Принципиальная схема двухступенчатого компрессора холодильника
Описание принципиальной схемы холодильника. Рассмотрение основ процесса сжатия в компрессоре. Расчет охладителя воздуха. Теплопроизводительность промежуточного холодильника. Расход охлаждающей воды. Определение площади поверхности теплообменника.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.10.2014 |
Размер файла | 133,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
холодильник компрессор воздух теплообменник
- Задание на курсовую работу
- 1. Принципиальная схема двухступенчатого компрессора
- 2. Расчет процесса сжатия в компрессоре
- 2.1 Мощность привода идеального компрессора
- 2.2 Построение процесса сжатия и охлаждения в р-v диаграмме
- 2.3 Построение процесса сжатия и охлаждения в T-s диаграмме
- 3. Принципиальная схема холодильника
- 4. Расчет охладителя воздуха
- 4.1 Теплопроизводительность промежуточного холодильника
- 4.2 Расход охлаждающей воды через холодильник
- 4.3 Определение площади поверхности теплообменника
- 4.4 Определение длины труб и числа секций охладителя
- 4.5 Схема изменения температуры воздуха и воды вдоль поверхности теплообмена
Список литературы
Задание на курсовую работу
В идеальном двухступенчатом компрессоре сжимается воздух от давления р1 = 0,1МПа до давления р3. Температура воздуха на входе в ступени t1 = 20С. Объемная производительность компрессора при условиях входа V1, показатели политропы сжатия в обеих ступенях одинаковы и равны n. Определить параметры воздуха в начале и конце сжатия в каждой ступени, теоретическую мощность привода компрессора, расход охлаждающей воды, прокачиваемой через промежуточный холодильник. Изобразить процессы сжатия и охлаждения воздуха в p-V и Т-s координатах в масштабе.
Холодильник выполнен из параллельно включенных стальных труб (ст = 50Вт/(мК)) диаметром 20х2 мм, по которым движется воздух. Число труб n1 = 19. Вода, поступающая в межтрубное пространство, имеет температуру tвод. Повышение температуры воды в холодильнике принять равным tвод = 20С. Определить поверхность теплообмена холодильника. При этом коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам 1, а от поверхности труб к воде 2. Изобразить изменение температуры воздуха и воды вдоль поверхности теплообмена. Представить эскиз теплообменника и принципиальную схему двухступенчатого компрессора.
Исходные данные: n = 1,2; V1 = 0,07м3/с; 2 = 800Вт/(м2К); р3 = 3МПа; tвод = 5С.
1. Принципиальная схема двухступенчатого компрессора
Рис. 1
1 - цилиндр низкого давления; 2 - промежуточный холодильник;
3 - цилиндр высокого давления
2. Расчет процесса сжатия в компрессоре
2.1 Мощность привода идеального компрессора
Примем степень повышения давления в каждой ступени одинаковой:
.
Тогда давление воздуха на выходе из первой ступени:
МПа.
Теоретическую мощность привода компрессора определим по формуле:
Вт = 27,6кВт.
2.2 Построение процесса сжатия и охлаждения в р-v диаграмме
Процесс 1-2 сжатия в первой ступени - политропный.
Удельный объем на входе в первую ступень компрессора найдем из уравнения состояния идеального газа:
где газовая постоянная воздуха - R = 287Дж/(кгК);
К.
м3/кг.
Удельный объем воздуха на выходе из первой ступени найдем из уравнения политропного процесса:
м3/кг.
Для более точного изображения процесса сжатия в первой ступени определим параметры воздуха в трех промежуточных точках. Для этого зададимся тремя промежуточными значениями удельного объема:
м3/кг; м3/кг; м3/кг;
Давления в этих точках определим по соотношениям:
МПа;
МПа;
МПа.
Процесс 2-2 охлаждения воздуха - изобарный. Поэтому давление воздуха на входе во вторую ступень компрессора:
МПа.
Температура воздуха на входе во вторую ступень такая же, как и на входе в первую:
К.
Удельный объем на входе во вторую ступень компрессора найдем из уравнения состояния идеального газа:
м3/кг.
Процесс 2-3 сжатия во второй ступени - также политропный.
Удельный объем воздуха на выходе из второй ступени найдем из уравнения политропного процесса:
м3/кг.
Зададимся тремя промежуточными значениями удельного объема:
м3/кг; м3/кг; м3/кг;
Давления в этих точках определим по соотношениям:
МПа;
МПа;
МПа.
p-v - диаграмма теоретического цикла - рис. 2.
Рис. 2
2.3 Построение процесса сжатия и охлаждения в T-s диаграмме
Температура воздуха после политропного сжатия в каждой ступени определяется по уравнению:
К, t2 = 389 - 273 = 116C.
Энтропию в точке 1 найдем из условия, что энтропия при нормальных условиях (Тн.у. = 273,15К; рн.у. = 101325Па) равна нулю:
где кДж/(кгК) - изобарная теплоемкость воздуха.
кДж/(кгК).
Изменение энтропии в процессе сжатия в первой ступени:
где кДж/(кгК) - изохорная теплоемкость воздуха;
k = 1,4 - показатель адиабаты двухатомных газов.
кДж/(кгК);
кДж/(кгК).
Для более точного изображения процесса сжатия в первой ступени определим параметры воздуха в трех промежуточных точках. Для этого зададимся тремя промежуточными значениями температуры:
Та = 320К; Тb = 350К; Тс = 370К.
Энтропия в этих точках:
кДж/(кгК);
кДж/(кгК);
кДж/(кгК).
Изменение энтропии в охладителе:
кДж/(кгК);
кДж/(кгК).
Также зададимся тремя промежуточными значениями температур:
Тd = 370К; Тe = 350К; Тf = 320К.
кДж/(кгК);
кДж/(кгК);
кДж/(кгК).
Изменение энтропии в процессе сжатия во второй ступени такое же, как и в первой, поэтому:
кДж/(кгК).
Для тех же промежуточных значений температур, что и для первой ступени, определим значения энтропии:
кДж/(кгК);
кДж/(кгК);
кДж/(кгК).
Строим процессы сжатия и охлаждения в Т-s - координатах - рис. 3.
Рис. 3
3. Принципиальная схема холодильника
Рис. 4
4. Расчет охладителя воздуха
4.1 Теплопроизводительность промежуточного холодильника
Количество тепла, которое воздух должен отдать холодильнику после сжатия в первой ступени для охлаждения до первоначальной температуры t1 = 20С, определяем по формуле:
где Gвоз - массовая производительность компрессора, определяем из уравнения состояния:
кг/с.
Вт.
4.2 Расход охлаждающей воды через холодильник
Расход охлаждающей воды определяем по формуле:
где свод = 4190Дж/(кгК) - теплоемкость воды;
tвод = 20С - повышение температуры воды в охладителе, заданная величина.
кг/с.
4.3 Определение площади поверхности теплообменника
Площадь поверхности теплообмена определяем по основному уравнению теплопередачи:
где k - коэффициент теплопередачи;
- средний логарифмический температурный напор между воздухом и охлаждающей водой.
Средний температурный напор определяем по формуле:
где С;
С;
С.
Необходимо также определить коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам - 1.
Расчет ведем по средней температуре воздуха в теплообменнике:
С; К.
По справочным данным определим параметры воздуха при средней температуре:
кг/м3 - плотность воздуха;
м2/с - кинематическая вязкость;
Вт/(мК) - теплопроводность.
Скорость воздуха:
м/с.
Критерий Рейнольдса:
Критерий Нуссельта:
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам охладителя:
Вт/(м2К).
Коэффициент теплопередачи в соответствие с указаниями к заданию можем определять по формуле для плоской стенки:
Вт/(м2К).
Поверхность теплообмена:
м2.
4.4 Определение длины труб и числа секций охладителя
Длину труб определим исходя из общей поверхности теплообмена:
м.
Определяем число секций охладителя исходя из их стандартных размеров 1м, 1,5м, 2м, 3м.
Выбираем 2 секции по 1,5м.
4.5 Схема изменения температуры воздуха и воды вдоль поверхности теплообмена
Рис. 5
Список литературы
1. Баскаков А.П. и др. Теплотехника. - М.: Энергоиздат, 1991.
2. Бакластов А.М., Горбенко В.А., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок. - М.: Энергоиздат, 1981.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектный расчет воздушного холодильника горизонтального типа. Использование низкопотенциальных вторичных энергоресурсов. Определение тепловой нагрузки холодильника, массового и объемного расхода воздуха. Тепловой и экзегетический балансы холодильника.
курсовая работа [719,0 K], добавлен 21.06.2010Проектирование холодильника-конденсатора для конденсации водяного пара. Определение тепловой нагрузки аппарата, количества тепла при конденсации насыщеных паров, расхода охлаждающей воды, максимальной поверхности конденсации. Механический расчет деталей.
курсовая работа [287,2 K], добавлен 14.07.2011Определение вместимости холодильника, расчет его площадей. Необходимая толщина теплоизоляции. Конструкции ограждений холодильника. Теплоприток через ограждения. Продолжительность холодильной обработки продукта. Расчет и подбор воздухоохладителей.
курсовая работа [104,1 K], добавлен 09.04.2012Определения необходимого числа ступеней сжатия в компрессоре. Расчет активной площади поршней и частоты вращения коленчатого вала. Определение расхода охлаждающей воды и необходимой поверхности теплообмена. Построение силовых и индикаторных диаграмм.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.12.2013Описание конструкции бытового холодильника. Расчет теплопритоков в шкаф. Тепловой расчет холодильной машины. Теплоприток при открывании двери оборудования. Расчет поршневого компрессора и теплообменных аппаратов. Обоснование выбора основных материалов.
курсовая работа [514,7 K], добавлен 14.12.2012Принципы работы холодильной машины. Схема компрессионного цикла охлаждения, оценка его эффективности. Сжатие пара в компрессоре. Паровая компрессорная установка. Электрическая схема холодильника. Процесс конденсации паров жидкости на примере фреона R-22.
реферат [265,5 K], добавлен 26.01.2015Расчетный режим холодильных установок. Расчет площадей, объемно-планировочное решение холодильника. Тепловой расчет холодильника и выбор системы охлаждения. Оценка и подпор компрессоров и теплообменных аппаратов. Автоматизация холодильной установки.
дипломная работа [109,9 K], добавлен 09.01.2011Назначение компрессионного холодильника и его особенности, виды, представленные на рынке. Принцип работы, типовые неисправности и методы их устранения. Расчет теплового баланса, теплопритоков от охлаждаемых продуктов, ремонтопригодности холодильника.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.12.2012Устройство и тепловая изоляция холодильника. Порядок и последовательность работы холодильного устройства. Приемка устройства в эксплуатацию. Возможные неисправности холодильника, методика их ремонта. Описание схемы электрической принципиальной.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.01.2012Принцип действия холодильника, процесс охлаждения. Классификация бытовых холодильников, основные структурные блоки. Расчет холодильного цикла, испарителя, конденсатора и тепловой нагрузки бытового компрессионного холодильника с электромагнитным клапаном.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.03.2012