Расчет одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки

Параметры рабочего агента в характерных токах схемы. Электрическая мощность компрессора и его энергетические показатели. Определение баланса компрессорной холодильной установки. Удельные электромеханические потери. Эксергия, отводимая в конденсаторе.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 25.04.2015
Размер файла 74,1 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/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДЕПАРТАМЕНТ ЭНЕРГЕТИКИ И МЕТАЛЛУРГИИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: "Система производства и распределения энергоносителей"

На тему: "Расчет одноступенчатой парожидкостной компрессионной холодильной установки"

г. Павлодар, 2015 г.

Задание на курсовую работу

Таблица 1- Задания для выполнения курсовой работы

Вариант

Температура рассола в испарителе

Температура охл. воды в конденсаторе

КПД компрессора

Артезианская вода

, 0С

,

0С

,

0С

,

0С

,

,0С

2

500

-6

-11

32

20

0,8

0,92

1,4

9

Введение

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до ?153 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос тепла осуществляется за счет потребляемой при этом энергии.

Холодильная установка может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом.

Холодильное оборудование подразделяется на промышленное, торговое, бытовое. Промышленное холодильное оборудование - оборудование, имеющее, как правило, в своем составе холодильные системы и (или) установки холодопроизводительностью свыше 15 КВт.

Холодильная система - комплекс холодильного оборудования (один или несколько компрессоров, конденсаторов, испарителей различного типа, ресиверов и др.), в котором циркулирует или находится хладагент для производства искусственного холода. Холодильная установка - совокупность одной или нескольких холодильных машин и всех узлов, агрегатов, элементов, трубопроводов и жидкостей, необходимых для их функционирования, а также распределения и использования холода.

Холодильная машина - категория тепловых машин, которые, поглощая энергию, имеют своей целью изъятие тепла от тел с низкой температурой и передачу его телам с более высокой температурой.

Различают несколько типов холодильных машин.

По способу получения холода - компрессионные, абсорбционные и термоэлектрические (в маркировке холодильников типы холодильных агрегатов обозначаются первыми заглавными буквами: К- компрессионные, А- абсорбционные с электрическим нагревателем, АГ - абсорбционные с газовым нагревателем, ТЭ - термоэлектрические).

По холодильному агенту - фреоновые (хладоновые), аммиачные и др.

По холодопроизводительности - малые, средние и крупные.

По области применения различают стационарные (кухонные и комнатные) и переносные (термостаты) бытовые холодильники.

По назначению:

- холодильники - приборы, обеспечивающие хранение продуктов в охлажденном и замороженном состоянии;

- морозильники - приборы, обеспечивающие быстрое замораживание продуктов с последующим их длительным хранением;

- холодильники-морозильники - конструктивно объединенные в одно изделие холодильник и морозильник, имеющие автономные агрегаты.

Аммиачная холодильная установка (АХУ) -- холодильная установка компрессионного или абсорбционного типа, в которой в качестве хладагента используется аммиак.

Аммиачная холодильная установка является химически опасным объектом, поскольку аммиак -- сильнодействующее ядовитое вещество, обладающее удушающим и нейротропным действием. Использование аммиака, как потенциально опасного газа, достаточно строго регламентируется правилами безопасности аммиачных холодильных установок.

Аммиак не растворяется в смазке, нечувствителен к влаге, и его легко можно обнаружить при утечке. Дополнительными преимуществами аммиака являются его низкая цена и то, что он не способствует созданию парникового эффекта.

Недостатком аммиака является его высокая токсичность, взрывоопасность, при растворении в воде он создаёт опасность ожога из-за выделения большого количества тепла, а также имеет высокую температуру нагнетания при сжатии.

Требования к хладагентам подразделяются на следующие группы:

· экологические - низкий потенциал глобального потепления, озонобезопасность, негорючесть и нетоксичность;

· термодинамические - большая объемная холодопроизводительность; низкая температура кипения при атмосфер ном давлении; невысокое давление конденсации; хорошая теплопроводность; малые плотность и вязкость хладагента, обеспечивающие сокращение гидравлических потерь на тре ние и местные сопротивления при его транспортировке; максимальная приближенность к заменяемым хладагентам (для альтернативных озонобезопасных хладагентов) по давлениям, температурам, удельной объемной холодопроизводительности и холодильному коэффициенту;

· эксплуатационные - термохимическая стабильность, химическая совместимость с материалами и холодильными масла ми, достаточная взаимная растворимость с маслом для обеспечения его циркуляции, технологичность применения, негорючесть и невзрывоопасность, способность растворять воду, не значительная текучесть, наличие запаха, цвет и т.д.;

· экономические - наличие товарного производства, доступные (низкие) цены. Хладагенты, отвечающие перечисленным требованиям, найти практически невозможно, поэтому в каждом отдельном случае выбирают хладагент с учетом конкретных условий работы холодильной машины, и предпочтение следует отдавать таким, которые удовлетворяют принципиальным и определяющим требованиям. Альтернативными хладагентами могут быть чистые (простые) вещества и смеси. Предпочтение отдается прежде всего чистым веществам, но они имеют ряд недостатков. Например, R134a - при температуре ниже -15 °С имеет меньшую удельную объемную холодопроизводительность и холодильный коэффициент по сравнению с R12. Поэтому применяют смесевые хладогенты. Предпочтение отдается хладагентам с низкими значениями неизотермичности.

1. Порядок расчета

Определяем параметры рабочего агента в характерных токах схемы

Конечная разность температур в испарителе:

.

в конденсаторе:

Расчетная температура испарения:

Расчетная температура конденсации:

Предварительный перепад температур жидкого аммиака в охладителе:

.

Параметры рабочего агента в характерных точках схемы находим по T-S диаграмме, результаты вносим в таблицу 2.

Энтальпия рабочего агента на выходе из компрессора:

,

Таблица 2- Параметры рабочего агента в характерных точках схемы

Точка на схеме

Параметры рабочего агента

Р, МПа

e, кДж/кг

1

-14

0,25

0,5

1669

9,03

199,26

2

140

1,45

0,138

1995,6

9,17

484,84

113,4

1,45

0,128

1930

9,03

460,26

3

37

1,45

Менее 0,01

598

4,8

367,65

4

27

1,1

Менее 0,01

545

4,62

367,39

5

-14

0,25

0,222

545

4,7

343,95

Удельная внутренняя работа компрессора:

Удельный расход тепла на единицу расхода рабочего агента в отдельных аппаратах установки:

а) испаритель

б) конденсатор

в) охладитель

Энергетический баланс установки при отсутствии внешнего охладителя компрессора,

Определяем расхода рабочего агента, нагрузку отдельных агрегатов. Электрическая мощность компрессора и энергетические показатели установки

Массовый расход рабочего агента

Объемная производительность компрессора:

Расчетная тепловая нагрузка конденсатора

Расчетная тепловая нагрузка охладителя:

Температура охлаждающей воды на выходе из охладителя:

где Св - теплоемкость воды,

Проверка соблюдения условия , при невыполнении условия в схеме холодильной установки исключается охладитель.

t3 = 37 0C, ta1=13 0C. Условие t3 > ta1 (37>13) выполняется, следовательно, охладитель в схеме холодильной установки оставляем.

Удельный расход электрической энергии на единицу выработанного холода при :

Электрическая мощность компрессора:

Холодильный коэффициент установки:

КПД холодильной установки:

а) температуру окружающей среды принимаем равной температуре воды на входе в конденсатор ;

б) средняя температура теплоотдатчика :

в) удельный расход электроэнергии в идеальном цикле:

г) энергетический КПД холодильной установки:

Энергетический баланс компрессорной холодильной установки

Значение эксергии в характерных точках процесса определяется по формуле:

,

где значения для параметров окружающей среды следующие: Тос=293 0К; iос=1710 кДж/кг, Sос=9,85 кДж/кг.

е1 = 1669 - 1710 - 293(9,03 - 9,85) = 199,26 кДж/кг;

е2= 1995,6 - 1710 - 293(9,17 - 9,85) = 484,84 кДж/кг;

е2'=1930 - 1710 - 293(9,03 - 9,85) = 460,26 кДж/кг;

е3 =598 - 1710 - 293(4,8 - 9,85) = 367,65 кДж/кг;

е4 =545 - 1710 - 293(4,62 - 9,85) = 367,39 кДж/кг;

е5 =545 - 1710 - 293(4,7 - 9,85) = 343,95 кДж/кг.

Удельное количество эксергии, вводимое в установку в виде электрической энергии, проведенной к электродвигателю компрессора:

Удельные электромеханические потери в компрессоре:

% от евх

(8%).

Внутренние потери в компрессоре:

ток компрессор холодильный конденсатор

% от евх

(13,5%).

Эксергия, отводимая в конденсаторе:

% от евх.

(32,23%).

а) эксергия, отводимая охлаждающей водой

от евх,

где - коэффициент работоспособности отводимого тепла, ,

.

(8,95%).

б) эксергия, теряемая из-за необратимости теплообмена в конденсаторе:

% от евх.

(23,27%).

Потеря эксергии в охладителе:

% от евх.

(0,07%).

Потеря эксергии в дроссельном вентиле:

% от евх.

(6,45%).

Отвод тепла в испарителе:

% от евх.

(39,79%).

а) из эксергии, отводимой в испарителе, используется в виде эксергетической холодопроизводительности:

, % от евх,

=

(33,38%).

б) остальная эксергия dи1 теряется из-за необратимости теплообмена в испарителе:

% от евх.

(6,41%).

По полученным данным составляем таблицу 3.

Таблица 3 - Эксергетический баланс холодильной установки

Статьи баланса (приход)

Эксергия кДж/кг

%

Статьи баланса (расход)

Эксергия и потери эксергии кДж/кг

%

1. Эксергия вводимая в установку

363,64

100

1. Электромеханические потери в компрессоре

29,09

8

2. Внутренние потребности в компрессоре

48,97

13,5

3. Эксергия отводимая в конденсаторе

117,19

32,23

4. Потери эксергии в охладителе

0,26

0,07

5. Потери эксергии в дроссельном вентиле

23,44

6,45

6. Потеря эксергии из-за необратимости теплообмена в испарителе

23,3

6,41

7. Эксергетическая холодопроизводительность

121,39

33,38

Итого

363,64

100

Итого

363,64

100

Список литературы

1. Плевако А.П. Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Система производства и распределения энергоносителей" для студентов специальности 5В5071700 "Теплоэнергетика". - Павлодар, 2011. - 44 с.

2. Холодильные установки // БСЭ. 3-е изд., М., Эксмо, 2008, 672 с.

3. Холодильные машины: Учебник для студентов вузов специальности "Техника и физика низких температур"/А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев, Л. С. Тимофеевский: Под общ. ред. Л. С. Тимофеевского.- СПб.: Политехника, 1997 г.- 992с.

4. Руцкой А.В. Холодильная техника и технология. - М.: Высшая школа. 2002.

5. Плевако А.П. Краткий курс лекций по дисциплине "Система производства и распределения энергоносителей". Часть 1. - Павлодар. 2003. - 100 с. (чзт-15)

6. Круглов Г.А., Булгакова Р.И., Круглова Е.С. Теплотехника. - СПб.: Лань. 2010. (чзт-1)

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Составление принципиальной схемы компрессорной установки и системы осушки. Технология производства сжатого воздуха. Расчёт участка магистрального трубопровода. Выбор и термодинамический расчет холодильной машины блока осушки. Оценка потери давления.

    курсовая работа [97,1 K], добавлен 30.03.2014

  • Особенности при формировании функциональной схемы холодильной установки. Расчёт теплообменного оборудования. Выбор конденсатора. Кожухотрубные испарители. Расчёт толщины изоляции. Выбор градирни и насоса. Выбор оптимальных параметров режима работы.

    курсовая работа [893,1 K], добавлен 14.01.2013

  • Параметры рабочего тела во всех характерных точках идеального цикла. Определение КПД идеального цикла Ренкина. Энергетические параметры для всех процессов, составляющих реальный цикл. Уравнение эксергетического баланса. Цикл с регенеративным отводом.

    курсовая работа [733,4 K], добавлен 04.11.2013

  • Описание принципа действия силовой схемы и схемы управления компрессорной установки. Расчет основных параметров электродвигателя, питающего кабеля. Формирование графиков, составление технологической карты электромонтажные работы компрессорной установки.

    отчет по практике [377,0 K], добавлен 26.06.2014

  • Судовая холодильная установка. Системы холодильного агента. Основные характеристики воздухоохладителя. Автоматизация, сигнализация и контрольно-измерительные приборы. Правила технической эксплуатации холодильных установок. Расчет охлаждения конденсатора.

    контрольная работа [2,9 M], добавлен 23.01.2013

  • Методика и этапы вывода уравнения работы в произвольном процессе. Определение и оценка зависимости работы газа в обратимом или необратимом процессе. Процесс парообразования в is-диаграмме. Описание цикла паровой компрессорной холодильной установки.

    контрольная работа [329,4 K], добавлен 04.12.2013

  • Хозяйственная деятельность предприятия, анализ схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, выбор трансформаторов. Разработка рациональной схемы электроснабжения. Расчет ветроэнергетической установки: энергетические и экономические показатели.

    дипломная работа [723,6 K], добавлен 16.06.2011

  • Основные параметры двигателя. Индикаторные параметры рабочего цикла двигателя. Среднее давление механических потерь. Основные размеры цилиндра и удельные параметры двигателя. Удельная поршневая мощность. Эффективные показатели работы двигателя.

    практическая работа [59,3 K], добавлен 15.12.2012

  • Особенности определения эксергии рабочего тела. Первый закон термодинамики. Круговой цикл тепловой машины. Параметры смеси газов. Конвективный и лучистый теплообмен. Температурный режим при пожаре в помещении. Изменяющиеся граничные условия 3 рода.

    контрольная работа [696,6 K], добавлен 19.05.2015

  • Рассмотрение технологической схемы теплоутилизационной установки. Расчет печи перегрева водяного пара и котла-утилизатора. Составление теплового баланса воздухоподогревателя, определение коэффициента полезного действия и эксергетическая оценка установки.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.10.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.