Расчет основных размеров компрессора и теплообменных аппаратов

Определение необходимой холодо-производительности установки

1.1 Определение теплопритоков через изоляционные конструкции ограждения:

 

­ Вт;

где:

К- коэффициент теплопередачи изоляционной конструкции ограждения [Вт/м² К];

F- площадь ограждения [м³];

t_н- температура за ограждением [⁰С];

t₀- температура воздуха в охлаждаемом помещении [⁰C].

 

Таблица1.1 Результаты расчетов по определению теплопритоков через ограждения

 

Наименование ограждения помещения	F,м2	K, [Вт/м2 К]	tн,0С	t0, 0С	Qагр,Вт
Носовая переборка	6,9	0,5		-18
Кормовая переборка	6,9	0,5		-18
Переборка правого борта	9,2	0,5		-18
Переборка левого борта	9,2	0,5		-18
Подволок		0,5		-18
Палуба		0,5		-18

 

1.2 Определяем тепловой поток солнечной радиации:

Вт;

где:

К - коэффициент теплопередачи изоляционной конструкции ограждения, поглощающего теплоту солнечной радиации [Вт/м² К];

α_н - коэффициент теплопередачи от наружного воздуха к ограждению [Вт/(м² К)] ω_с - скорость движения воздуха относительно судна ω_с=6,25;

q_н - напряжение солнечной радиации;

ε_р - коэффициент поглощения солнечной радиации;

F= площадь поверхности солнечной радиации [м²].

 

1.3 Определяем общий теплоприток:

Вт.

1.4. Определяем количество теплоты которое необходимо отвести при термообработки груза:

Вт;

где:

G_гр - масса провизии, подвергающаяся термообработки [кг] ;

V₀- объем охлаждаемого помещения [м³];

V_у – удельный погрузочный объем [м³/т];

ί_гр^н- ί_гр^к - энтальпии провизии в начале и конце процесса термообработки,[кДж/кг];

z- время термообработки.

1.5 Определяем теплопритоки от охлаждения тары:

Вт.

1.6 Определяем теплопритоки от вентиляции охлаждаемого помещения

Вт;

 

где:

V₀- объем охлаждаемого помещения [м³];

- плотность воздуха при температуре и относительной влажности охлаждаемого помещения (принимаем 1,3);

η- число объемов воздуха в сутки;

t_н.в- температура наружного воздуха.

1.7. Определяем теплопритоки от работающих механизмов (электродвигателей и вентиляторов):

Вт;

где:

N_в - мощность механизмов.

1.8. Определяем прочие неучтенные теплопритоки в охлаждаемом помещении:

Вт.

1.9. Определяем суммарные теплопритоки в охлаждаемом помещении при режиме хранения:

Вт.

1.10. Определяем необходимую холодо - производительность:

Вт.

Расчет основных размеров компрессора и теплообменных аппаратов

2.1 Наводим схему холодильной установки, работающей по регенеративному циклу:

 

 

2.2 Определяем следующие температуры:

а) воды на выходе в конденсатор: ⁰С, на выходе из конденсатора ;

б) конденсации хладагента: ⁰С;

в) жидкого хладагента на выходе из конденсатора: ⁰С;

г) жидкого хладагента перед ТРВ при наличии регенеративного теплообменника: ⁰С;

д) кипения хладагента в испарительных аппаратах: ⁰С;

е) хладагента на выходе из испарительных аппаратов: ⁰С;

ж) пара хладагента на выходе из регенеративного теплообменника t₁ определяем по энтальпии i₁из уравнения теплового баланса: i₁-i₇=i₄-i₅

.

2.3 Определяем удельные величины, характеризующие работу холодильной установки:

а) холодо производительность, кДж/кг: кДж/кг;

б) объемная холодо производительность, кДж/м: кДж/кг;

в ) работа сжатия в компрессоре, кДж/кг: кДж/кг;

г) теоретический холодильный коэффициент .

 

Таблица 2.1 Параметры хладагента в узловых точках цикла

Узловые точки	Температура t	Давление Р МПа	Энтальпия i кДж/кг	Удельный объем
1	46	1,2	571	0,17
2	60	1,6	575	0,031
3	58	1,5	574
4	58	1,5	455
5	49	1,3	449
6	-22	0,15	364
7	-22	0,15	546

 

2.4 Количество хладагента G₀ кг/ч циркулирующего в системе будет равно:

кг/ч.

2.5 Часовой объем паров хладагента V_в м³ /ч всасываемых компрессором:

м³/ч.

2.6 Коэффициент подачи компрессора:

.

где:

с – относительная величина вредного пространства (с=0,02);

Р_к и Р_и – давление конденсации и кипения МПа;

Т_к и Т_и – температура конденсации и кипения хладагента К.

 

 

2.7 Часовой объем, описываемый поршнями компрессора V_h,м³/ч:

м³/ч.

Компрессор может быть подобран по величине V_h, однако целесообразнее его выбирать по требуемой холодо производительности (Q_вс) в стандартных условиях и проверять по величине V_h.

2.8 Адиабатная мощность компрессора N_a кВт:

кВт.

2.9 Индикаторный коэффициент полезного действия компрессора:

;

где:

t_и - температура кипения хладагента в испарителе, .

2.10 Индикаторная мощность компрессора N_i, кВт:

кВт.

2.11 Мощность механических потерь в компрессоре N_м, кВт:

кВт;

где:

Р_тр=0,06 условное удельное давление трения, МПа.

2.12 Мощность на валу компрессора N_в, кВт:

кВт.

2.13 Механический коэффициент полезного действия компрессора:

.

 

2.14 Действительный холодильный коэффициент:

.

2.15Требуемую холодо производительность , кВт, пересчи­тывают на стандартные условия работы компрессора, которыми являются: t_k = 30 °С - температура конденсации; t_и = -15 °С - температура испарения;

= 25 °С - температура перед ТРВ:

кВт;

где:

— удельная объемная холодо производительность при стандартных условиях для хладона - 12 = 1334 кДж/м³;

λ _с — коэффициент подачи при стандартных условиях.

2.16 Охлаждающая поверхность кожухо трубного конденса­тора F_k м2, определяется из выражения:

м²

где:

— тепловая нагрузка конденсатора, кВт_;

К_к — коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности теплообменных трубок, для хладоновых кожухо трубных конденсаторов принимают: К_к 1300÷ 1800 Вт/(м²К);

θ_k¾ полный температурный напор в конденсаторе °С;

 

°С;

 

где:

ƞ_k¾ коэффициент запаса поверхности (на заглушение части трубок при их повреждении); ƞ_k= 1,05÷1,1.

 

2.17 Требуемую подачу насоса охлаждающей воды , м³/ч, определяют по формуле:

 

м³/ч;

 

где:

с = 4,187 кДж/(кг*К) — теплоемкость воды;

ρ = 1000 кг/м³ — плотность морской воды;

= 1,05 ÷ 1,1 — коэффициент запаса подачи насосов.

 

2.18 Тепловая нагрузка Q_в , Вт. испарительных батарей непосредственно испарения и воздухоохладителей:

;

где:

(1,05......1,15) — коэффициент запаса поверхности теплообмена.

2.19 Поверхность теплообмена испарителя F_м, м²:

м ² ;

где:

b = 0,7......0,8 - коэффициент рабочего времени аппарата;

К_и - коэффициент теплопередачи испаритель­ных аппаратов Вт/(м²*К);

°С - разность температур воздуха в охлаждаемом помещении и в испарителе.