Реферат: Расчёт холодильных установок
Название: Расчёт холодильных установок Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.П.ОГАРЕВА Институт механики и энергетики Кафедра теплоэнергетических систем КУРСОВАЯ РАБОТА РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК Автор курсовой работы ____________________________________ Хрестин Д.А. (подпись) (дата) Специальность 140106 ЭОП Обозначение курсовой работы КР-02069964-140106-76-06 Руководитель работы канд. техн. наук, доц. _______________________________________ Левцев А.П. (подпись) (дата) Работа защищена Оценка Саранск 2010 МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.П.ОГАРЕВА Институт механики и энергетики Кафедра теплоэнергетических систем ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ Студент Хрестин Д.А.
1 Тема: «Расчет холодильных установок » 2 Срок представления работы к защите ______________________________ 3 Исходные данные для научного исследования (проектирования) представлены в таблице 1. Схема холодильной установки представлена на рисунке 1. Таблица 1 – Исходные данные для проектирования
Рис.1 – Схема холодильной установки 4 Содержание курсовой работы 4.1 Расчёт и построение холодильного цикла по диаграмме lnP-h 4.2 Тепловой расчёт и выбор компрессора 4.3 Тепловой расчет конденсатора 4.3.1. Расчет поверхности конденсатора 4.3.2.Теоретический расчет коэффициента теплопередачи 4.4 Тепловой расчёт испарителя 4.5 Расчёт системы оборотного водоснабжения4.5.1.Выбор градирни 4.5.2.Выбор насоса Руководитель работы (проекта)______________________________Левцев А. П. (подпись, дата, инициалы, фамилия)
Задание принял к исполнению ___________________________ Хрестин Д.А. дата, подпись
Введение ………………………………………………………….................6 1.Расчёт и построение холодильного цикла по диаграмме lnP-h ……….7 2. Тепловой расчёт и выбор компрессора …………………………………10 3.Тепловой расчет конденсатора …………………………………………...13 3.1. Расчет поверхности конденсатора ………………………………...13 3.2.Теоретический расчет коэффициента теплопередачи …………...14 4.Тепловой расчёт испарителя ……………………………………………..17 5.Расчёт системы оборотного водоснабжения ……………………………205.1.Выбор градирни ………………………………………………………20 5.2.Выбор насоса …………………………………………………………20 Заключение ………………………………………………………………..22 Список использованных источников …………………………………...23
Холодильные установки применяются для охлаждения воздуха и создания более комфортных условий для человека, а также для замораживания грунта при производстве строительных работ, охлаждения продуктов и т.д. В системах тепло- и газоснабжения в вентиляции холодильные установки применяются главным образом при кондиционировании воздуха. Охлаждение сможет осуществляться при непосредственном использовании льда или холодной воды. Однако наиболее распространена холодильная установка с использованием компрессоров или струйных аппаратов. Эти холодильные установки могут работать по принципу испарения некоторых сжиженных газов или расширения сжатых газов. К паровым следует отнести и абсорбционные холодильные установки, действующие на основе теплохимических процессов. Паровое охлаждение значительно экономичнее газового. Перспективным может оказаться способ охлаждения, основанный на использовании термоэлектрических и магнитных явлений
Температура воды на входе в конденсатор:
где
tн.р = tср.м +tи.м , (1.2) где tср.м -средняя температура самого жаркого месяца. Значения tср.м и φн выбираем из [1]. Для г. Смоленска tи.м =350 С, tср.м =17,10 С, φн =77% tн.р = 17,1+0,25*35=260 С По диаграмме Рамзина рис.2 [2] определяем tн =230 С. Примем Температура воды на входе в конденсатор составит:
Температура воды на выходе из конденсатора Средняя температура воды в конденсаторе
Температура конденсации
где Примем Температура кипения хладагента
где
где
Температура переохлаждения перед регулирующим вентилем
где Примем
Этих параметров достаточно для построения холодильного цикла на конкретной диаграмме lgP – h . По построенной диаграмме определим следующие параметры:
Удельная холодопроизводительность, кДж/кг
Удельная работа сжатия компрессора на 1 кг пара, кДж/кг
Холодильный коэффициент цикла
Масса циркулирующего хладагента, кг/с
Действительный объем пара, засасываемого в компрессор, м3 /с
Объемная холодопроизводительность, кДж/м3
Индикаторный коэффициент подачи
где
Коэффициент невидимых потерь для бескрейцкопфных компрессоров
Коэффициент подачи компрессора
Теоретическая объемная подача,м3 /с
Для стандартных условий Удельная объёмная холодопроизводительность в стандартных условиях
где
Индикаторный коэффициент подачи при стандартных условиях
Коэффициент невидимых потерь для бескрейцкопфных компрессоров при стандартных условиях
Коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях
Стандартная холодопроизводительность, кВт
Адиабатная мощность компрессора, кВт
Индикаторный коэффициент полезного действия
где b = 0,001 -эмпирический коэффициент, равный 0,001 для бескрецкопфных машин,
Индикаторная мощность, кВт ,
Мощность трения, кВт
где Pтр -удельное давление трения: 49-69 Па – для бескрецкопфных прямоточных аммиачных машин.
Эффективная мощность, кВт
Мощность двигателя, кВт
где
По стандартной холодопроизводительности выберем компрессор (табл.1,прил,2[2]) и запишем его характеристики в таблицу . Таблица 1 - Характеристики компрессора
3.1 Расчет поверхности конденсатора
Нагрузка конденсатора, кВт
Расход охлаждающей воды в конденсаторе, кг/с
Среднелогарифмическая разность температур
Задавшись скоростью воды для аммиачных конденсаторов Коэффициент теплоотдачи в реальных условиях, кВт/м2 0 С
где
Внутренняя поверхность теплообмена конденсатора, м2 .
Сделаем перерасчет на наружную поверхность по формуле
Таблица 3.1 – Параметры кожухотрубного горизонтального аммиачного конденсатора
Диаметр трубок 25х2,5мм. 3.2 Теоретический расчет коэффициента теплопередачи Рекомендованное значение коэффициента теплопередачи должно быть проверено по формуле:
где αконд . -коэффициент теплообмена при конденсации на пучке труб, Вт/м2 ּ0 С, Ен - эффективность наружной поверхности, αв - коэффициент теплоотдачи от воды к стене трубы, Вт/м2 ּ0 С, Rст определяется из (таб.1[2]). Fн /Fвн = Fон /Fовн = dн /dвн в гладкотрубных аппаратах.
где B-приведено в (табл.3,прил.2[2])-коэффициент теплоотдачи одной трубы
где nобщ -общее число труб;SГ , SВ -шаг труб по горизонтали и вертикали.
Число Нуссельта
Число Рейнольдса
где v – линейная скорость, м/с; в – внутренний диаметр трубки конденсатора принимается по табл. 3.1; λ и υ принимаются по (прил.2 [3]). Линейная скорость, м/с
где ρ – плотность воды при
Коэффициент теплоотдачи одной трубы В=7677,5 при
Число Рейнольдса
Число Нуссельта
Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке
Рекомендованное значение коэффициента теплопередачи
Оптимальное значение удельного теплового потока Строятся графики двух тепловых потоков со стороны воды и пара соответственно:
Рис.1 - Графическое определение искомого теплового потока qиск . Окончательно поверхность аппарата, м2 .
Расход рассола в системе холодоснабжения, через испаритель, кг/с
где
Температурный напор, 0 С ,определяют по формуле
Удельный тепловой поток
Коэффициент αкип может быть определён по формуле для R-717: αкип =9q0.6 (P0 ּ10-5 )0.15 , (4.4) где P0 -давление в испарителе, Па. Находится уравнение теплового потока со стороны рассола.
где
где В
принимается по (табл.1,прил.4)[2], Получим уравнение теплового потока со стороны хладагента
Определим графическим методом удельный тепловой поток Рис.2 - Графическое определение qвн . Находится поверхность испарения, м2
Таблица 4 – Параметры испарителя.
|
марка градирни |
тепловая производительность (Δt=5˚C), кВт |
теплопередающая поверхность, м2 |
расход охлаждающей воды, кг/с |
диаметр форсунок, мм |
количество форсунок, шт. |
удельная тепловая нагрузка, кВт/м2 |
Высота разбрызгивателя, м |
ГПВ 160 |
186 |
462 |
8,88 |
8 |
9 |
47,5 |
1,26 |
5.2 Выбор насоса
Выбор насоса можно провести, зная величину требуемого напора Н и расхода G .
В разомкнутой системе, которой является конденсатор – градирня – насос – конденсатор, напор расходуется
, (5.2.1)
где , м;
- высота разбрызгивателя,
= 1,26 м. Примем
= 0,5м.
Т.к трассировка отсутствует, то и формула (5.2.1) примет вид
, (5.2.2)
, (5.2.)
где - потери на трение,
- потери на местные сопротивления,
, (5.2.)
где - коэффициент трения, определяемый по формуле
, (5.2.)
К – шероховатость, принимаем К=0,5 мм.
l
–
длина трубы конденсатора, принимаем l
= 20м.
, (5.2.)
где - местные сопротивления, принимаем
=10, υ – скорость движения воды, примем υ = 1,4 м/с, ρ– плотность воды при
=29˚С.
Потери давления на местные сопротивления составят
.
Предварительно примем линейные потери = 80 Па/м. Учитывая шероховатость К=0,5 мм,
расход воды через конденсатор Gв
=9,37 кг/с(33,73м3
/ч) получим для стандартного ряда по номограмме окончательно
= 270 Па/м. Для стандартного ряда также получаем υ= 1,4 м/с и dн
= 100 мм.
Тогда потери на трение составят, Па
, (5.2)
,
,
По (табл. 1, прил.6)[2] выбирается насос, и записываются его характеристики в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 – Характеристики насоса
Центробежный насос |
подача, кг/с |
напор, м |
КПД, % |
мощность эл. двигателя, кВт |
Частота вращения, с-1 |
К45/30а |
10 |
22 |
70 |
5,5 |
48,33 |
Заключение
В результате расчета холодильной установки были выбраны следующие элементы:
Компрессор П – 80;
Конденсатор КГТ 32;
Испаритель 50ИТГ
Градирня ГПВ 160;
Насос К45/30а.
Выбранные элементы обеспечивают заданную холодопроизводительность установки и соответствуют требованиям ГОСТа т СНиПа.
Список использованных источников.
1.СНиП 23-01-94 Строительная климатология, М.2000.
2.Методические указания для выполнения курсовой работы. А.П.Левцев, 2005.
3.Методические указания для выполнения расчетной работы №1. А.П.Левцев, 2005.
4.Методические указания для выполнения расчетной работы №2. А.П.Левцев, 2005.
5. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: П81Справочник/ Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина, 2 – е издание.
6.Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин.Под редакцией А.В.Быкова: М.,Лёгкая и пищевая промышленность ,1984.
7.Холодильные машины. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М., Лёгкая и пищевая промышленность,1982.
8.Проектирование холодильных сооружении. Справочник. Под ред. А.В.Быкова. М.,Лёгкая и пищевая промышленность, 1978.
10.Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин. А.А.Гогин, Г.Н.Данилова и др. М., Лёгкая и пищевая промышленность,1982.
11.Теплообменные аппараты холодильных установок. Г.Н.Данилова и др.Л.,Машиностроение,1973.