплуатационному режиму фреонов R12 и R134a
| Параметры | Обозначение | Величина R12 | Величина R134a | ||
| Solkane | GENCYCLE | Solkane | GENCYCLE | ||
| Давление в конденсаторе | Рк, кРа | - | 633.8 KPa (532.4 KPag) | - | 645.7 KPa(544.3 KPag) |
| Давление в испарителе | Ри, кРа | - | 182.5 KPa(81.2 в Hg) | - | 164.7 KPa(62.8 в Hg) |
| Степень перегрева | Т, К | - | 22 | - | 22 К |
| Эффективность компрессора | % | 90 | 90 | 90 | 90 |
| Охлаждение C.O.P. | - | 5.07 | - | 5,62 | |
| Нагрев C.O.P. | - | 6.07 | - | 6,62 | |
| Жидкость распространения | L/min | - | 33.644894 | - | 28.442268 |
| Тепловая нагрузка на конденсатор | Qк, кВт | 120 | 119.74 | 121 | 120 |
| Тепловая нагрузка на испаритель | Qo, кВт | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Массовый расход | Kg/min | 784г/сек | 44.2289 | 670,7г/сек | 34.4435 |
| Мощность компрессора | N, кВт | 19,8 | 19.74 | 21,1 | 20.1 |
| Смещение аккомпанента | м3/min | - | 4.451 | - | 4.5737 |
1 – Компрессор
2 – Конденсатор
3 – Испаритель
Рисунок 2.1 Схема компрессорной машины
Рисунок 2.2 Диаграмма термодинамического цикла фреона R134а в Т/S координатах.
РАСЧЕТ ОРОСИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА
Постановка задачи
Расчет фреонного оросительного конденсатора схематичный рисунок представлен ниже (рисунок 3.1). Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.1:
Таблица 3.1 Исходные данные для расчета конденсатора.
| Параметры | Обозначение | Величина |
| Тепловая нагрузка | Q, кВт | 120 |
| Температура охлажденной воды | Тсв, К | 295 |
| Температура наружного воздуха | Тв1, К | 298 |
| Относительная влажность воздуха | Ψ1, % | 45 |
| Размер труб | d, мм | 57*3,5 |
Gw – Количество воды
Gсв - Количество свежей воды
Gсб - Количество сбросной воды
- Количество испарившейся влаги
Рисунок 3.1: ,
3.2 Расчет оросительного конденсатора:
3.2.1 Принятая степень нагрева воды на поверхности аппарата:
[3.1]
3.2.2 Температура воды в начале и конце процесса отвода теплоты в конденсаторе:
[3.2]
[3.3]
[3.4]
Где отношение количества свежей воды 
, подаваемой на конденсатор, к общему количеству воды, орошаемой его поверхность, определяется соотношением
[3.5]
В данном случае 
[3.6]
3.2.3 Предел охлаждения воздуха. По d- i диаграмме предел охлаждения влажного воздуха состояния 1 (рисунок 3.2) .
3.2.4 Температура конденсации
[3.7]
3.2.5 Средняя логарифмическая разность температур в аппарате
[3.8]
3.2.6 Коэффициент теплопередачи со стороны рабочего тела.Взята стандартная формула
[3.9]
Где С = 0,72 - коэффициент для горизонтальных труб; r = 215400 Дж/кг – теплота парообразования; ρ = 1207 кг/м3 плотность жидкости; λ = 0,08 Вт/(м∙К) теплопроводность;g = 9.8 м/с2 ускорение свободного падения; μ=0,202∙10-3 Па∙с динамическая вязкость; θа – разность температур конденсации и стенки.
при 
м
, ………………………… 0.5 1.0 1.5 2.0
, …………………………2900 2500 2200 2100
3.2.7 Коэффициент теплоотдачи со стороны воды. При отношении шага труб к диаметру s/d=1.7 : 2.0 ;
[3.10]
[3.11]
где 
– расход воды на 1м длинны одной прямой трубы, 
; l – длина прямого участка трубы конденсатора, м; 
– число параллельных секций в аппарате; G – расход воды, кг/с.
Величина 
В нашем случае принимаем: 
3.2.8 Тепловой поток в аппарате, отнесенный к внутренней поверхности: со стороны рабочего тела
[3.12]
, ………………………… 0.5 1.0 1.5 2.0
, …………………………1500 2500 3330 4140
со стороны воды
[3.13]
где 
- сумма термических сопротивлений слоя масла, краски и водяного камня;
При 
, 
По графику (рисунок 3.3) 
Рисунок 3.2 График переохлаждения воздуха
Рисунок 3.3 График пересечения теплового потока в аппарате и теплового потока со стороны воды.
3.2.9 Поверхность теплообмена
[3.14]
[3.15]
3.2.10 Количество теплоты, передаваемое окружающей среде,
[3.16]
Где 
– коэффициент испарения; 
– принятый коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха; 
– средняя теплоемкость воздуха; 
– коэффициент, учитывающий увеличение поверхности испарения в результате образования струй между трубами; 
– энтальпия воздуха у поверхности испарения при полном насыщении, при 
; 
– энтальпия воздуха окружающей среды при 
и 
3.2.11 Количество испарившейся влаги
[3.17]
где dср=0,01785 кг/кг – влагосодержание воздуха у поверхности испарения при полном насыщении при 
.
3.2.12 Количество воды, подаваемой на орошение поверхности
конденсатора,
[3.18]
3.2.13 Количество свежей воды
[3.19]
3.2.14 Количество сбросной воды
[3.20]
3.2.15 Основные размеры конденсатора
[3.21]
При числе параллельных секций 
длина прямого участка трубы конденсатора
[3.22]
поверхность одной секции
[3.23]
длина труб в одной секции
[3.24]
число труб в одной секции
[3.25]
шаг труб по высоте аппарата
[3.26]
высота секции
[3.27]
Таблица 3.2 Параметры конденсатора
| Параметры | Обозначение | Величина R12 | Величина R134a |
| Длина прямого участка трубы | l, м | 5.017 | 4,326 |
| Число параллельных секций | nc | 3 | 3 |
| Длина труб в одной секции | L1, м | 79.917 | 82,937 |
| Высота секции | Н, м | 17.623 | 17,517 |
| Шаг труб по высоте аппарата | S, м | 0.097 | 0,097 |
| Число труб в одной секции | n | 18 | 19 |
Представлена схема оросительного конденсатора на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 Схема оросительного конденсатора с его размерами
РАСЧЕТ ИСПАРИТЕЛЯ
Дата: 2019-12-22, просмотров: 303.
