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];
tн- 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];
αн - коэффициент теплопередачи от наружного воздуха к ограждению [Вт/(м2 К)] ωс - скорость движения воздуха относительно судна ωс=6,25;
qн - напряжение солнечной радиации;
εр - 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:
Gгр - масса провизии, подвергающаяся термообработки [кг] ;
V0- объем охлаждаемого помещения [м3];
Vу – удельный погрузочный объем [м3/т];
ίгрн- ίгрк - 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;
tн.в- температура наружного воздуха.
1.7. Определяем теплопритоки от работающих механизмов (электродвигателей и вентиляторов):
Вт;
где:
Nв - 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 Vв м3 /ч всасываемых компрессором:
м3/ч.
2.6 Коэффициент подачи компрессора:
.
где:
с – относительная величина вредного пространства (с=0,02);
Рк и Ри – давление конденсации и кипения МПа;
Тк и Ти – температура конденсации и кипения хладагента К.
2.7 Часовой объем, описываемый поршнями компрессора Vh,м3/ч:
м3/ч.
Компрессор может быть подобран по величине Vh, однако целесообразнее его выбирать по требуемой холодо производительности (Qвс) в стандартных условиях и проверять по величине Vh.
2.8 Адиабатная мощность компрессора Na кВт:
кВт.
2.9 Индикаторный коэффициент полезного действия компрессора:
;
где:
tи - температура кипения хладагента в испарителе, .
2.10 Индикаторная мощность компрессора Ni, кВт:
кВт.
2.11 Мощность механических потерь в компрессоре Nм, кВт:
кВт;
где:
Ртр=0,06 условное удельное давление трения, МПа.
2.12 Мощность на валу компрессора Nв, 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: tk = 30 °С - температура конденсации; tи = -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 Fk м2, определяется из выражения:
м2
где:
— тепловая нагрузка конденсатора, кВт;
Кк — коэффициент теплопередачи, отнесенный к внутренней поверхности теплообменных трубок, для хладоновых кожухо трубных конденсаторов принимают: Кк 1300÷ 1800 Вт/(м2К);
θk¾ полный температурный напор в конденсаторе °С;
°С;
где:
ƞk¾ коэффициент запаса поверхности (на заглушение части трубок при их повреждении); ƞk= 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 Qв , Вт. испарительных батарей непосредственно испарения и воздухоохладителей:
;
где:
(1,05......1,15) — коэффициент запаса поверхности теплообмена.
2.19 Поверхность теплообмена испарителя Fм, м2:
м 2 ;
где:
b = 0,7......0,8 - коэффициент рабочего времени аппарата;
Ки - коэффициент теплопередачи испарительных аппаратов Вт/(м2*К);
°С - разность температур воздуха в охлаждаемом помещении и в испарителе.