Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основы расчета показателей цикла холодильной машины
Исходными данными для расчета принимают следующие показатели: часовую холодопроизводительность компрессора , температуры , или давления , , температуру перед регулирующим вентилем , по которым строят цикл работы установки на диаграмме Р – i для заданного фреона определяют теплосодержание в точках 1, 2, 3, 4, объем и другие параметры. Используя характеристики цикла, установленные по диаграмме Р – i, рассчитывают показатели.
- холодопроизводительность килограмма хладагента, кдж/кг, ; - количество тепла, отнимаемого от 1 кг фреона в переохладителе, кдж/кг, ; (6.3) - количество циркулирующего хладагента (кг/ч) при заданной холодопроизводительности (определяется по формуле (4.13): ; (6.4) - объемную холодопроизводительность хладагента, кдж/м3, (6.5) - теоретическую работу сжатия в компрессоре, кДж/кг, ; (6.6) - тепло, отданное 1 кг хладагента в конденсаторе, кдж/кг, или ; (6.7) - холодильный коэффициент ; (6.8) - объем паров хладагента, всасываемого компрессором, м3/ч, ; (6.9) - теоретическую мощность компрессора кВт, или ; (6.10) - тепловую нагрузку на конденсатор, Вт, или ; (6.11) - тепловую нагрузку на переохладитель, Вт, . (6.12) При анализе действительного цикла компрессора холодопроизводительность установки (Вт) определяют , (6.13) где - коэффициент подачи компрессора учитывающий потери от подогрева, дросселирования, неплотностей и объемные потери. Его величину с достаточной для практических целей точностью можно определить по техническим характеристикам , приведенным на рис. 6; - объем, описываемый поршнями компрессора, м3/с. К числу показателей действительного цикла компрессора также относят: - индикаторную мощность кВт, , (6.14) где - индикаторный к.п.д. компрессора. Значение последнего определяют расчетным путём по формулам И.И. Левина для компрессоров: хладоновых (6.15) Рис. 6.2 Графики зависимости и для компрессоров, работающих на фреоне R-134а.
- мощность на трение, кВт, , (6.16) где - расход мощности на трение на 1 м3/с объема, описанного поршнями компрессора; для компрессоров, работающих на аммиаке и хладоне, кВт (м3с-1); - эффективную мощность, кВт, ; (6.17) - мощность на валу двигателя, кВт, ; (6.18) Величину коэффициента передачи принимают равной 0, 95-0, 97. 7. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМПРЕССОРА
Важнейшей характеристикой работы холодильной установки является холодильный коэффициент, т. е. отношение количества холода, получаемого в испарителе, к затраченной в компрессоре работе. Если обозначить температуру в испарителе через Т о, а температуру в конденсаторе – через Т к, то холодильный коэффициент компрессора состав . (7.1) Величина холодильного коэффициента характеризирует экономичность работы холодильной установки: высокое значение холодильного коэффициента указывает на более экономичную работу. Холодопроизводительность установки в значительной степени зависит от работы компрессора. В этом случае холодопроизводительность находится в прямой зависимости от массового количества паров хладагента , которое, в свою очередь, подсчитывается как произведение плотности паров хладагента на объем, прокачиваемый компрессором за единицу времени. Но с изменением плотности паров в зависимости от температуры меняется и их массовое количество, а вследствие этого меняется и холодопроизводительность компрессора. Поэтому в холодильной технике пользуются понятием объемной холодопроизводительности хладагента , измеряемой количеством тепла, полученного от каждого 1 м3 паров, прокачиваемых компрессором. Работа, затрачиваемая в компрессоре на сжатие и перекачку паров хладагента, в действительности больше теоретической (расчетной) из-за механических потерь. Поэтому при определении фактической холодопроизводительности компрессора вводят ряд коэффициентов, учитывающих наличие вредного пространства в цилиндрах, потери из-за теплообмена между парами хладагента и стенками цилиндра, гидравлическое сопротивление в клапанах и др. Укажем основные из них. Объемный коэффициент , характеризующий отношение объема паров, всасываемых компрессором, к объему цилиндра между крайними положениями поршня. Величина зависит в основном от объема вредного пространства. Коэффициент дросселирования , показывающий уменьшение количества всасываемых паров из-за сопротивления в клапанах при всасывании и нагнетании. Коэффициент подогрева , характеризующий влияние подогрева паров из-за трения о стенки цилиндра, поверхности поршня и клапанов, в результате чего увеличивается удельный объем пара, а следовательно, и уменьшается массовая производительность компрессора. Коэффициент плотности , характеризующий влияние пропуска паров между поверхностью цилиндра и поршневыми кольцами, что вызывает не только объемные, но и энергетические потери. Все эти коэффициенты, будучи перемноженными, дают общую характеристику компрессора - коэффициент подачи . Фактическая холодопроизводительность компрессора в кВт выражается формулой , (7.2) где - объем, описываемый поршнями компрессора за 1 час, м3/с; - коэффициент подачи компрессора; - удельная объемная холодопроизводительность хладагента, кдж/м3. , м3/ч, (7.3) где D – диаметр цилиндра, м; S – ход поршня, м; n – частота вращения, об/мин; z – число цилиндров компрессора. Коэффициент подачи и объем, описываемый поршнями компрессора, приводятся в заводском паспорте и соответствуют каждой данной конструкции компрессора. Удельная объемная холодопроизводительность хладагента приводится в справочниках для каждого хладагента в зависимости от температуры испарения. Коэффициент подачи можно рассчитать по следующей формуле: , (7.4) где - объёмный коэффициент; - коэффициент дросселирования; - коэффициент подогрева; =0, 95 0, 98 - коэффициент плотности. , (7.5) где с – объём вредного пространства в долях объёма цилиндра (для транспортных компрессоров обычно принимают в пределах 0, 03-0, 05); т - показатель политропы обратного расширения (для фреона равен 0, 9). . (7.6) Холодопроизводительность компрессора зависит от температуры испарения и температуры конденсации хладагента, которые могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий работы холодильной установки. Поэтому для сравнения разных установок принято приводить их холодопроизводительность к определенным температурным условиям (табл. 7.1), условно называемым нормальными и стандартными. Холодопроизводительность компрессора, измеренная при стандартных условиях, называется стандартной о ст в отличие от рабочей холодопроизводительности о раб, задаваемой в зависимости от предъявляемых к установке требований. В установках кондиционирования воздуха фреоновые компрессоры работают обычно при температуре испарения фреона R-134а °С, конденсации °С и переохлаждения °С, а отношение .
Таблица 7.1
Стандартная холодопроизводительность составляет около 70% нормальной, а рабочая примерно в 2, 5 раза выше стандартной. Если необходимо пересчитать рабочую холодопроизводительность при заданных температурных условиях на стандартную, можно пользоваться следующими формулами: (7.7) Полезная холодопроизводительность системы охлаждения определяется по количеству тепла, которое холодильная установка в состоянии отнять в течение 1 ч от охлаждаемой среды, В установке, смонтированной на пассажирском вагоне, такой охлаждаемой средой является воздух, нагнетаемый системой вентиляции. Полезная холодопроизводительность системы охлаждения в кВт определяется по формуле: , (7.8) где - количество воздуха, проходящего через воздухоохладитель за 1 ч, м3/ч; - плотность воздуха при данной температуре, кг/м3; и - теплосодержание воздуха соответственно до и после воздухоохладителя, кДж/кг, определяемое по i – d - диаграмме точками пересечений изотермы с линией полного насыщения =100%. Практически вследствие постоянного изменения тепловой нагрузки на вагон работа холодильной установки с полной производительностью требуется не всегда. Поэтому, а также для исключения частого пуска и остановки компрессора холодопроизводительность компрессора можно искусственно снизить с помощью специальных регулирующих устройств. В вагонных холодильных установках обычно применяются следующие способы регулирования холодопроизводительности: путем изменения частоты вращения вала электродвигателя компрессора; путем отключения части цилиндров компрессора; путем байпасирования фреона. Компрессор для расчета выбирают самостоятельно или по каталогам, которые имеются у преподавателя.
|