Бытовые холодильные приборы

Рассмотрим определение структуры температурного поля и анализ влияния бесполезного подогрева пара на объемные и энергетические характеристики герметичного компрессора ХКВ для бытовых холодильников, основных конструктивных элементов, являющихся источниками тепла. Бесполезный подогрев всасываемого пара холодильного агента до начала сжатия в цилиндре вызывает ухудшение объемных и энергетических характеристик герметичного холодильного агрегата.

В действительном компрессоре на пути в цилиндр всасываемый пар нагревается при постоянном давлении от внутренних источников тепла, основными из которых являются:

– цилиндр;

– встроенный электродвигатель;

– нагнетательный тракт;

– пары трения.

Условия работы реального компрессора характеризуются теплоотдачей в окружающую среду, интенсивность которой зависит, при прочих равных условиях, от разности температур между поверхностью кожуха и средой, омывающей последний, а также коэффициента теплоотдачи.

С целью определения количественной характеристики величины подогрева пара в кожухе в номинальном режиме выражают теплопритоки от источников тепла через термодинамические характеристики рабочего тела и рабочие коэффициенты герметичной машины.

Количество тепла, отводимого от пара при сжатии в цилиндре, кВт:

Q_Ц = l_i, (82)

где - коэффициент, характеризующий протекание процесса сжатия в цилиндре (принять для расчета = 0,35); l_i - индикаторная работа компрессора, кВт.

Здесь значение l_i , а также значения l_АД, V_h, _е, _ЭД, _ВС, N_АД, _М, G_a, используемые ниже, принимаются из расчета холодильного цикла по заданному значению Q₀.

Потери мощности во встроенном электродвигателе определяются из выражения:

Q_ЭД =, (83)

где l_АД - удельная адиабатическая работа сжатия, кВт; _ВС - удельный объем всасываемого пара, м³/кг; V_h - объем, описанный поршнем, м³/с; _е - эффективный КПД (при расчетах принимается _е= 0,8); _ЭД - КПД электродвигателя (_ЭД = 0,7).

Количество тепла, поступающего от трибоспряжений, кВт:

Q_ТР = (1 - _М), (84)

где N_АД - адиабатическая мощность, кВт; _М - механический КПД компрессора (_М = 0,8).

Количество тепла, отдаваемого нагнетаемым паром в кожухе, может быть выражено уравнением, кВт:

Q_Н = G_a(С_pm2t₂ - С_pm1t₁), (85)

где G_a - массовая производительность компрессора (из расчета холодильного цикла), кг/с; с_pm1, с_pm2 - соответственно теплоемкости нагнетаемого пара при постоянном давлении в полости нагнетания и на выходе из кожуха (с_pm2 с_pm1 0,6 кДж/кгК); t₂, t₁ - температуры, соответствующие величинам с_pm2 и с_pm1, ^оС.

Величина Q_Н может быть представлена в виде, кВт:

Q_Н = N_i, (86)

где - коэффициент, оценивающий количество тепла, отдаваемого в нагнетательном тракте компрессора в долях от индикаторной мощности N_i (для компрессора ХКВ-6 в номинальном режиме, равный в среднем 0,36).

Количество тепла, воспринимаемого всасываемым паром, кВт:

Q_ВС = G_ас_Р^всТ_К, (87)

где G_а - массовая производительность компрессора, кг/с;с_Р^вс - средняя теплоемкость всасываемого пара при определяющей температуре, равной полусумме температур пара на входе в кожух и вначале сжатия (при расчетах принимается с_Р^вс 0,5 кДж/кгК); Т_К - величина бесполезного подогрева всасываемого пара в кожухе до начала сжатия (Т_К = 50…60 К).

Количество тепла, отводимого от кожуха в окружающую среду путем свободной конвекции, определяется на основе уравнения Ньютона-Рихмана:

Q_О.С. = F(Т_К - Т_В), (88)

где F - площадь поверхности кожуха (определяется экспериментально путем измерения ), м²; (Т_К - Т_В) - температурный напор, создаваемый между стенкой кожуха и омывающей средой ((Т_К - Т_В) = 10…20 К); - коэффициент теплоотдачи от кожуха в окружающую среду (для расчетов принять =8…8,5 Вт/м²К).

Из уравнения теплового баланса следует, К:

Т_К =. (89)

Для экспериментального исследования структуры теплового поля компрессора в характерных точках измеряют температуру металлических частей компрессора, хладона и масла с помощью медь-константановых термопар.

Термопары подключаются к потенциометру, что дает возможность измерения требуемых температур с точностью до 0,5 ^оС, достаточной для данных исследований.

Термопары необходимо зачеканить в металлические части компрессора приблизительно на середине по толщине соответствующей стенки, а также установить по паровому тракту и в масляной ванне. В полости всасывания и нагнетания термопары встраиваются примерно в геометрическом центре соответствующего объема и выводятся из них посредством сальников.

Вывод термопар из кожуха компрессора осуществляют путем укладки их между двумя слоями уплотненной резины на фланцах опытного кожуха по форме «змейка» с целью устранения возможности обрыва при затяжке винтов.

Среднюю температуру хладона в кожухе компрессора определяют как среднее арифметическое значение показаний трех термопар, расположенных под углом 120 друг относительно друга.

Среднюю температуру хладона у всасывающей трубки компрессора определяют как среднее арифметическое значение показаний двух термопар, расположенных в диаметрально противоположных точках трубки.

Среднюю температуру стенки цилиндра определяют как среднее арифметическое значение показаний трех термопар, заложенных в верхней, средней и нижней частях стенки цилиндра.

Среднюю температуру корпуса компрессора подсчитывают как среднее арифметическое значение показаний четырех термопар, из которых две устанавливаются на боковой поверхности корпуса со стороны корпуса.

Среднюю температуру масла определяют как среднее арифметическое значение показаний четырех термопар, из которых две установлены в объеме масляной ванны, а две на ее дне.

Среднюю температуру кожуха компрессора подсчитывают как среднее арифметическое значение шести термопар, расположенных в верхней и нижней частях кожуха относительно плоскости разъема под углом 120 друг относительно друга.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бабакин, Б.С. Бытовые холодильники и морозильники / Б.С. Бабакин, В.А. Выгодин. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : Колос, 2009. - 656 с.

2. Богданов, С.Н. Холодильная техника : Свойства веществ : справочник / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянова. - М. : Агропромиздат, 2008. - 208 с.

3. Бондарь, Е.С. Современные бытовые электроприборы и машины / Е.С. Бондарь, В.Я. Кравцевич. - М. : Машиностроение, 2009. - 224 с.

4. Бородин, В.А. Бытовые стиральные машины / В.А. Бородин, С.А. Лихачев. - СПб. : BHV-Санкт-Петербург, 2008. - 224 с.

5. Вейнберг, Б.С. Бытовые компрессионные холодильники / Б.С. Вейнберг, Л.Н. Вайн. - М. : Пищевая промышленность, 2010. - 314 с.

6. Гельмерих, Р. Введение в автоматизированное проектирование / Р. Гельмерих, П. Швиндт. - М. : Машиностроение, 2010. - 173 с.

7. Гопин, С.Р. Воздушные конденсаторы малых холодильных машин / С.Р. Гопин, В.М. Шавра. - М. : Агропромиздат, 2007. - 151 с.

8. Зеликовский, И.К. Малые холодильные машины и установки : справочник / И.К. Зеликовский, Л.Г. Каплан. - М. : Агропромиздат, 2009. - 672 с.

9. Зюзин, А.И. Бытовые швейные машины: эксплуатация, ремонт и наладка / А.И. Зюзин // Азбука быта. - Смоленск : Русич, 2007. - 569 с.

10. Коляда, В. Современные стиральные машины. Кн. 2 / В. Коляда. - М. : Солон-Р, 2010. - 208 с.

11. Кондрашова, Н.Г. Холодильно-компрессионные машины и установки / Н.Г. Кондрашова, Н.Г. Лашутина. - М. : Высшая школа, 2009. - 335 с.

12. Курылев, Е.С. Холодильные установки : учебник для вузов / Е.С. Курылев, В.В. Оносовский, Ю.Д. Румянцев. - СПб. : Политехника, 2008. - 576 с.

13. Лебедев, В.С. Технологические процессы машин и аппаратов в производствах бытового обслуживания / В.С. Лебедев. - М. : Легпромбытиздат, 2010. - 335 с.

14. Лебедев, В.С. Расчет и конструирование бытовых машин и аппаратов бытового назначения / В.С. Лебедев. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 2009. - 328 с.

15. Лебедев, В.С. Основные процессы, машины и аппараты предприятий бытового обслуживания / В.С. Лебедев. - М. : Легкая индустрия, 2010. - 400 с.

16. Левкин, В.В. Тепловые расчеты сборочных единиц бытовых холодильников / В.В. Левкин ; под ред. А.Г. Сапронова ; ШТИБО. - Шахты : Полиграфист, 2008. - 230 с.

17. Ивович, И.А. Защита от вибрации в машиностроении / И.А. Ивович, В.Я. Онищенко. - М. : Машиностроение, 2009. - 272 с.

18. Николаенко, А.А. Бытовые швейные машины / А.А. Николаенко [и др.]. - М. : Легкая индустрия, 2009. - 143 с.

19. Петров, А.М. Бытовые машины и приборы / А.М. Петров, Б.Е. Фишман. - М. : Легкая индустрия, 2007. - 296 с.

20. Пластинин, П.И. Поршневые компрессоры. Т. 1. Теория и расчет / П.И. Пластинин. - М. : Колос, 2010. - 456 с.

21. Скоробогатов, Н.А. Современные стиральные машины и моющие средства / Н.А. Скоробогатов. - СПб. : БХВ-Петербург : Арлит, 2010. - 240 с.

22. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин : учеб. пособие для студентов вузов / под общ. ред. И.А. Сакуна. - Л. : Машиностроение, 2007. - 432 с.

23. Теплообменные аппараты холодильных установок / Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов, Н.М. Медникова. - М. : Машиностроение, 2008. - 328 с.

24. Холодильная техника и технология : учебник для вузов / С.А. Большаков, В.Ф. Лебедев, В.Ф. Локтев, А.В. Руцкой ; под ред. А.В. Руцкого. - М. : Инфра-М, 2009. - 286 с.

25. Холодильные компрессоры / под ред. А.В. Быкова. - М. : Легкая и пищевая промышленность, 2008. - 279 с.

Размещено на Allbest.ru