Розрахунок та проектування холодильної установки для охолодження харчових продуктів

Порівняння основних систем відводу теплоти. Тепловий розрахунок холодильної машини. Обчислення параметрів насосів для перекачування води і розсолу. Вибір конденсатора, переохолоджувача та параметрів компресорного агрегату. Переваги аміаку як холодоагенту.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 10.02.2013
Размер файла 353,4 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/

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Сумський національний аграрний університет

Кафедра інженерних технологій харчових виробництв

Курсовий проект

З дисципліни: "Процеси та апарати харчових виробництв"

Розрахунок та проектування холодильної установки для охолодження харчових продуктів

Виконала: студентка ІІ курсу

Огіренко К.К.

Перевірив:

Казаков Д.Д.

Суми 2012 рік

Зміст

Вступ

1. Теоретична частина

2. Розрахунково-конструкторська частина

2.1 Тепловий розрахунок апарата

2.2 Розрахунок і вибір конденсатора

2.3 Розрахунок і вибір переохолоджувача

2.4 Розрахунок і вибір параметрів переохолоджувача

2.5 Гідравлічний розрахунок

2.6 Вибір холодильного агрегату

3. Новизна прийнятих конструктивних рішень

4. Загальний висновок по курсовому проекту

Список використаної літератури

Вступ

Холодильна установка - це сукупність машин, апаратів і споруд, призначених для виробництва і застосування штучного холоду. В цьому сенсі холодильна установка в. додаток до чотирьох основних елементів, що складають машину, включає в себе ще апарати, прилади, трубопроводи і навіть споруди, необхідні як для здійснення технологічних процесів при низьких температурах, так і для раціональної експлуатації холодильного обладнання при тривалому промисловому використанні.

Холодильник - це промислове підприємство (або його цех), в приміщеннях якого за допомогою холодильної установки підтримують певні режими, необхідні для обробки та зберігання продуктів, які швидко псуються. Холодильник складається з технологічного будівлі і компресорного цеху з прибудованим до нього апаратним відділенням.

Виробництво штучного холоду, тобто досягнення температур нижче температури навколишнього середовища, та здійснення різних технологічних процесів при цих температурах знаходять застосування в багатьох галузях народного господарства. Холодильна техніка виявилася потрібною майже всім областям людської діяльності. Розвиток деяких галузей не можна собі уявити без застосування штучного холоду. У харчовій промисловості холод забезпечує тривале збереження високої якості продуктів, які швидко псуються; і саме через недостатнє використання холоду в світі втрачається в середньому 25% вироблених харчових продуктів.

Виробничі холодильники є частиною харчових підприємств: м'ясо-і птахокомбінатів, молочних і консервних комбінатів. Майже вся вироблена продукція піддається холодильній обробці, тому виробничі холодильники обладнали потужними пристроями для охолоджування і заморожування, раненортно - експедиційні холодильники забезпечують вантажні операції на залізничних, водних і повітряних лініях.

В наш час холод є надзвичайно важливий майже у всіх сферах діяльності людини. За допомогою холоду створюється штучний клімат в закритих приміщеннях, в будь-який час року і в будь-якому кліматі можуть бути створені штучні крижані ковзанки. Широко застосовується штучний холод на різних видах транспорту для перевезення харчових продуктів, а також на судах риболовецького флоту, в торгівлі харчовими продуктами і в побуті.

1. Теоретична частина

Порівняння різноманітних систем відводу теплоти

Теплота конденсації холодоагенту холодильної установки (так як і теплота абсорбції в абсорбційній установці) повинна бути передана навколишньому середовищу. В якості середовища відводу теплоти можуть бути обрані вода або атмосферне повітря - найдоступніші теплоприймачі. Раніше вважалося більш доцільним охолоджувати конденсатори промислових холодильних установок, а також абсорбери абсорбційних установок водою, так як через більш інтенсивну (приблизно в 1000 разів у порівнянні з повітрям) тепловіддачу до води і більш значну (майже в 3000 разів) об'ємну теплоємність води забезпечуються компактність теплообмінних апаратів і відносно низька їх металоємність. Крім того, температура води в літній час, як правило, нижче температури повітря в даній місцевості, і тому холодильна установка, що має конденсатор з водяним охолодженням, працює влітку при більш низькій температурі конденсації холодоагенту.

При використанні води як середовища відводу теплоти можливі два види водопостачання: проточне (розімкнена система подачі води) і оборотне (замкнута система подачі води). В розімкнуті системі (рис. 1.1.1.) вода, взята з джерела водопостачання 1 при температурі tw1 насосом 2, використовується одноразово для відводу теплоти в конденсаторі і потім скидається, будучи нагрітою до температури tw2.

Система проточного водопостачання може бути застосована, перш за все, завдяки своїй простоті, однак її використання не завжди економічно виправдано, а часто і неможливо через імовірність забруднення навколишнього середовища.

Рис. 1.1.1. Схема проточного водопостачання: 1 - відкрита водойма; 2 - насос; 3 - конденсатор.

Доцільність використання тієї чи іншої системи водопостачання у великій мірі залежить від джерела водопостачання, кількості і якості води в ньому. Іноді для водопостачання холодильних установок воду беруть з різних природних водойм: річок, озер, морів. Якщо підприємство знаходиться поблизу таких джерел, то вартість води виявляється низькою і її повторне використання недоцільне. У деяких випадках вода природних водойм може містити велику кількість розчинених солей, що призводить до утворення відкладень на тепло передаючій поверхні і корозії апаратів, охолоджуваних такою водою. В інших випадках вода виявляється сильно забрудненою, що вимагає її попередньої обробки або частого очищення апаратів і, отже, ускладнює експлуатацію установки. Часто доводиться, наприклад, при водопостачанні хімічних підприємств, відмовлятися від розімкнутої системи з забором води з річки, так як в теплообмінних апаратах вода може забруднюватися робочими речовинами при їх витоку, а санітарні вимоги забороняють повертати забруднену воду в річку.

Іншим доцільним джерелом водопостачання для холодильних установок внаслідок низької температури води (tw1 = 9 ... 12 ° C) є артезіанські свердловини (колодязі). Але артезіанська вода часто жорстка, хімічно агресивна, що також призводить до утворення відкладень і корозії. У великих населених пунктах холодильні установки нерідко забезпечуються з міської водопровідної мережі. Застосування в таких випадках проточного водопостачання призводить до значних витрат. Через порівняно високу вартість водопровідної води іноді виходить, що за воду доводиться платити значно більше, ніж за електроенергію на привід холодильного обладнання (зокрема, компресора). В деяких випадках недостатнє надходження води з джерела, не забезпечує потреб холодильної установки, позбавляє можливості застосовувати проточного водопостачання навіть при хорошій якості води та низької її вартості.

У замкнутій системі (рис. 2) вода використовується багаторазово, так як циркулює по замкнутому контуру і перед черговим використанням охолоджується в атмосферному охолоджувачі 1, віддаючи навколишньому повітрю теплоту Qк, отриману в конденсаторі 2 (або інших апаратах). Таким чином, в замкнутій системі вода, що циркулює за допомогою насоса 3, є проміжним теплоносієм між холодоагентом, від якого відводиться теплота в апараті, і зовнішнім повітрям.

Рис. 1.1.2. Схема оборотного водопостачання: 1 - атмосферний охолоджувач; 2 - конденсатор, 3 - насос, 4 - вентилятор; 5 - бак.

В таких охолоджувачах вода безпосередньо контактує з навколишнім повітрям і охолоджується завдяки передачі теплоти повітрю при одночасній дії конвективного теплообміну та поверхню випаровування води в повітря. Втрати води за рахунок випаровування (до 4% від загальної кількості циркулюючої води) компенсуються добавкою із зовнішнього джерела. Роль променистого теплообміну в загальній кількості переданої теплоти порівняно невелика, і тому впливом цього процесу зазвичай нехтують. Проте в деяких конструкціях охолоджувачів променистий теплообмін може надавати і небажану дію, коли відкрита поверхня води піддається нагріванню сонячними променями. Таким чином, охолодження води відбувається шляхом спільної дії теплообміну і масообміну при зіткненні води з вологим атмосферним повітрям.

Оборотне водопостачання використовують при наступних умовах:

1) висока вартість води;

2) забрудненість води в джерелі водопостачання;

3) забруднення води в теплообмінних апаратах установки;

4) недостатній дебіт джерела водопостачання;

5) висока жорсткість води.

Зазвичай температура води tw1, що надходить в конденсатор після охолодження в атмосферному охолоджувачі, трохи вище температури води, що забирається з природних джерел у даній місцевості, в зв'язку з чим і розрахунковий тиск конденсації, прийнятий при проектуванні установки, також має бути вище, що підвищує енергетичні витрати на виробництво холоду.

Якщо все ж доводиться використовувати забруднену або жорстку воду, то застосовують двоконтурну систему подачі води (рис. 3). У першому, замкнутому контурі за допомогою насоса 3 циркулює чиста вода, що охолоджує конденсатор 1, яка, в свою чергу, охолоджується в теплообміннику 2 за допомогою розімкнутої або замкнутої систем охолодження води.

Рис. 1.1.3. Схема двоконтурної системи: 1 - конденсатор; 2 - теплообмінник; 3 - насос, 4 - відкрита водойма.

У багатьох місцях відчувається нестача прісної води, і вона постійно дорожчає, у той час як виробництво електроенергії все зростає. Крім того, різко зросли викиди забрудненої води та інших промислових відходів у водойми. Тому різко зріс інтерес до конденсаторів з повітряним охолодженням, їх почали застосовувати на багатьох підприємствах, а також на холодильних установках дуже великої продуктивності. Цьому в значній мірі сприяє і прогрес у виготовленні ребристих труб, в сучасних конденсаторах з повітряним охолодженням ступінь оребріння труб доходить до 20 при відстані між ребрами від 2 до 5 мм. Виробництво таких труб високо механізоване. Тому конденсатори з повітряним охолодженням стали більш ефективними апаратами, незважаючи на велику необхідну площу поверхні теплообміну, не вимагають дуже великої витрати металу і порівняно недорогими.

Схема тепловідведення до повітря в апараті з повітряним охолодженням показана на рис. 4. Зовнішнє повітря, що надходить в апарат з температурою відводить теплоту від ребристої поверхні 1 конденсатора. Примусовий рух повітря здійснюється вентилятором 2. Повітря виходить з апарату, будучи підігрітим до температури tв2. Холодильна установка при цьому істотно спрощується.

Рис 1.1.4. Схема тепловідведення до зовнішнього повітря

Проте використання апаратів з повітряним охолодженням має і позитивні сторони. Крім того, що вони дозволяють значно зменшити витрату виробничої води, при заміні конденсаторів з водяним охолодженням конденсаторами з повітряним охолодженням усувається необхідність у спорудженні охолоджувачів води, насосних станцій, у прокладанні трубопроводів для води. Виняток витрати металу на ці потреби робить холодильну установку з апаратами з повітряним охолодженням порівняною по цьому важливому показнику з установкою, в якій застосовано оборотне водопостачання. Конденсатори з повітряним охолодженням, незважаючи на їх великий обсяг, потребують меншої площі на території підприємства, чим апарати для охолодження води та насосні станції. Наприклад, на заводах синтетичного каучуку водяне господарство займає до 15% площі заводської території, в той час як для апаратів з повітряним охолодженням потрібно всього до 3% площі території. Крім того, усувається скидання забруднених стічних вод у водойми, що істотно для захисту навколишнього середовища; зменшуються обсяг ремонтних робіт через різке зменшення корозії конденсаторів і обсяг робіт з очищення конденсаторів від забруднень; забезпечується стабільність коефіцієнта теплопередачі завдяки відсутності відкладень та забруднень на поверхні ребристих труб, постійно обдуваються повітрям (звичайно зі швидкістю від 2,5 до 4,0 м / с). Найбільш перспективні такі конденсатори для безводних районів, районів з напруженим водним балансом і районів з вологим кліматом, оскільки тут атмосферні охолоджувачі води можуть бути просто неефективними.

Розрахункова температура конденсації, необхідна для проектування холодильної установки, залежить від обраної системи охолодження конденсаторів. На відміну від температури охолоджуваних об'єктів, що не залежить звичайно від пори року, температура середовища відводу теплоти в більшості випадків зазнає сезонні зміни, що викликають відповідно зміни температури конденсації холодоагенту. Так як теплопритоки в охолоджувані приміщення обчислюють для певного розрахункового періоду, то і температуру конденсації слід знаходити для цього ж періоду. Відомості про температуру води в природних джерелах можуть бути знайдені в кліматологічних довідниках, а при їх відсутності її можна приймати рівною середньомісячній температурі повітря в даній місцевості. Температуру ж повітря, що надходить на охолодження конденсаторів, слід приймати рівній розрахунковій температурі зовнішнього повітря

Доцільно визначати температуру конденсації для конденсаторів, охолоджуваних водою, за виразом tK = tw2 + (2/3 К); величину нагріву води в конденсаторі Дtw = tW2 - tw1 доводиться вибирати залежно від вартості води і можливостей джерела водопостачання. Якщо при прямоточній системі водопостачання використовується дешева і наявна в достатній кількості вода, то її можна нагрівати в конденсаторі на 2-5 К. Такий же перепад температур води Дtw приймають і в системі оборотного водопостачання. Якщо ж вода дорога або дебіт її обмежений, то воду слід нагрівати в конденсаторі на 6 - 10К.

В апаратах з повітряним охолодженням, повітря зазвичай нагрівається на 4-6 К, тобто tB2 - tBl = 4 / 6 К. Щоб компенсувати в деякій мірі погіршену тепловіддачу в конденсаторах з повітряним охолодженням, доводиться передбачати підвищену різницю температур 0 між конденсуючим холодоагентом і повітрям,що протікає. В цьому випадку температуру конденсації приймають tK = tв2 + (8/12 К). Тому температура конденсації виявляється досить високою (до 50-55 ° С). Температурі конденсації 50 ° С для агента R22 відповідає тиск 1,94 МПа, для аміаку - 2,07 МПа. Такі високі робочі тиску змушують пред'являти підвищені вимоги до компресорів та апаратів холодильної установки. У зв'язку з цим нові компресори, освоєні вітчизняними заводами, випускаються на робочі тиски 2,0 і 2,5 МПа і на різницю тисків конденсації і кипіння 1,7 і 2,1 МПа. В деяких випадках можна знизити робочий тиск в холодильній установці вибором холодоагенту, що має більш низький тиск насиченої пари (наприклад, для R142 воно становить 0,71 МПа при 50 ° С).

Системи охолодження

Системою охолодження називають ту частину холодильної установки, яка розташована між регулюючим вентилем і всмоктуючим патрубком компресора. Вона складається з апаратів, трубопроводів, і допоміжних елементів. Призначення системи охолодження - підтримувати заданий температурний та вологісний режим в камерах.

Кожна охолоджуюча система включає в себе систему розподілу робочої речовини по споживачах холоду і систему відводу теплоти від споживачів холоду.

До охолоджуючих систем пред'являють наступні основні вимоги:

· розподіл робочої речовини по всім споживачам холоду, пропорційне їх тепловим навантаженням; при цьому прилади охолодження повинні працювати з максимальною ефективністю при їх мінімальній металоємності;

· надійне підтримання заданого технологічного режиму в охолоджуваних об'єктах (холодильні камери, технологічні апарати різного призначення);

· безпека експлуатації (більшість аварій або аварійних ситуацій на холодильних установках відбувається через ряд конструктивних недоліків охолоджуючої системи або неправильної її експлуатації);

· простота і гнучкість експлуатації - зручність перемикань споживачів холоду, наочність схеми, простота і зручність очищення її від забруднень, масла, їжею;

· економічність як за первинними витратами, так і в процесі експлуатації.

Охолоджуючі системи класифікують за способом розподілу робочої речовини по споживачах холоду і за способом відведення теплоти від споживачів холоду.

За першою ознакою розрізняють системи безпосереднього охолодження (безнасосного та насосні) і системи з рідкими холодоносієм відкритого або закритого типу.

Охолоджуючі системи класифікують за способом розподілу робочої речовини по споживачах холоду і за способом відведення теплоти від споживачів холоду.

Відведення теплоти від охолоджуваних об'єктів і продуктів може здійснюватися охолоджуючими системами при різних умовах. У кожному конкретному випадку залежно від умов відведення теплоти до назви системи додають її характеристику за цією ознакою. Так, якщо відвод теплоти здійснюється насосно-циркуляційною системою при природній конвекції за допомогою батарей, то до назви системи - насосно-циркуляційна додають слова "з батарейним охолоджуванням".

Якщо в камерах та апаратах створюють штучну циркуляцію повітря, то можливі три випадки: повітря омиває нерухомий продукт; охолоджується рухливий шар продукту; охолоджується нерухомий продукт в умовах омивання його повітрям і насадкою.

Якщо продукт охолоджується безпосередньо в контакті з рідиною, то системи називають системами з контактним охолодженням (в кріогенних рідинах). Якщо продукт охолоджується при непрямому контакті з середовищем відводу теплоти, системи (або апарати) називають системами плиткового охолодження; якщо продукт охолоджується за допомогою променистого теплообміну в повітряному середовищі, систему називають системою радіаційно-повітряного охолодження; якщо охолодження здійснюється за допомогою променевого теплообміну з тепловідводом від продукту або без нього в вакуумі - системою сублімаційного охолодження.

Коли відвід теплоти від продуктів та огороджувальних конструкцій холодильника здійснюється роздільно, тобто зовнішні теплоприпливи по відношенню до охолоджуваного об'єкту "перехоплюються" спеціальними пристроями, то їх називають системами з не камерним відведенням зовнішніх теплопритоків.

Безнасосна система безпосереднього охолодження складається з приладів охолодження, в які холодоагент поступає безпосередньо від регулюючого вентиля. Вона включає в себе всі елементи, складові низькотемпературну частину холодильної установки.

Насосно-циркуляційна система безпосереднього охолодження складається з приладів охолодження, в яких циркуляція рідкого холодоагенту в низькотемпературному контурі здійснюється за допомогою спеціального насоса.

Система з проміжним холодоносієм відрізняється від описаних тим, що в її приладах охолодження циркулює рідина, охолоджувана в випарниках холодильної установки. Охолоджена рідина з випарника за допомогою циркуляційного насоса подається в прилади охолодження камер, звідки після підігріву вона знову повертається у випарник. Холодоносій може перебувати в безпосередньому контакті з охолоджуваним повітрям (мокрі повітроохолоджувачі) або циркулювати в трубах (сухі повітроохолоджувачі).

Система змішаного охолодження - це сукупність систем батарейного і повітряного охолодження, які залежно від заданого режиму роботи камери можуть діяти одночасно або окремо. Кожна з перелічених систем охолодження має свою область застосування, яка визначається вимогами холодильної технології та техніко-економічними розрахунками. Так, наприклад, при батарейному охолодженні загальна довжина труб часто обчислюється десятками кілометрів, і їх маса складає до 80% маси всього металу, що витрачається на холодильну установку в цілому.

Найчастіше вибір системи охолодження визначається на підставі техніко-економічного зіставлення різних систем з урахуванням витрат на капіталовкладення холодильника і його експлуатаційні витрати, за умови задоволення основних вимог, що пред'являються до охолоджуючих систем.

2. Розрахунково - конструкторська частина

Вихідні данні: Розрахувати та спроектувати холодильну установку для охолодження харчових продуктів. Холодопродуктивність компресора Qo = 168 кВт = 604800 (кДж/годину), температура кипіння робочого тіла (холодоагента), to = -15 0C, температура кондексації tk = 30 0C , температура перед регулюючим вентилем t = 25 0C. Робоче тіло аміак.

Таблиця 1.

Найменування

Хімічна формула

Молекулярна вага

Температура кипіння, ?С при 1 атм

Критична температура, в ?С

Критичний тиск, атм

Температура твердіння, ?С

Аміак

NHз

17

- 38.4

+ 132.9

112.3

- 77.7

Фреон-22

CHF2Cl

86.48

- 40.8

+ 96.0

50.4

- 160.0

Таблиця 2. Параметри вузлових крапок циклу.

Робоче тіло

t

?C

t0

t1

t4 ?C

P атм

і1

кДж/г

і2 кДж/кг

і4 кДж/кг

Э1 м3/кг

Дtпер град

Р0 атм

Аміак

30

-15

-10

25

11.9

1678

1917

537

0.53

5

2.41

Фреон

30

-15

-10

25

12.2

622.6

657

451.3

0.079

5

3.03

2.1 Тепловий розрахунок апарата

Визначаєма величина і формула розрахунку

Аміак

Холодопродуктивність робочого тіла, кДж/кг

qo = i1 - i3

qo = 1678-537=1141 кДж/кг

Кількість циркулюючого робочого тіла, кг/годину

G = Q0/q0

G = 604800/1141 = 530 кг/годину

Дійсний годинний об'єм , м3/годину

Vq = G * Э1

Vq = 530*0,53 = 280,9 м3/годину

Адіабатна робота ,кДж/кг

Lад = і2 - і1

Lад = 1917-1678 = 239 кДж/кг

Адіабатна потужність , кВт

Nад = G * Lад /3600

Nад = 530*239/3600 = 35,2 = кВт

Прийнята величина відносно мертвого простору компресора, %

С =

С = 6.0

Відношення тиску в прийнятому режимі роботи компресора, у = P/Po

у = 11,9/2,41 = 4,94

Коефіцієнт об'ємних втрат і. Приймає втрати на всмоктуванні

ДРо = 0.05 атм = 4900Па

на нагнітанні ДР =0.1атм = 9800 Па

і = (ДРо - ДРо )/Ро - С * [(P+ДP)/Pо - (Ро-ДРо) /Po]

і = (2.41 - 0.05)/2.41 -0.06* *[(11.9+0.1) /2.41- (2.41 - 0.05)/ /2.41] = 0.739

Коефіцієнт підігріву w = To/T

w = 258 / 303 = 0.851

Коефіцієнт подачі = і * w

= 0,739*0,851= 0,629

Об'єм , описаний поршнем компресора, м3/годину Vn = Vq/

Vn = 280,9 / 0,629= 446,58

м3/годину

Індикаторний ККД

?і = ?w + в*to

де в = 0.001

?і = 0,851 + 0,001 * (-15) = 0,836

Індикаторна потужність, кВт

Nі = Nа/?і

Nі = 34/0.836 = 40.67 кВт

Потужність втрачаєма на тертя , кВт

Nтер = Рі тер * Vn/1000 *3600

Рі тер = 0.6 * 105 Па =0.6 атм - експериментальне значення втрат тиску

Nтер = 0.6 *105 * 432/

/1000 * 3600 = 7,2 кВт

Ефективна потужність , кВт

Nе = Nі + Nтер

Nе = 40,67 + 7,2 = 47,87 кВт

Приймаємо середню швидкість руху , Сm, м/с. число циліндрів , шт. 1

3.4

4.0

Діаметри циліндра , Д , м

Д =

1413 - коефіцієнт перерахунку

Д = v 446,58/4 * 3.4 * 1413 =

= 0,152 м

Прийнятий діаметр

150

Прийняте відношення

= S/Д

0.8

Хід поршня , S , мм

135

Число обертів вала компресора , об/хвил

n = 30 Cm/S

n = 30 * 3.4/0.135 = 755 об/хв

Об'єм , описуємий поршнем компресора

м3/годину

Vn= *Д2/4 * S * n* і *60

Vn = 3.14 * 0.152/4 *

* 0.135 * 755 * 4 * 60 =

= 432 м3/годину

Об'ємна холодопродуктивність , кДж/м3

qЭ = qo/Э1

qЭ = 1141/0.53 =

= 2152,8 кДж/м3

Питома ефективна холодопродуктивність машини , кДж/кВт * год

Ке = Qo/Ne

Ke = 604800/47,87 =

= 12634,22 кДж/кВт * год

Теоретичний середній індикаторний тиск

Рі тер = qх*36,72/Ке

де 36.72 - коефіцієнт перерахунку кВт год в атм

Рі = 2152,8*36,72 /12634,22 =

= 6,26 атм

Уточнення потужності електродвигуна.

Індикаторна потужність компресора , кВт

Nі = Рі * Vn/36.72

Nі = 6,26 * 432/36.72 =

= 73,65 кВт

Потужність на тертя , кВт

Nтер = Рі тер * Vn/36.72

Nтер = 0.6 * 432/36.72

= 7.06 кВт

Ефективна потужність , кВт

Ne = Nі + Nтер

Ne = 73,65 + 7,06 = 80,71 кВт

По додаткам вибираємо марку компресора

(додаток А)

АУ - 200

h = 960 об/хв.

Vn = 528 м3/год

Qo = 838000 кДж/год

Вибір електродвигуна :

N , n , тип

По даним додатка (В,Г) вибираємо електродвигун асинхронний,трьохфазний

4А 280М643

N = 90 кВт

n = 985 об/хв

2.2 Розрахунок і вибір конденсатора

Сумісний тепловий потік в конденсаторі , кДж/год

Qк = Nі + Qo

Qк = 604800+73,65*3600 = 869940 кДж/год

Середня різниця тем -

ператур у конденсаторі

сер = ( Дtб - Дtм )/2.3 * lg Дtб/Дtм

tw1 = 23?C , tw2 = 27?C - температура води ;

tк = t = 30?С

температура конденсації аміаку

сер = ( 27 - 23 )/2.3 *

* lg27/23 = 4.7?С

Коефіцієнт теплопередачі у системі - вода - рідинний холодоагент

Ксер = 700-1000 вт/м?*k=2500-3600 кДж/м?годk

Ксер=3500 кДж/м?год*k

Поверхня конденсатора

F = Qк/K * Дtср ; м?

F = 869940/3500 * 4.7 =

= 52,88м?

Витрати охолоджуючої води на конденсацію ; м?/год

Ww = QK/Cw * ( tw1 - tw2 )* с

Ww = 869940 /4.19 * 4 *

* 1000 = 51,9 м?/год

В якості конденсатора вибираємо [10. стор. 28]

Горизонтальний кожухо-трубний конденсатор

КТГ-65

поверхня - 65 м?

діаметр - 600 мм

довжина - 4510 мм

штуцера

аміак - 100 мм

вода - 80 мм

2.3 Розрахунок і вибір випаровувача

Сумісний тепловий потік через випаровував

Qвип = 1.1 * Qо, кДж/год

1.1 - коефіцієнт , який враховує 10% втрати тепла в навколишнім середовищі

Qвип = 1,1 * 604800 = 665280 кДж/год

Середня різниця температур у випаровувачі

Qвип = (ДtБ -- Дtм)/2.3 *

* lg ДtБ/Дtм

ДtБ = tx1 - to

Дtм = tx2 - to

Середня різниця температур

tx1 = -50С - температура холодоносія(розчину хлористого кальцію ) на вході у випаровував ;

to = -15 0С - температура кипіння холодоагента ;

tx2 = -12 0С - температура холодоносія на виході із випаровувача;

ДtБ = -5 - ( -15 ) = +10 0С

Дtм = -12 - ( -15 ) = +3 0С

Qср = (10 * 3)/2.3 * lg (10/3) =5.82 0С

Коефіцієнт теплопередачі кожухотрубчастих випаровувачів

кДж/м2 * год * k

Аміак - розсол

900 - 1000

k = 950

Теплоперадаюча поверхня випаровувача ; м2

F = Qвип/k * Qср

F = 665280 /950 * 5.82=

= 120,3 м2

Кількість циркулюючого розсолу

Gp = Qвип/Cp*( tp1 - tp2 )

Ср = 2.8 кДж/кг * k

Gp = 665280 /2,8*7 = 33942,86

В якості випаровувала

[10. стор.33]

Кожухотрубний горизонтальний аміачний випаровувач ИКГ-125

поверхня - 125 м2

діаметр - 800 мм

довжина - 4650 мм

штуцера

аміачний - 125 мм

розсольний - 100 мм

2.4 Розрахунок і вибір параметрів переохолоджувача

Навантаження на переохолоджувач визна чимо по залежності

Qпер = Т * ДS * G

T = Tcp = (25+3)/2+273

= 300 К; G-кільк.циркул.робоч.тіла

ДS = 4.5 - 4.2 = 0.3 кДж/кг К

Qпер = 300 * 0.3 * 530 = 47700 кДж/год

Коефіцієнт теплопередачі переохолоджувачів [ 5 , стор. 152 ]

кДж/м2 * год * k

k = 1600 -

2500

Теплопередаюча поверхня

F = Qпереохол./k * Qcp

Qср = 4 - 5 0С

[ 5, стор. 152 ]

в аміачному

Qср.= 30 - ( -15 ) = 45 0С

у фреоновому

F = 47700/2500 * 4.5 =

= 4.24 м2

Вибір переохолоджувачів [ 5 , стор. 150 - 153 ]

Протитечний переохолоджувач

6 ПП

поверхня - 5,85 м2

висота - 1380 мм

діаметр штуцера - 32 мм

Витрати води на переохолоджувач

Wв=Qпер/Cв* в* (tв2 - tв1)

tв2 - tв1 = 4 0С

[ 5 , стор. 152 ]

Wв = 47700/4.19*1000*4 = 2.85 м3/год

холодильний насос компресорний аміак

Гідравлічні розрахунки холодильної машини.

Розрахунок і вибір параметрів насосів для перекачування води і розсолу.

Вхідні данні :

діаметр трубопроводу d для води , мм

довжина l , м

діаметр трубопроводу d для розсолу , мм

довжина l , м

витрати води , м3/год

витрати розсолу , кг/год

густина розсолу

, кг/год

30

50

20

100

54,55

3280

1260

Втрати тиску в системі подачі води

ДР=сgЭ2/2g*( * l/d +

+? ок ) ;

= 0.03

? о = 10 - сумісний коефіцієнт місцевих втрат

ДP = 1000 * 9.81 * (5,4)2 /

/2 * 9.81*(0.03 *50/0.03 +

+ 10 ) = 0,875 * 106 Па =

= 9 атм

Потужність насосу , кВт

N = PW/1000

N =9* 105 * 54.55/1000*

* 3600 = 13.6 кВт

Потужність Електродвигуна

Nдв = N/?

Nдв = 13.6/0.8 = 17 кВт

Вибір насосу та електродвигуна

(додаток Ж)

Насос 3К9

N = 12кВт

n = 2900 об/хв

ел. двигун

4А 160 М643 (дод. В,Г)

N = 15кВт

n=975об/хв

Втрати тиску в системі подачі розсолу , атм

ДP =1260 * 9.81 * (2.6)2 /

/2*9.81*( 0.03*100/0.06+

+10 )=4258.8*(150+10) =

=0.638 * 106 Па =6,38 атм

Потужність насосу

N = ДP*G/ , кВт

N =6,38*105 *33942,86/1260 * 1000 *3600 = 4,8 кВт

Вибираємо марку насоса та ел. Двигуна

[ Додаток Д0]

Насос 4КМ8

N = 5 кВт

ел. двигун

4А 100L 243

N = 5,5 кВт

n = 2900 об/хв.

2.5 Розрахунки на міцність

Визначення товщини стінки у тракті руху холодильних агентів

S = Д * Рраб/2*[ у ]

Д = 100 мм = 0.10 м -

діаметр трубопровода

Рраб - робочий тиск збитковий

[ у ] - допустима напруга на розрив [ 3 , стор. 77 ]

S = 0.395 мм

P = 10,9 аті

[ у ] = 138 мм/м2

Для створення більшої герметичності та надійності приймаємо товщину стінки , мм

S = 2 мм

2.6 Вибір холодильного агрегату

Вхідні параметри для вибору холодильного агрегату.

Теплова потужність , Q0

Потужність електродвигуна , кВт

Показники холодильного циклу ,

t0 ; 0 С

tк ; 0С

Частота обертів елекродвигуна компресора, об/хв. ( об/с )

604800кДж/год (168 кВт)

73,65 кВт

- 15

+ 30

755

( 12,6 )

Параметри вибраного компресорного агрегату.

Марка вибраного компресорного агрегату [ 6, стор. 40 - 41, стор.52 - 53 ]

А - 220 - 7 - 1 (А 220 - 1р)

аміачний компресорний агрегат

Основні параметри експлуатації холодильного агрегату

t0 ; 0 С

tк ; 0 С

Qo , кВт

( тис. КДж/год )

Потужність двигуна

Марка компресора

Частота обертів , об/хв.

( об/с )

Витрати охолоджуючої

води ( в компресорі )

Габарити

- 15

+ 30

278

( 1005,6)

79 кВт

П -- 220 - 7 - 1

1482

( 24.7 )

2 м3/год

3075 x 1400 х 215

3. Новизна прийнятих нових конструктивних та технологічних рішень

Вибрати надійну і економну систему постачання холоду для складу готової харчової продукції зовсім не просто. Часто мова йде не просто про заміну застарілого або агрегату, який вийшов з ладу, а про впровадження сучасної технології, яка забезпечить необхідний температурний режим і дозволить зберігати продукти з мінімальними експлуатаційними витратами і максимальною екологічною безпекою.

Основні переваги холодоагенту аміак обумовлені тим, що він:

- володіє термодинамічними і теплофізичними характеристиками, що дозволяють отримувати високий ККД в холодильних установках;

- хімічно нейтральний по відношенню до більшості конструкційних матеріалів холодильних установок, за винятком міді та сплавів на її основі;

- не розчиняється в мастильних маслах, що застосовуються в конструкціях холодильних установок, не чутливий до вологи і легко знаходять у разі витоку;

- не сприяє створенню парникового ефекту;

- має невисоку вартість і легко доступний на ринку.

Отже аміак має досить великі переваги перед іншими холодоагентами, а отже його вигідно застосовувати в якості холодоагенту в холодильних установках.

В нашому курсовому проекті ми провили всі необхідні підрахунки,для більш кращого вирішення проблемних питань які виникли у нас під час дослідження данної теми.

4. Загальний висновок по курсовому проекту

Виробництво штучного холоду, тобто досягнення температур нижче температури навколишнього середовища, та здійснення різних технологічних процесів при цих температурах знаходять застосування в багатьох галузях народного господарства. Холодильна техніка виявилася потрібною майже всім областям людської діяльності. Розвиток деяких галузей не можна собі уявити без застосування штучного холоду. У харчовій промисловості холод забезпечує тривале збереження високої якості продуктів, які швидко псуються; і саме через недостатнє використання холоду в світі втрачається в середньому 25% вироблених харчових продуктів.

В курсовому проекті ми розглянули принципи отримання низьких температур. Розрахували та спроектували холодильну установку для охолодження харчових продуктів з продуктивністю компресора Qo = 168 кВт. А також ми додали до нашого курсового проекту питання новизни нашої теми. Що допоможе нам підвищити загальний розвиток холодильної техніки в нашій країні.

Список використаної літератури

1. Герасимов Н.А., Курильов Є.С. Холодильні установки / - М. : Машинобудівництво 1980. - 622 с.

2. Комаров Н. С. Посібник холодильника. - К. :Гостехвидавництво., 1953. - 396с.

3. Кондрашова Н. Г. , Лашутіна Н. Г. Холодильно - компресорні машини та установки. - М. : В.Ш., 1973. - 384 с.

4. Розенфельд Л. М. , Ткачов А. Г. , Гуревич Є.С.Приклади та розрахунки холодильних машин та апаратів. -- М.: Госвидавництво торгівельної літератури,1960 . - 238 с.

5. Свердлов Г.З. Курсове та дипломне проектування холодильних установок та систем.

6. Свердлов Г.З., Б.К. Явнель -М.: Харчова промисловість, 1978.- 264 с

7. Теплові та конструктивні розрахунки холодильних машин/ Бамбушек Е.М. та ін.- Л.: Машинобудівництво, 1987.- 423 с.

8. Холодильні машини/ Н.Н. Кошкин та ін. -Л.: Машинобудівництво, 1985. - 510 с.

9. Циганков П.С. Процеси та апатари харчових виробницті,2003. - 145с

10. Чумак І.Г., Нікульшина Д.Г.:Холодильні установки. Проектування.,1988. - 180 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Цикл холодильної машини та її схема. Холодильні агенти. Термодинамічні розрахунки компресора. Індикаторна потужність компресора. Розрахунок і вибір конденсаторів, параметрів переохолоджувача. Втрати тиску в системі подачі розсолу. Втрати тиску в системі.

    реферат [243,3 K], добавлен 11.05.2014

  • Теоретичні основи процесу роботи холодильної машини. Спосіб дії парової компресійної машини. Уточнення потужності компресора та електродвигуна. Опис схеми холодильної установки. Термодинамічні розрахунки компресора. Конструювання холодильної установки.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 04.12.2011

  • Повірений тепловий розрахунок для парогенератора ПК-14: технічні характеристики котла і використаного палива. Визначення температури води, пари, повітря і продуктів згорання, ККД агрегату. Гідравлічні і конструктивні розрахунки допоміжного обладнання.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 18.04.2013

  • Теплова схема водогрійної частини, опис котельні, котла та газопостачання. Тепловий та гідравлічний розрахунок котельного агрегату КВ-ГМ-100. Визначення теплосприйняття та приростів ентальпії в елементах агрегату, розрахунок перепадів тиску в них.

    курсовая работа [304,7 K], добавлен 02.09.2010

  • Технологічна схема установки, оцінка подібних апаратів в промисловості. Вибір конструкційних матеріалів. Технологічний розрахунок: матеріальний та тепловий баланс, параметри підконтактного теплообмінника. Конструктивний розрахунок колони синтезу аміаку.

    курсовая работа [262,6 K], добавлен 10.12.2010

  • Мета впровадження автоматичних систем управління у виробництво. Елементи робочого процесу в парокотельній установці. Вибір структури моделі об'єкта регулювання та розрахунок її параметрів. Розрахунок параметрів настроювання автоматичних регуляторів.

    курсовая работа [986,6 K], добавлен 06.10.2014

  • Обчислення основних параметрів авіаційного двигуна турбогвинтового типу. Розрахунок і узгодження параметрів компресора і турбіни, на підставі яких будуть визначаться діаметри ступенів турбіни і компресора. Обчислення площі основних прохідних перерізів.

    курсовая работа [123,6 K], добавлен 03.12.2010

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.