ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН




Работа № 4

Основными теплообменными аппаратами холодильных машин являются конденсаторы, испарители для охлаждения хладоносителей, а также испарители для охлаждения воздуха (охлаждающие батареи и воздухоохладители).

Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к определению необходимой площади теплопередающей поверхности. Расчет выполняют с учетом основного уравнения теплопередачи

(1)

где Q – тепловая нагрузка на теплообменный аппарат, кВт; k –коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К); F – площадь теплопередающей поверхности, м2; ΔtСРЛ – средний логарифмический температурный напор между теплопередающими средами, °С.

В табл. 1 и 2 приведены ориентировочные значения коэффициентов теплопередачи k для конденсаторов и испарителей различных конструкций.

Коэффициент теплопередачи аммиачных и рассольных оребренных воздухоохладителей в среднем составляет k=14...20 Вт/(м2К), гладкотрубных аммиачных – k =35...43 Вт/(м2К), хладоновых оребренных k=12…14 Вт/(м2К), а также гладкотрубных аммиачных батарей - k=6…12 Вт/(м2 К) и оребренных аммиачных батарей k = 3,5...6 Вт/(м2К).

Таблица 1

Тип конденсатора k, Вт/(м2К)

Горизонтальный кожухотрубпый

для аммиака 800 … 1000

для хладонов 460…580*

Вертикальный кожухотрубный для аммиака 700 … 900

Оросительный для аммиака 700 … 900

Испарительный для аммиака 465 … 580

С воздушным охлаждением (при принудительной циркуляции воздуха) 20… 45*

для хладонов

  • Значения k определены для оребренной поверхности.

Таблица 2

Тип испарителя k, Вт/(м2К)

Для охлаждения хладоносителей кожухотрубный

аммиачный 460 … 580

хладоновый (R12) 230 … 350*

хладоновый (R22) 350 … 400*

кожухозмеевиковый хладоновый 290… 1000**

панельный аммиачный 460 … 580

  • Значения k определены для оребренной поверхности.

** Значения k определены для наружной гладкой поверхности.

 

Средний логарифмический температурный напор рассчитывают по формуле

(2)

где Δtб, ΔtМ - наибольший и наименьший температурный напор между теплопередающими средами, °С.

Если отношение ()<2, то температурный напор с достаточной степенью точности (ошибка менее 4%) можно определить как средний арифметический температурный напор

(3)

для испарителей и воздухоохладителей непосредственного охлаждения (без учета перегрева паров)

(4)

где t1, t2 - температура охлаждаемой среды соответственно на входе в аппарат и выходе из него, "С.

При известных значениях Q, k и по формуле (1) рассчитывают необходимую площадь теплопередающей поверхности F. Затем по справочной литературе подбирают тип теплообменного аппарата, имеющего площадь F, которая соответствует расчетной.

Массовый расход хладоносителя определяют с помощью уравнения теплового баланса теплообменного аппарата по хладоносителю.

 

Задание

 

Определить площадь теплопередающей поверхности конденсатора, осуществить его подбор и рассчитать объемный расход охлаждающей воды, если известно, что холодопроизводительность аммиачной одноступенчатой холодильной машины Q0 , кВт; температура кипения холодильного агента t0,°С; температура паров, всасываемых компрессором, tВС ,°C, температура воды, подаваемой на конденсатор, tW1 °C (артезианская вода); тип конденсатора горизонтальный кожухотрубный; машина работает без переохладителя, перегрев паров холодильного агента осуществляется в испарителе.

Вариант Q0 , кВт t0 , 0С tВС , 0С tW1 , 0С
    -30 -22  
    -35 -20  
    -35 -17  
    -25 -15  
    -25 -18  
    -20 -15  
    -20 -15  
    -25 -17  
    -25 -18  
    -30 -20  
    -25 -20  
    -30 -20  
    -20 -15  
    -25 -15  
    -30 -18  
    -35 -18  
    -35 -22  
    -25 -15  
    -25 -18  
    -20 -15  
    -20 -15  
    -25 -20  
    -25 -22  
    -30 -22  
    -25 -20  

 

Расчетная часть

1. Принимаем, что температура воды в конденсаторе повышается на 8°С; тогда

2. Температуру конденсации паров холодильного агента принимаем на 4°С выше температуры воды, выходящей из конденсатора

3. По известным значениям t0, tW1 и tW2 строим цикл одноступенчатой аммиачной холодильной машины в диаграмме lgp-i.

На основании выполненного построения определяем энтальпию паров, всасываемых компрессором, i1/, кДж/кг, паров в конце сжатия i2, кДж/кг, жидкого холодильного агента после конденсации i3 и парожидкостной смеси после регулирующего вентиля i4, кДж/кг.

4. Рассчитываем массовый расход циркулирующего холодильного агента.

Так как по условию примера перегрев паров холодильного агента осуществляется в испарителе, то

Тогда

, кг/с.

5. Затем рассчитываем тепловую нагрузку на конденсатор

, кВт.

6. По табл. 1 принимаем коэффициент теплопередачи горизонтального кожухотрубного конденсатора k, Вт/(м2К).

7. Вычисляем средний логарифмический температурный напор

, 0С.

8. При известных значениях QK, k и площадь теплопередающей поверхности конденсатора составляет

, м2.

По известному значению площади FK, типу конденсатора и приложению 4 подбираем горизонтальный кожухотрубный конденсатор соответствующей марки.

9. Расход воды, подаваемой в конденсатор:

массовый

объемный

где сW, ρW – соответственно теплоемкость и плотность охлаждающей воды.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-14 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: