Холодильно компрессорные работы

ВВЕДЕНИЕ

 

В данном курсовом проекте  спроектирована холодильная установка  с поршневым компрессором для охлаждения парового конденсата, имеющего холодопроизводительностью 2мВт  с параметра Т₁ = 12°С до параметра Т₂ = 6 °С; г. Тбилиси.

В ходе расчета принял схему одноступенчатого сжатия, холодильный агент R717 и непосредственное охлаждение среды, подобрал три поршневых компрессора марки АО 1200 П2; два горизонтальный кожухотрубный конденсатор марки 300 КТГ; пять кожухотрубный испаритель марки 300 ИТГ; шесть центробежных насоса для перекачивания воды марки К45/30; линейный ресивер марки 3,5РВ; два дренажный ресивер марки 3,5РД; маслоотделитель марки 200 ОМ; защитный ресивер марки РЦЗ 3-4; градирни марки ГПВ-80; отделитель жидкости марки ОЖ 250ОЖМ 

1 ВЫБОР РАСЧЕТНОГО РЕЖИМА

 

        Начальная температура дифенила, Т₁, °С      12

Конечная температура  дифенила, Т₂, °С                     6

 

1.1 Выбрали систему непосредственного охлаждения.

При проектировании холодильных  установок с непосредственным охлаждением аммиачными холодильными машинами температуру кипения аммиака принимают на 5÷10⁰С ниже чем температуры воздуха в камере. 

Исходные данные

Температуру кипения холодильного агента t_о,°С,  определяли согласно /4, с. 71/

                                                     t_о =  t_в – (5÷10),                                          

t_о =  6 - 5 = 1°С.

Согласно /2, с.19/ выбрали холодильный агент R 12:

Температуру конденсации холодильного агента t_к, °С, определяли согласно /4,с. 71/

                              t_к = t_w1 + Δt_w + (2 ÷ 4) °С =  t_w2 + (2 ÷ 4) °С,                       

где t_w1 – начальная температура воды;

 t_w2 – конечная температура воды;

 Δt_w – нагрев воды в конденсаторе.

Начальную температуру воды при оборотном водоснабжении t_w1, °С, определяли согласно /4, с.17/

                                                 t_w1 =  t_вл + (4 ÷ 8) °С,

где t_вл – температура воздуха по мокрому термометру, °С.            

Летнюю температуру t_лет, °С, и летнюю влажность воздуха φ_лет, %, принимали для города Томска согласно /4, с. 208/

t_лет = 34°С,

 φ_лет = 46 %.

Температуру мокрого термометра определяли по i-d диаграмме согласно  /4, с. 214/

t_вл = 24,5°С,

t_w1 = 24,5 + 4 = 28,5°С.

Конечную температуру воды t_w2, °С, определяли согласно /4, с.71/

                                                 t_w2 =  t_w1 + (2 ÷ 4)°С,                                         

t_w2 =  28,5 + 2 = 30,5°С,

t_к =  30,5 + 3 + 2 = 35,5°С.

 

Температуру всасываемых паров холодильного агента t_вс, °С, определяли согласно /4, с. 72/

t_вс=t₀+(5÷10)°С;

t_вс1+5=6°С. 

2 ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА В ДИАГРАММЕ i-lgР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1 Данные расчета

Температура кипения  холодильного агента t₀, °С                                                 1

Температура конденсации  холодильного агента t_к, °С                                        35.5

Давление кипения холодильного агента Р_о , МПа                                                0,45

Давление конденсации  холодильного агента Р_к, МПа                                       1,35

По данным расчета построили цикл холодильной установки в диаграмме i-lgp для R717. Полученные данные занесли в таблицу 1.

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема и цикл одноступенчатой холодильной    машины с отделителем жидкости.

Таблица 1 - Параметры точек цикла холодильной установки

 

Точки цикла	Температура t, °С	Давление Р, мПа	Энтропия S,кДж/кгК	Энтальпия i, кДж/кг	Удельный объём V,м³/кг	Насыщенность пара, х
1	1	0,45	8,8	1680	0,275	-
1'	10	0,45	8,9	1706	0,277	-
2	89	1,35	8,9	1860	0,121	-
3	35,5	1,35	4,7	586	0,001699	-
3'	32	1,35	4,7	580	0,00169	-
4	1	0,45	4,8	580	0,35	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ И ПОДБОР КОМПРЕССОРА

 

Задачей расчета является определение  теоретической объемной подачи, стандартной  холодопроизводительности, подбор стандартного аппарата и их количество на заданную производительность.

Исходные данные:

Q₀ – холодопроизводительность холодильной установки, кВт                       2000

v_1’ – удельный объем всасываемого пара, м³/с                                                  0,275

T_к – температура конденсации холодильного агента, °K                                  308,5

T₀ – температура кипения холодильного агента, °K                                          274

 

Удельную массовую холодопроизводительность q₀, кДж/кг, определяли согласно /2, с. 94/

q₀= i₁-i₄,

q₀=1680-580=1100 кДж/кг.

Действительную массу всасываемого пара m_д, кг/с, определяли согласно /2, с. 94/

m_д=Q₀/q_{0 ,}

где Q₀- холодопроизводительность холодильной установки, кВт.

m_д=2000/1100 = 1,81 кг/с.

Действительную объемную подачу V_д, м³/с, определяли согласно /2, с. 94/

V_д= m_д ·v_1’,

где  v_1’ - удельный объем всасываемого пара, м³/с.

V_д=1,81 · 0,275 =0,49 м³/с.

Индикаторный коэффициент подачи определяли согласно /2, с. 94/

где и - депрессии при всасывании и при нагнетании, МПа;

           с – объем мертвого пространства;

Депрессии при всасывании и при нагнетании принимали согласно /2, с.88/

= = 0,005÷0,01 МПа

Объем мертвого пространства с принимали согласно /2, с.45/

с=0,05÷0,08

Коэффициент невидимых потерь для крейцкопфных компрессоров λ_ω’ определяли согласно /2, с. 94/

λ_ω’ =T₀ /Т_к,

      λ_ω’ =274/308,5=0,88.

Коэффициент подачи компрессора λ определяли согласно /2, с. 94/

λ = λ_i · λ_{ω’ ,}

λ=0,86 · 0,88 = 0,76.

Теоретическую объемную подачу V_т, м³/с, определяли согласно /2, с. 94/

V_т = V_д / λ,

V_т=0,49 / 0,76 = 0,64 м³/с.

Удельную объемную холодопроизводительность в рабочих условиях q_V, кДж/ м³, определяли согласно /2, с. 94/

q_V=q₀ /V_1’,

q_V=1100/0,275=4000 кДж/ м³

 

3.1 Построение стандартного цикла в диаграмме i-lgp.

 

Таблица 2 - Параметры точек стандартного цикла холодильной установки.

 

Точки цикла	Температура t, °С	Давление Р, мПа	Энтальпия i, кДж/кг	Удельный  объём V,м³/кг	Энтропия S,кДж/кг·К
1	-15	0,24	1660	0,51	8,85
1’	-10	0,24	167,5	0,52	8,92
2	100	1,15	1895	0,15	8,92
3	30	1,15	565	0,00168	4,7
3’	25	1,15	540	0,00166	4,65
4	-15	0,24	540	0,075	4,75

 

Стандартную холодопроизводительность q_0ст, кДж/кг, определяли согласно /2, с. 94/

q_0ст=i₁-i₄,

q_0ст=1660-540=1120 кДж/кг

Объемную холодопроизводительность в стандартных условиях q_Vст, кДж/ м³, определяли согласно /2, с. 94/

q_Vст= q_0ст /V₁^’_ст

q_Vст=1120/0,51=2196 кДж/ м³

Стандартную холодопроизводительность определяли согласно /2, с. 94/

Действительную массу всасываемого пара в стандартных условиях m_Дст, кг/с, определяли согласно /2, с. 94/

m_Дст=Q_0ст/q_0ст,

m_Дст=2000/1120=1,78 кг/с.

Стандартный коэффициент  подачи определяли согласно /2, с. 94/

Стандартный коэффициент невидимых потерь для крейцкопфных компрессоров λ_ω^’_ст определяли согласно /2, с. 94/

λ_ω^’_ст=Т₀/Т_к,

λ_ω^’_ст=258/303=0,85.

Коэффициент подачи компрессора в  стандартных условиях λ_ст определяли согласно /2, с. 94/

λ_ст= λ_{i ст} · λ_ω^’ _ст,

λ_ст=0,74·0,85=0,69.

Действительную объемную подачу в  стандартных условиях определяли согласно /2, с. 94/

Теоретическую объемную подачу в стандартных  условиях определяли согласно /2, с. 94/

Адиабатную мощность компрессора N_а, кВт, определяли согласно /2, с. 94/

N_а = m_д · (i₂-i₁),

N_а= 1,78 · (1895 – 1675) = 391,6 кВт.

Индикаторный коэффициент полезного действия η_i определяли согласно /2, с. 94/

η_i= λ_ω’ + b · t₀,

где t₀ – температура кипения холодильного агента, °С;

      b – эмпирический коэффициент.

Эмпирический коэффициент b для хладоновых машин принимали согласно /2, с. 92/

b=0,002

η_i=0,85+ 0,002 · (-15) = -12,78.

Индикаторную мощность N_i, кВт, определяли согласно /2, с. 94/

N_i = N_а / η_i,

N_i=391,6/-12,78=-30,64 кВт.

 

Мощность трения N_тр, кВт, определяли согласно /2, с. 94/

  N_тр=V_т · P_тр

где - удельное давление.

Удельное давление трения для хладоновых машин принимали согласно /2, с. 91/

кПа

  N_тр=2,33 · 50 =-2,91 кВт

Эффективную мощность N_е, кВт, определяли согласно /2, с. 94/

N_е= N_i + N_{тр ,}

N_е=-30,64+(-2,91)=-33,55 кВт.

Мощность на валу электродвигателя N_дв, кВт, определяли согласно /2, с. 94/    

N_дв=(1,1÷1,12) · N_е / η_п,

где η_п – КПД передачи.

КПД передачи η_п принимали согласно /2, с.92/

 η_п=0,96 0,99

                        N_дв=1,1 · (-33,55) / 0,96=-35 кВт.         

                  

Эффективную холодопроизводительность _е определяли согласно /2, с. 94/

е=Q₀ / N_е,

е=4012/-33,55 =-119,6.

Тепловую нагрузку на конденсатор Q_к, кВт, определяли согласно /2, с. 94/

Q_к= m_Д ·(i₂ – i₃),

Q_к= 1,78 · (1895-565)=2407,3 кВт.

В ходе расчета подобрал 3 компрессоров марки АО 1200 П2.  Расход воды на охлаждение 8,3 (24,9) м³/ч.