Расчёт холодильной установки

Зав.Каф.-1.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Гомельский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика и экология»
по курсу: «Промышленные тепломассообменные и холодильные установки»
на тему: «Расчёт холодильной установки»
Принял преподаватель
Задача курсового проекта – приобретение навыков проектирования одной из теплотехнологических промышленных установок
В данном курсовом проекте производится расчёт холодильной установки. Результатом расчёта являются выбор установки и основного оборудования выбор вспомогательного оборудования выбор конструкционных материалов решение вопросов охраны окружающей среды.
Холодильные установки – это комплекс машин и аппаратов предназначенных для получения и поддержания в охлаждаемых объектах температур ниже чем температура окружающей среды. Холодильная установка состоит из холодильной машины системы отвода теплоты конденсации и системы отвода теплоты от потребителей холода.
В холодильных установках применяемых в различных отраслях промышленности наибольшее распространение получили парокомпрессионные холодильные машины Абсорбционные холодильные машины целесообразно применять в том случае когда имеются вторичные энергоресурсы в виде дымовых газов продуктов сгорания продуктов технологического производства отработанного пара низких параметров.
Расчёт цикла парокомпрессионной установки .
Расчёт и подбор основного оборудования холодильной машины ..
Расчёт и подбор вспомогательного оборудования ..
Расчёт системы оборотного водоснабжения. .. ..
Подбор насосов для системы оборотного водоснабжения и контура
Расчёт тепловой изоляции .
Список литературы . ..
Холодопроизводительность установки с учётом потерь: Qo=750 кВт
Температура выхода хладоносителя из испарителя: tх2 = -24oC
Рабочее тело (хладагент) – аммиак-R717.
Тип конденсатора – горизонтальный кожухотрубчатый.
Система оборотного водоснабжения.
Расчёт цикла парокомпрессионной установки.
Расчётная температура наружного воздуха для города Казань определяется по среднемесячной температуре самого жаркого месяца [2 ] с учётом влияния максимальных температур [2 ] в данной местности:
Расчётная относительная влажность наружного воздуха определяется по H-d
диаграмме по расчётной температуре и влагосодержанию воздуха определённому по среднемесячным значениям параметров воздуха для самого жаркого месяца - и [2 ].
Температура воды поступающей на конденсатор определяется в зависимости от температуры наружного воздуха: для систем оборотного водоснабжения
где - температура наружного воздуха по мокрому термометру (определяется по H-d диаграмме по расчётной температуре и расчётной относительной влажности наружного воздуха )
Температура воды на выходе из конденсатора:
где - подогрев воды в конденсаторе (oC) для горизонтального кожухотрубча-
того 4÷5 [1 стр. 79]. Принимаем .
Температура конденсации паров хладагента:
Температура кипения хладагента:
где - минимальная разность температур в аммиачных
испарителях. Принимаем [1 стр. 79]
- температура выхода хладоносителя из испарителя (исходные данные).
Температура переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем должна быть на 3÷5 oC выше температуры воды поступающей на конденсатор:
Для исключения попадания жидкого хладагента в цилиндры компрессора должен быть обеспечен перегрев паров на всасывании в компрессор на 5÷15 oC. Этот перегрев обеспечивается в испарителе и во всасывающих трубопроводах за счёт внешних теплопритоков:
Строим цикл одноступенчатой парокомпрессионной машины в h-lgp и s-T диаграммах
ак как в исходных данных дано процентное содержания газов в топливе 75%ДГ и 25%КГ то определяем процентное содержание компонентов в смеси:
СО2 = 102 · 075 + 23 · 025 = 8225%
СО = 28 · 075 + 68 · 025 = 227%
Н2 = 27 · 075 + 575 · 025 = 164%
СН4 = 03 · 075 + 225 · 025 = 585%
N2 = 585 · 075 + 78 · 025 = 45825%
Н2S= 03 · 075 + 04 · 025 = 0325%
C2Н4 = 19 · 025 = 0475%
Проверка: 8225 + 227 + 164 + 585 + 45825 + 0325 + 0475 + 02 = 100%
Расчет выполняется ориентируясь на характерное для методических печей длиннофакельное сжигание топлива осуществляемое как правило с коэффициентом расхода воздуха α=11. Чтобы найти состав топливной смеси необходимый для расчетов процесса горения по стехиометрическим уравнениям необходимо воспользоваться свойством аддитивности теплоты сгорания .
При определении теплоты сгорания газа следует использовать таблицы экзотермических эффектов реакций горения приведенных в [1].
- экзотермический эффект i-гo компонента при нормальных условиях
[3.Табл. 2.11.стр. 39] кДжм3;
- объемная доля i-го компонента в составе газообразного топлива (в долях единицы от %).
Расчёт расхода воздуха на горение расчёт состава и количества продуктов сгорания ведётся на 100 м3 газа при нормальных условиях и даётся в табличной форме (Таблица 1).
Для предварительной оценки каломитрической температуры горения можно использовать H-t диаграмму топлива.
Определяем калометрическую температуру горения tк из балансового уравнения условно адиабатного топочного объёма.
Согласно этому уравнению вся теплота вносимая в радиационную зону включая химическую теплоту топлива физическую теплоту прогрева воздуха и топлива расходуется исключительно на нагрев образующихся продуктов сгорания характеризуемый теплосодержание
где - расчётные удельные объёмы воздуха на горение и образующихся продуктов сгорания отнесённых к 1м3 топлива [Таблица 1]
- температуры подогрева воздуха и газа оС (по условию)
- средняя изобарная теплоемкость воздуха при температуре 440оС.
[3Табл. 2.13стр.40]
- средняя изобарная теплоёмкость продуктов сгорания при .
В современных методических печах минимально необходимая калориметрическая температура составляет 1800оС. Принимаем
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси продуктов сгорания. [3Табл. 2.13стр.40]
CO2 = 05750 ккал(м3·оС)
H2O = 04639 ккал(м3·оС)
N2 = 03525 ккал(м3·оС)
O2 = 0373 ккал(м3·оС)
- объемные доли компонентов вычисленные при расчёте процесса горения по стехиометрическим реакциям [Таблица 1].
- средняя изобарная теплоёмкость топливной смеси при оС (по условию)
где - средняя изобарная теплоёмкость компонентов смеси. [3Табл. 2.13стр.40]
CO2 = 04368 ккал(м3·оС)
CO = 03131 ккал(м3·оС)
CH2 = 04365 ккал(м3·оС)
H2 = 0310 ккал(м3·оС)
N2 = 0311335 ккал(м3·оС)
O2 = 032165 ккал(м3·оС)
C2H4 = 06982 ккал(м3·оС)
H2S = 03774 ккал(м3·оС)
- объёмные доли компонентов в смеси [Таблица 1]
Поскольку теплоёмкости реальных газов к которым относятся и продукты сгорания топлива существенно зависят от температуры то в балансовое уравнение топочного объёма входят две взаимосвязанные искомые величины: и . Поэтому поиск необходимо проверить методом последовательных приближений.
По формуле [1.2] в 1-м приближении:
Принимаем tk =1896 оС.
Для определения действительной температуры в сварочной зоне печи необходимо воспользоваться пирометрическим коэффициентом.
оС – действительная температура.
Продукты сгорания м3
55056 + 45825 = 1713315
3625 + 1255065 = 158869
CH4 + 2·O2 = CO2 + 2·H2O
C 2H4 + 3·O2 = 2·CO2 + 2·H2O
H2S + 15·O2 = H2O + SO2
Объём компонента в 100 м3
Содержание компонента в газе или смеси газов
Определение времени нагрева металла и основных
Общее время пребывая металла в печи складывается из отрезков времени которые определяются для отдельных участков печи. Расчет времени нагрева на каждом участке печи выполняется с учетом специфических особенностей этого участка. Большинство распространенных методов расчета времени нагрева металла выполняется при граничных условиях третьего рода т. е. когда температура по длине печи неизменна. Поэтому в тех случаях когда температура в пределах какого-либо участка печи переменна приходится ее усреднять и по средней температуре считая ее постоянной вести расчет.
Зададимся температурным графиком процесса нагрева [Приложение 1] изображающим изменение действительных температур печного пространства и поверхности нагреваемого материала по длине печи.
Методическую зону разделим условно на три участка (IIIIII) и о средним температуру печи в пределах каждого из них. При этом температуру отходящих газов принимаем равной оС (по условию) температура в сварочной зоне равна оС температура в томильной зоне – на величину выше температуры нагрева материала т.е. равна
Поскольку основным назначением методической зоны является медленный нагрев материала до состояния пластинчатости температура центра металла при переходе из методической зоны в сварочную зону должна быть порядка 500 оС.
1 Предварительное определение основных размеров печи.
Площадь пода печи определяется по формуле:
Для однорядного варианта расположения заготовок ширина и длинна печи равны:
где - зазор между заготовками и стенами печи [1стр.9];
- длина заготовки; (по условию)
По конструктивным соображениям высота печи принимается:
-в томильной зоне - [1стр.9];
-в сварочной зоне - [1стр.9];
-в конце методической - [1стр.9];
Средняя высота методической зоны будет равна:
2 Определение степени развития кладки.
Определять степень развития кладки необходимо для вычисления приведённого коэффициента излучение газов и кладки на металл:
где - суммарная внутренняя площадь поверхности и свода зоны печи м2
- площадь поверхности материала воспринимающего тепловое излучение м2
Иначе можно записать (для однорядного варианта расположения заготовок):
Для методической зоны подставляется её средняя высота. Величина определяется для каждой из рассматриваемых зон:
) В методической зоне:
) В сварочной зоне:
) В томильной зоне:
3 Определение эффективности толщины газового слоя - .
Значение является усредненной характеристикой длины пути тепловых лучей поступающих из газового объема на твердую ограждающую поверхность. Влияние этого геометрического параметра на радиационный тепловой поток из газового объема учитывается при выборе соответствующих расчетных значений степени черноты отдельных активно излучающих компонентов газовой смеси.
Для расчета пользуются формулой Невского-Порта:
где Н — высота зоны (для методической - );
В - ширина зоны. [см. 2.2]
Расчет ведется для каждой из рассматриваемых зон: ;
)Для методической зоны:
) Для сварочной зоны:
)Для томильной зоны:
4 Определение времени нагрева металла в методической зоне
Расчет проводится для каждого из трех участков методической зоны.
Степень черноты газов:
где - степени черноты углекислого газа и водяных паров соответственно; определяется по номограммам [ ] в зависимости от температуры газа и произведения где - парциальное давление компонента газовой2 смеси (и ).
- поправочный коэффициент на отклонение от закона аддитивности определяется по графику [ ].
Парциальное давление компонентов газовой смеси можно рассчитать через их объёмные доли:
где - барометрическое давление в соответствующей зоне печи при соответствующей температуре (или средней температуре зоны)
Степень черноты газов
Приведённый коэффициент излучения в системе газ – кладка – материал определяется для каждого участка методической зоны по формуле:
где - степень черноты металла;
- коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела.[ ]
Средний по длине участка методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением определяется:
где и - соответственно температуры поверхности металла в конце и начале i-того участка методической зоны K.
- средняя по длине i-того участка методической зоны температура газов K.
В технике для градации условий нагрева связанных с понятием термически тонких и массивных тел служит численное значение безразмерного коэффициента теплоотдачи – критерий Био:
где - характерный размер при двухстороннем нагреве материала.
где - толщина изделия (по условию).
- коэффициент теплопроводности материала определяется для средней температуры рассматриваемого участка методической зоны.
Таким образом для определения времени нагрева материала необходимо в начале определить значение .
Получение теплопроводности и температуропроводности
Средняя температура материала
Если то для решения задачи нагрева заготовки целесообразно воспользоваться расчётом в условиях нестационарной теплопроводности с граничными условиями третьего рода.
Определяем температурный критерий для поверхности материала:
где - средняя температура газов в i-том участке методической зоны.
- текущая и начальная температуры нагреваемого тела на i-том участке методической зоны.
По номограмме [ ] для поверхности пластины по значениям и определяем критерий Фурье – F0.
Определяем коэффициент температуропроводности металла по формуле:
(данные заносим в Таблицу 3.)
где - плотность материала (Ст. 40) кгм3 [ ]
C - массовая теплоёмкость заготовки (Ст. 40) кДжкг×К
Рассчитываем время нагрева материала на участках методической зоны по формуле:
Полное время нагрева изделия в методической зоне:
Температура металла в центре заготовки на i-том участке методической зоны рассчитывается по формуле:
В этой формуле определяется по номограмме [ ] для центра пластины по уже найденным выше значениям и для рассматриваемого участка зоны.
5 Определение времени нагрева металла в сварочной зоне.
Парциальное давление компонентов газовой смеси:
По номограмме [ ] определяем
Приведённый коэффициент излучения:
Коэффициент теплоотдачи излучением:
Определяем критерий :
Определяем температурный критерий для сварочной зоны для поверхности материала:
По номограмме определяем значения:
Определяем коэффициент температуропроводности металла:
где - массовая теплоёмкость;
- плотность металла;
Время нагрева металла в сварочной зоне:
Температура металла в центре заготовки:
6 Определение времени томления металла.
Перепад температур по толщине металла в начале томильной зоны составляет:
Допустимая разность температур в конце выдержки (по условию).
Степень выравнивания температур определяется по формуле:
При коэффициенте несимметричности (по условию) и степени выравнивания по номограмме [ ] определяется критерий Фурье для томильной зоны: .Тогда время томления металла равно:
где - коэффициент температуропроводности:
Полное время пребывания металла в печи:
Тепловой баланс печи.
1. Выбор футеровки печи.
Для расчета теплового баланса необходимо выбрать материал из которого выполняются стены печи и их толщину.
Для печи задается следующая футеровка:
- свод подвесного типа выполнен из шамота класса А толщиной 1=300 мм
- стены двухслойные: слой шамота класса А толщиной 2=345 мм и тепловая изоляция из диатомита толщиной 3= 115 мм;
- под томильной зоны выполнен трехслойным:
) тальк толщиной слоя 4=230 мм
) шамот класса Б толщиной 5=230 мм
) тепловая изоляция из диатомита толщиной 6=115 мм.
Тепловой баланс печи записывается в виде:
Неизвестной величиной входящей в это уравнение является расход топлива – В для определения которой и составляется такой баланс. Он может быть отнесен только к рабочему пространству печи (это далее и будет рассчитываться) или ко всей установке в целом включая теплоутилизационные устройства (что менее целесообразно).
При проектировании печи после определения основных размеров следует конструктивная разработка деталей. В данном расчете такая разработка не проводится поэтому некоторые статьи расхода тепла не превышающие 5% от общего расхода отпускаются.
3. Статьи прихода теплоты.
Теплота от процесса горения топлива (химическая теплота):
где:– искомый расход топлива м3c.
Физическая теплота вносимая подогретым воздухом:
Физическая теплота вносимая подогретым газом:
Теплота экзотермических реакций (в нагревательных печах учитывается теплота реакции от окисления железа равная 5652 кДжкг)
где: P=6 тч = 60003600 = 1666 кгс - производительность печи;
а1=08·10-2 кгкг - угар металла;
4. Статьи расхода теплоты.
Теплота затраченная на нагрев металла:
где: (равная температуре металла на выходе из печи);
выбирается по температуре
Теплота уносимая уходящими газами:
где: - средняя изобарная теплоемкость продуктов сгорания при
- объёмные доли. [Табл. 1]
- средние теплоёмкости газов при [3 табл. 2.13]
5 Потери тепла теплопроводностью через кладку (приближённый расчёт).
Потерями теплоты через под пренебрегаем. Рассчитываем потери через свод и стены печи. Площадь свода равна площади габаритного пода печи т.е.
Толщина свода материал – шамот класса А.
Принимаем что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов.
Температуру окружающей среды принимаем равной (задание)
Температура поверхности кладки свода (задание)
Тогда средняя по толщине температура шамотного свода равна:
Данным температурным условиям отвечает коэффициент теплопроводности шамотного материала определяемый по:
Тогда потери через свод составят:
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности свода в окружающую среду получаемый статическими методами.
-для вертикальной стенки:
Определяем потери теплоты через стены.
Кладка стен выполнена двухслойной (шамот толщиной ) и диашамит толщиной
Площадь стен следующая:
Методической зоны -
Общая площадь стен: При прямолинейном распределении температуры по толщине стены средняя температура шамота равна:
диатомитового кирпича:
-температура на границе слоев.
Тогда теплопроводность шамота и диатомитового кирпича:
Количество теплоты теряемое теплопроводностью через стены:
Полные потери теплоты через кладку составят:
Потери теплоты с охлаждающей водой по практическим данным принимаются равными 10% от статьи прихода теплоты т.е.
Неучтенные потери принимаем равными 15% прихода теплоты т.е.
Уравнение теплового баланса печи примет вид:
Откуда можно получить искомое значение расхода топлива м3c
- искомое значение расхода топлива.
Результаты расчета статей теплового баланса методической печи заносим в таблицу 4.
Теплота от реакции горения топлива
Теплота затраченная на нагрев металла
Теплота вносимая подогретым воздухом
Теплота теряемая с уходящими газами
Теплота вносимая подогретым газом
Потери теплоты теплопроводностью через кладку
Теплота экзотермических реакций
Потери теплоты с охлаждающей водой
Неучтенные потери теплоты
Удельный расход теплоты на нагрев 1кг металла составит:
Расчёт и выбор вспомогательного оборудования.
1. Блочный керамический рекуператор.
Собираются из шамотных блоков с каналами для прохода воздуха. Для основной установки выбираем блоки марки Б-1 как наиболее распространенные. Каждый блок имеет четыре отверстия прямоугольного сечения и опорные буртики.
Блоки устанавливаются так что их отверстия образуют сплошные вертикальные каналы по которым снизу вверх проходит воздух. Продукты сгорания движутся между блоками в горизонтальном направлении.
Расход газа на отопление печи:
Расход воздуха на 1 м3 топлива:
Расход газа подаваемого в рекуператор без учёта потерь:
Потери газа в рекуператоре:
где - для керамических рекуператоров работающих с прососом воздуха – утечке газа.
Расход газа подаваемого в рекуператор:
Определяем расход продуктов сгорания перед рекуператором:
где m – коэффициент учитывающий потери продуктов горения в печи и боровах до рекуператора;
- присос газа (воздуха) в долях от количества продуктов горения;
где - объём продуктов сгорания [Табл.1]
Для газоплотных рекуператоров тепловой баланс составляет с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
где и - средние изобарные объёмные теплоёмкости в интервале
температур от 0oC до соответствующей температуры
стоящей произведении;
- начальная и конечная температуры продуктов сгорания на входе и выходе из рекуператора
- начальная и конечная температуры воздуха на входе и выходе из рекуператора
- расход продуктов сгорания м3с;
- расход воздуха м3с;
При проектировании нового рекуператора обычно задаются тремя температурами: начальной и конечной температурами воздуха - а также начальной температурой уходящих газов: ;
Температуру уходящих газов после рекуператора получим из уравнения:
где - средняя изобарная теплоёмкость отдельных компонентов газовой смеси продуктов сгорания; [3 табл. 2.3 стр. 40]
- объёмные доли продуктов сгорания [Табл. 1]
Т.к. в нашем уравнении две неизвестные величины то мы решаем его методом последовательных приближений:
Погрешность: - что допустимо.
Поверхность нагрева рекуператора определяется из уравнения теплопередачи:
где - коэффициент теплопередачи Втм2·к;
- средняя разность температур уходящих газов и воздуха.
Средняя значение разности температур уходящих газов и воздуха определяется как среднелогарифмическая разность:
Для противоточного движения.
Для более сложных схем движения в формулу для нахождения вводится поправочный коэффициент для нахождения которого сначала вычисляются вспомогательные величины:
По и определяется поправки на которую умножаются .
[5 рис. 4.2(а) стр. 145]
Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:
Для блочных рекуператоров:
где - толщина стенки блока
- коэффициент теплопроводности шамота принимаем
- коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху или газу
где - скорость воздуха приведённая к нормальным условиям
- для керамических рекуператоров. [1 табл. 3 стр. 26]
Средняя температура продуктов сгорания (дымовых газов):
Средняя температура стенок рекуператора:
Средняя температура воздуха:
Средняя разность температур стенки и воздуха:
Коэффициенты и определяем по :
С учётом шероховатости стенки
- коэффициент теплоотдачи от дыма к стенке (на дымовой стороне).
Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
где - эквивалентный диаметр дымового канала. [1 табл. 4 стр. 27]
- скорость сгорания (дыма). Принимаем - для керамических рекуператоров. [1 табл. 3 стр. 26]
С учётом шероховатости стенки:
Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания топлива к стенке элемента поверхности нагрева определяется выражением: [4 ф-ла 9.129.13 стр. 400]
- коэффициент лучеиспускания (приведённое значение).
- степень черноты продуктов сгорания.
Эффективная длина луча:
Для определения степени черноты необходимо найти парциальные давления СО2 и Н2О и по номограммам [4 рис. 4.6-4.8 стр. 138-140] определяем
Количество теплоты от продуктов сгорания с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
Площадь теплопередающей поверхности:
где- поверхность нагрева блока;
2. Трубчатый металлический рекуператор.
Трубчатые металлургические рекуператоры разнообразны по конструкции но типизированы и составляются из труб различного диаметра с разным шагом. Наибольшее распространение получили рекуператоры прямотрубные петлевые дымотрубные системы Шака двойной циркуляции.
Для всех типов трубчатых рекуператоров коэффициенты подачи и в зависимости от типа труб и их расположения вычисляется по различным формулам.
Для газоплотных рекуператоров тепловой баланс составляется с учётом 10% потерь тепла в окружающую среду:
[3 табл. 2.13стр. 40]
- расход газа м3с; [см. раздел 3]
Температуру уходящих газов после рекуператора находим из уравнения:
где - расход продуктов сгорания м3с; [см. раздел 4.1]
- начальная и конечная температуры продуктов сгорания на входе и выходе из рекуператора ; [см. раздел 4.1]
Средняя значение разности температур для противоточного движения:
Находим поправочные коэффициенты:
[5 рис. 4.2 стр. 145]
Среднее значение разности температур с учётом поправочного коэффициента:
где - толщина стенки
- теплопроводность стенки при средней её температуре. Принимаем (материал трубы Ст. 08КП) [2 табл. 6.6 стр.76]
Коэффициент теплоотдачи от дыма к стенке:
При определяем коэффициент вязкости [4 табл. 9.5 стр. 394]
Режим движения дымовых газов:
где [1 табл. 3 стр. 26]
- внешний диаметр труб;
- режим вынужденного движения - турбулентный
Рассчитаем теплоотдачу от стенки к подогреваемому газу:
Определяем режим движение газа:
где (принимаем) - внутренний диаметр трубки;
Для температуры определяем
3. Расчет инжекционной горелки.
Инжекционные горелки являются наиболее распространенным типом горелок с полным предварительным смешением. Для отопления нагревательных и термических печей применяют нормализованные инжекционные горелки следующих типов:
Н - для сжигания доменного газа и смесей доменного и коксового газов с и работы на холодном воздухе и холодном или подогретом (для газов ) газе до 300;
П – для сжигания доменного и смесей доменного и коксового газов с при работе на подогретом воздухе и на холодном или подогретом газе;
В и ВП – для сжигания природного коксового смесей природного и коксового а также других газов с высокой теплотой сгорания при работе на холодном воздухе и холодном газе.
Скорость истечения газа из сопла:
где: ф – коэффициент истечения из сопла ф = 085;
Рг Тг – давление и температура газа перед горелкой;
Тг= 255ºС + 273 = 528 К
Рг = 151.3 кПа – принимаем
ρог= плотность газа перед горелкой [3cтр.449]
Ро То – давление и температура окружающей среды
Ро = 101.3 кПа = 1атм – атмосферное давление
ΔРг= избыточное давление газа перед горелкой
ΔРг= 50кПа – принимаем
Объемная кратность инжекции ( отношение объёма смеси к объему газа после истечения):
где: Lo - стехиометрическое количество воздуха для данного вида газа;
Lo =1.036625 м3 [табл1]
ТВ – температура подмешиваемого воздуха К
ТВ = 500ºС+273к=773к
- коэффициент пропорциональности
Массовая кратность инжекции (отношение массы газовоздушной смеси к массе газа):
где: ρов- плотность воздуха
Отношение площадей смесителя и газового сопла:
где: - коэффициент зависящий от сопротивлений на пути газовоздушной смеси в горелке.
С – коэффициент характеризующий сопротивление на пути движения воздуха (С = 0.425)
Диаметр газового сопла:
где: dc – диаметр смесителя.
Конструктивно принимаем:
dн.г – диаметр носика горелки.
Пропускная способность горелки по газу:
где: F – площадь выходного сечения
где: tB - температура воздуха
Скорость смеси в носике горелки:
где: Тсм – температура смеси К
Тсм = 273+406.5=679.5к
αн.г – коэффициент пропорциональности
Скорость проскока горения внутри горелки:
где: - скорость проскока горения для холодной смеси (рис 17.5 [4])
kt – поправка на температуру смеси
Пределы регулирования горелки
Овсянник А.В. Практическое пособие по выполнению курсового проекта по курсу «Промышленные тепломассообменные и холодильные установки» для студентов специальности Т.01.02.00 «Теплоэнергетика». - ГГТУ 2002.
Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.01.01 – 82.
Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. – Кн. 4 Под общ. ред. В.А. Григорьева В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат 1991.
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат 1989.
Тимошпольский В.И. Несенчук А.П. Трусова И.А. Промышленные теплотехнологии. – Кн. 3. – Мн.: Высшая школа 1998.
Мастрюков Б.С. Теплотехнические расчёты промышленных печей. – М.: Металлургия. 1972.
Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод) Под ред. А.М. Гурвича Н.В. Кузнецова. – Госэнергоиздат 1957.

Холодильники.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Гомельский государственный технический университет
Кафедра «Промышленная теплоэнергетика и экология»
по курсу: «Промышленные тепломассообменные и холодильные установки»
на тему: «Расчёт холодильной установки»
Принял преподаватель
Задача курсового проекта – приобретение навыков проектирования одной из теплотехнологических промышленных установок
В данном курсовом проекте производится расчёт холодильной установки. Результатом расчёта являются выбор установки и основного оборудования выбор вспомогательного оборудования выбор конструкционных материалов решение вопросов охраны окружающей среды.
Холодильные установки – это комплекс машин и аппаратов предназначенных для получения и поддержания в охлаждаемых объектах температур ниже чем температура окружающей среды. Холодильная установка состоит из холодильной машины системы отвода теплоты конденсации и системы отвода теплоты от потребителей холода.
В холодильных установках применяемых в различных отраслях промышленности наибольшее распространение получили парокомпрессионные холодильные машины Абсорбционные холодильные машины целесообразно применять в том случае когда имеются вторичные энергоресурсы в виде дымовых газов продуктов сгорания продуктов технологического производства отработанного пара низких параметров.
Расчёт цикла парокомпрессионной установки . 5
Расчёт и подбор основного оборудования холодильной машины .7
Расчёт и подбор вспомогательного оборудования 11
Расчёт системы оборотного водоснабжения. .. 13
Подбор насосов для системы оборотного водоснабжения и контура
Расчёт тепловой изоляции . 17
Список литературы . 25
Холодопроизводительность установки с учётом потерь: Qo=750 кВт
Температура выхода хладоносителя из испарителя: tх2 = -24oC
Рабочее тело (хладагент) – аммиак(R717).
Тип системы хладоснабжения – централизованная с промежуточным
Система водоснабжения - оборотная.
Расчёт цикла парокомпрессионной установки.
Расчётная температура наружного воздуха для города Казани определяется по среднемесячной температуре самого жаркого месяца [2 стр. 21] с учётом влияния максимальных температур [2 стр. 21] в данной местности:
Расчётная относительная влажность наружного воздуха определяется по H-d
диаграмме по расчётной температуре и влагосодержанию воздуха определённому по среднемесячным значениям параметров воздуха для самого жаркого месяца - и [2 стр. 77].
Температура воды поступающей на конденсатор определяется в зависимости от температуры наружного воздуха: для систем оборотного водоснабжения
где - температура наружного воздуха по мокрому термометру (определяется по H-d диаграмме по расчётной температуре и расчётной относительной влажности наружного воздуха )
Температура воды на выходе из конденсатора:
где - подогрев воды в конденсаторе (oC) для горизонтального кожухотрубча- того 4÷5 [1 стр. 79]. Принимаем .
Температура конденсации паров хладагента:
Температура кипения хладагента:
где - минимальная разность температур в аммиачных испарителях. Принимаем [1 стр. 79]
- температура выхода хладоносителя из испарителя (исходные данные).
Температура переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем должна быть на 3 ÷ 5 oC выше температуры воды поступающей на конденсатор:
Для исключения попадания жидкого хладагента в цилиндры компрессора должен быть обеспечен перегрев паров на всасывании в компрессор на 5÷15 oC. Этот перегрев обеспечивается в испарителе и во всасывающих трубопроводах за счёт внешних теплопритоков:
Строим цикл одноступенчатой парокомпрессионной машины в h-lgp и s-T диаграммах. [См. Приложение 12.]
3 pк tк 2 2 3 pк tк 2
tвс = t1 pк tк tвс 1
Параметры точек сводим в таблицу 1.
Сухой насыщенный пар
Расчёт и подбор основного оборудование холодильной машины.
Для расчёта и подбора основного оборудования холодильной машины по холодопроизводительности установки и параметрических точек цикла определяем тип и количество компрессоров и тепловую мощность аппаратов (испаритель и конденсатор).
На основании теплового расчёта аппаратов выбираем тип и количество испарителей и конденсаторов.
Удельная массовая холодопроизводительность:
Удельная работа сжатия в компрессоре:
Массовый расход хладагента для обеспечения заданной холодопроизводительности:
где Qo=750 кВт - холодопроизводительность установки.
Действительный объёмный расход паров поступающих в компрессор в единицу времени:
где - удельный объём всасываемого пара (точка 1)
Объём описываемый поршнями в единицу времени:
где - коэффициент подачи компрессора определяемый по графику [1стр. 115 прилож.12]
По объёму описываемого поршнями подбираем компрессор типа П220
[1 стр. 119 прилож.17]
с объёмом описываемым поршнями:
при частоте вращения 25 1с и потребляемой мощностью 79 кВт.
Количество компрессоров:
где - теоретическая объёмная подача одного компрессора являющаяся паспортной характеристикой.
Для предприятия с непрерывным режимом предусматриваем установку одного резервного компрессора такого же типа.
Действительная объёмная подача компрессоров:
Действительный массовый расход хладагента циркулирующего в установке при 6 установленных компрессорах:
Теоретическая (адиабатная) мощность сжатия паров хладагента в компрессорах:
Индикаторная мощность потребляемая компрессорами:
где - индикаторный КПД определяется по графику
[1 стр.115 прилож.13]
Эффективная мощность (на валу компрессора):
- механический КПД учитывающий потери на трение.
Для бескрейцкопфных компрессоров Принимаем
Электрическая мощность потребляемая из сети:
- КПД электродвигателя.
Действительная тепловая мощность испарителя
(Действительная холодопроизводительность компрессоров )
Средняя разность температур в испарителе:
где - температура хладоносителя на входе в
Для аммиачных горизонтальных кожухотрубчатых испарителей величина изменения температуры хладоносителя . Принимаем .
По температуре замерзания рассола CaCl2 определяем по справочным данным концентрацию раствора а по концентрации и средней температуре хладоносителя физические свойства водного раствора CaCl2:
Коэффициент объёмного расширения:
Вязкость кинематическая:
Значение коэффициента теплопередачи выбираем ориентировочно:
. Принимаем . [1 стр. 86]
Плотность теплового потока:
При движении хладоносителя со скоростью до 15 мс плотность теплового потока должна составлять 2330÷2900 Втм2. [1 стр. 86]
Площадь поверхности теплообмена испарителя:
По площади подбираем испаритель 160ИТГ-2шт. [1 стр.118 прилож.18] с площадью поверхности теплообмена каждый.
Суммарная действительная площадь:
Проверяем действительную тепловую мощность испарителя:
Массовый расход циркулирующего хладоносителя (рассола):
где - теплоёмкость хладоносителя.
Действительная тепловая мощность конденсатора:
Средний температурный напор определяется:
В горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторах составляет 5÷8 oC.
где - принимаем. [5 стр. 108]
Для горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторов:
при скорости движения охлаждающей воды до 15 мс.
Поверхность теплообмена конденсатора:
Подбираем конденсатор КТГ-110 – 2шт. [1 стр. 117 прилож.15] с поверхностью теплообмена каждый.
Проверяем действительную тепловую мощность:
Расчёт и подбор вспомогательного оборудования.
Отделители жидкости.
Количество отделителей жидкости в схеме холодильной установки равно количеству испарителей. Подбор отделителя жидкости осуществляется по диаметру парового патрубка испарителя и затем проверяется по скорости паров в отделителе жидкости которая не должна превышать 05 мс [1 стр. 87].
где - действительная массовая подача компрессора всасывающего пар из одного отделителя жидкости.
- действительный массовый расход хладагента циркулирующего в установке.
- удельный объём всасываемого пара (точка 1)
- внутренний диаметр корпуса отделителя жидкости.
Для испарителя 160ИТГ диаметр патрубка .
Устанавливаем отделители жидкости типа 125ОЖ с -2 шт.
Выбираем по диаметру нагнетательного патрубка компрессора П-220 (диаметр нагнетательного патрубка ) маслоотделитель типа 100ОМО циклонный [1 стр. 121 прилож.21]
- диаметр выбранного сосуда.
Проверяем скорость паров в сосуде которая не должна превышать 1мс
где - массовый расход хладагента через маслоотделитель (компрессор).
- удельный объём всасываемого пара (точка 2)
Подбор осуществляется по производительности холодильной установки. Для средних установок подбираем маслосборник типа 300СМ.
Суммарная ёмкость линейного ресивера для систем с промежуточным хладоносителем должна быть не меньше ёмкости испарителей по аммиаку при заполнении ресиверов жидким хладагентом не более чем на 80% их ёмкости с учётом 50% рабочего заполнения ресивера [1 стр. 88].
где - объём межтрубного пространства испарителя.
[7 табл. 13.2 стр. 105]
- суммарная ёмкость испарителей типа 160ИТГ по межтрубному пространству.
По [5 табл. 5.21] выбираем линейные ресиверы типа 5РВ-2шт. Д×S = 1200×12 мм.
Ёмкость дренажного ресивера определяется исходя из возможности приёма жидкого хладагента из наиболее крупного аппарата (испарителя) с учётом предельного заполнения не более 40% для вертикальных ресиверов и 60% для горизонтальных [1 стр. 89].
где - для горизонтальных ресиверов.
- объём испарителя 160ИТГ по межтрубному пространству.
По [5 табл. 5.22] подбираем дренажный ресивер типа 25РД: Д×S = 800×8 мм.
Расчёт системы оборотного водоснабжения.
Расчёт системы оборотного водоснабжения предполагает подбор вентиляторных градирен подбор циркуляционных насосов и определение расхода энергии на работу системы.
Исходными данными при расчёте являются:
- тепловая мощность градирни
- температура наружного воздуха и его влажность
Уравнение теплового баланса для градирни:
где - массовый расход охлаждаемой воды кгс
- объёмный расход воздуха через градирню м3с
- плотность воздуха кгм3
- энтальпия воздуха на входе и выходе из градирни кДжкг
- температура выхода воды из градирни (равна температуре входа воды в компрессор ).
- температура входа воды в градирню (равна температуре выхода воды из компрессора ).
Тепловая мощность градирни определяется:
где - действительная тепловая мощность конденсаторов. [п. 2.14]
- тепловая мощность отводимая водой при охлаждении компрессоров.
где - массовый расход воды через компрессор типа П-220.
Количество компрессоров – 6.
- температура выхода воды из компрессора.
- температура входа воды в компрессор.
Из уравнения теплового баланса определяем массовый расход охлаждаемой воды через градирню:
Массовый расход охлаждаемой воды через конденсатор:
Градирня выбирается по требуемой площади поперечного сечения:
где - плотность теплового потока (удельная тепловая нагрузка) градирни определяется по [5 табл. 5.32]
По площади поперечного сечения градирни выбираем [5 табл. 5.33] градирню типа ГПВ-320 – с площадью поперечного сечения в количестве
Техническая характеристика градирни: [7 табл. 15.1 стр. 149]
Тепловая производительность при : 3722 кВт
Площадь поперечного сечения градирни: 65 м2
Расход охлаждаемой воды: 1776 кгс
Расход воздуха: 1690 м3с
Вместимость резервуара: 15 м3
Мощность электродвигателя вентилятора: 64 кВт
Частота вращения: 12 с-1
в плане: 2212×3540 (мм)
Подбор насосов для систем оборотного водоснабжения
и контура хладоносителя.
Подбор насосов осуществляется по объёмному расходу жидкости
циркулирующей в контуре.
где - суммарная тепловая мощность теплообменных аппаратов (испарителей или конденсаторов) кВт
- теплоёмкость жидкости кДж(кг·оС)
- плотность жидкости кгм3
- изменение температур жидкости в испарителе или конденсаторе.
Объёмный расход циркуляционной воды при охлаждении конденсаторов:
где - действительная тепловая мощность конденсаторов;
- теплоёмкость воды;
- изменение температур воды в конденсаторе.
Так как по расчёту у нас установлены 4-е градирни устанавливаем 4-е насоса рабочих и один резервный той же мощности.
Объёмный расход воды одним насосом:
По [8 табл. 13.3 стр. 220] подбираем тип насоса – 4К-18а – 4(+1 резервный)
Техническая характеристика:
Объёмная производительность: 194 лс(00194 м3с)
Полный напор развиваемый насосом: 18 м. в.ст.(17658 кПа)
Мощность электродвигателя: 55 кВт
Частота вращения: 2900 обмин
Мощность на валу насоса при напоре равном сопротивлению контура будет:
Мощность потребляемая двигателем насоса:
Объёмный расход циркулирующего хладоносителя (рассола) в испарителях:
где - теплоёмкость хладоносителя;
- плотность хладоносителя;
- температура входа хладоносителя в испаритель;
- температура выхода хладоносителя из испарителя;
(см. п. 2.15) – действительная тепловая мощность испарителя.
По [8 табл. 13.3 стр. 220] выбираем насос типа 6К-8а – 2(+1 резервный)
Объёмная производительность: 389 лс(00389 м3с)
Полный напор развиваемый насосом: 285 м. в.ст.(2796 кПа)
Мощность электродвигателя: 22 кВт
Частота вращения: 1450 обмин
Расчёт тепловой изоляции.
Для уменьшения теплопритоков из окружающей среды и повышения эффективности работы холодильной установки оборудование и трубопроводы работающие при температуре ниже температуры окружающей среды покрывают тепловой изоляцией. В рассматриваемой холодильной установке тепловой изоляции подлежат.
) отделители жидкости;
)дренажный ресивер;
) всасывающие трубопроводы арматура и контур хладоносителя.
Расчёт производим для поверхностей расположенных на открытом воздухе при [2 стр.21 табл.1] и для поверхностей расположенных в помещении при [1 стр. 93]
Расчёт тепловой изоляции испарителя:
При расположении испарителя на открытом воздухе.
Толщина теплоизоляционного слоя:
где - наружный диаметр кожуха испарителя.
- отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру испарителя.
- теплопроводность теплоизоляционного слоя материала – маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки
МС-35. [6 прилож. 1 стр. 10]
- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции. [6 прилож. 9 стр. 24]
где - сопротивление теплопередачи цилиндрических объектов
диаметрами меньше 2-х метров.
где - температура хладагента в испарителе.
- среднегодовая температура окружающей среды для г. Казани.
- плотность теплового потока. [6 прилож. 5табл. 1 стр. 19]
- коэффициент равный 1 при расположении изолируемых объектов как на открытом воздухе так и в помещении.
При расположении испарителя в помещении:
Сопротивление теплопередачи:
где - температура хладагента в испарителе;
- температура окружающего воздуха в помещении [1 стр. 93]
- плотность теплового потока [6 прилож. 5 табл.2 стр. 20]
где - теплопроводность теплоизоляционного слоя материала – маты из стекловолокна на синтетическом связующем
МС-35. [6 прилож. 5 стр. 21]
- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции. [6 прилож. 9 стр. 24]
С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции испарителя проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности расположенной в помещении.
где - теплопроводность теплоизоляционного слоя материала – маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки
- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции.
[6 прилож. 9 стр. 24]
- температура воздуха внутри помещения;
- температура хладагента в испарителе.
- температура поверхности изоляционного объекта.
Температурный перепад при относительной влажности
[1 стр. 94 табл. 4.1]
В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляционного слоя а именно:
Расчёт тепловой изоляции отделителя жидкости.
При расположении отделителя жидкости на открытом воздухе:
где - температура хладагента выходящего из испарителя на ОЖ;
- среднегодовая температура окружающего воздуха [1 стр. 93]
- плотность теплового потока [6 прилож. 5 табл.2 стр. 20]
Толщина теплоизоляционного слоя ОЖ:
где - наружный диаметр кожуха ОЖ.
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции. [6 прилож. 9 стр. 24]
При расположении ОЖ в помещении:
где - температура хладагента в ОЖ;
- температура в помещении [1 стр. 93]
- плотность теплового потока. [6 прилож. 5 табл.2 стр. 20]
где- теплопроводность теплоизоляционного слоя материала – маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки
С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции ОЖ проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности ОЖ расположенного в помещении по формулам:
где - перепад температур при [1 табл. 4.1стр. 94].
- коэффициент теплоотдачи при расчёте изоляции при предотвращении конденсации влаги из окружающего воздуха.
В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляции теплоизоляционного слоя отделителя жидкости .
Расчёт тепловой изоляции дренажного ресивера.
При расположении ресивера на открытом воздухе.
где - температура жидкого хладагента в ресивере;
- среднегодовая температура ОС в г. Казань [2 табл. 1].
- плотность теплового потока на открытом воздухе
[6 прилож. 5 табл.1 стр. 19].
- наружный диаметр ресивера.
где - теплопроводность теплоизоляционного материала – маты из стекловолокна на синтетическом связующем ГОСТ 10499-78 марки
- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции на открытом воздухе. [6 прилож. 9 стр. 24]
При расположении ресивера в помещении:
- температура внутри помещения [2 табл. 1].
- плотность теплового потока в помещении
[6 прилож. 5 табл.2 стр. 19].
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в помещении. [6 прилож. 9 стр. 24].
С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции ресивера проверяем толщину изоляционного слоя для поверхности ресивера расположенного в помещении по формулам:
где -перепад температур при
[1 табл. 4.1стр. 94].
В результате расчётов принимаем наибольшее значение толщины изоляции теплоизоляционного слоя ресивера .
Расчёт тепловой изоляции всасывающих трубопроводов арматуры контура хладоносителя.
При расположении на открытом воздухе:
- диаметр условного прохода трубопроводов.
Рассчитываем теплоизоляцию трубопроводов по которым хладоноситель входит в испаритель.
где - норма линейной плотности теплового потока при расположении на открытом воздухе. [6 прилож. 5 табл.1 стр. 19].
- температура входа хладоносителя в испаритель;
- среднегодовая температура ОС [2 табл. 1].
Толщина теплоизоляционного слоя :
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции на открытом воздухе [6 прилож. 9 стр. 24].
Рассчитываем теплоизоляцию трубопроводов. По которым хладоноситель выходит из испарителя.
- температура хладоносителя на выходе из испарителя;
При расположении трубопроводов в помещении:
где - норма линейной плотности теплового потока при расположении в помещении. [6 прилож. 5 табл.2 стр. 22].
где - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции в помещении [6 прилож. 9 стр. 24].
где - норма линейной плотности теплового потока при расположении в помещении. [6 прилож. 5 табл.2 стр. 20].
- температура воздуха в помещении [2 табл. 1].
С целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции трубопроводов с температурой ниже температуры окружающего воздуха проверяем толщину изоляционного слоя для поверхностей трубопроводов расположенного в помещении:
Толщина теплоизоляционного слоя трубопровода на входе в испаритель:
где - температура хладоносителя на входе в испаритель;
- коэффициент теплоотдачи для предотвращения конденсации [6 прилож. 9 стр. 24].
Толщина теплоизоляционного слоя трубопровода на выходе из испарителя:
где - температура хладоносителя на выходе из испарителя;
В результате расчётов принимаем наибольшие значения толщины изоляции теплоизоляционного слоя трубопроводов:
- для трубопровода по которому хладоноситель входит в испаритель;
- для трубопровода по которому хладоноситель выходит из испарителя;
Овсянник А.В. Практическое пособие по выполнению курсового проекта по курсу «Промышленные тепломассообменные и холодильные установки» для студентов специальности Т.01.02.00 «Теплоэнергетика». - ГГТУ 2002.
Строительная климатология и геофизика. СНиП 2.01.01 – 82.
Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. – Кн. 4 Под общ. ред. В.А. Григорьева В.М. Зорина. – М.: Энергоатомиздат 1991.
Роддатис К.Ф. Полтарецкий А.Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. – М.: Энергоатомиздат 1989.
Свердлов Г.З. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. – М.: Пищевая промышленность 1978. – 264 с.
Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. СНиП 2.04.14 – 88.
Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. – М.: Агропромиздат 1989. – 223 с.
Вильнер Я.М. Ковалёв Я.Т. Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике гидромашинам и гидроприводам. Под ред. Б.Б. Некрасова. Минск «Высшая школа» 1976.

СП для испарителя.dwg

План системы отопления и вен-
мы отопления. ВЕ1-ВЕ4
тиляции котельной. Схема систе-
ДП Т.01.02.03.51.12.
котельной N2 РПО ЖКХ г.Ельск
Реконструкция временной
с плавающей головкой
чатый испаритель ИТГ 200
аммиачный кожухотруб-
Кран для спуска масла

Схема.dwg

Испаритель.dwg

Схема холодильника.dwg

Установка холодильная
Агрекат компрессорный
Клапан предохранитель
Пары аммиака высокого давления
Пары аммиака низкого давления
Жидкий аммиак высокого давления
Жидкий аммиак низкого давления
Хладоноситель к технологическим аппаратам
Хладоноситель от технологических аппратов
Технологическая схема.

СП для схемы.dwg

План системы отопления и вен-
мы отопления. ВЕ1-ВЕ4
тиляции котельной. Схема систе-
ДП Т.01.02.03.51.12.
котельной N2 РПО ЖКХ г.Ельск
Реконструкция временной
с плавающей головкой

Холодильники.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РБ
Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого
Кафедра: «Промышленная теплоэнергетика и экология»
по курсу: «Промышленные тепло- массообменные и холодильные установки»
на тему: «Одноступенчатая парокомпрессионная холодильная установка»
Расчет холодильного цикла1
Подбор холодильного оборудования 4
1.Подбор и расчет компрессорного агрегата6
2.Подбор и расчет испарителей9
3.Подбор и расчет конденсатора11
4.Подбор вспомогательного оборудования12
Расчет контура хладоносителя14
Расчет системы оборотного водоснабжения17
Холодильные установки относятся к группе систем преобразования энергии известных под названием термотрансформаторов. Их назначение — отвод теплоты от теплоотдатчика на низком температурном уровне и подвод ее к теплоприемнику на более высоком температурном уровне.
Холодильные установки (уровень отвода теплоты T0 >120К) предназначены для охлаждения и поддержания при низкой температуре различных объектов и технических систем.
Работа холодильных установок определяется процессами внутреннего охлаждения которые обеспечивают необходимое понижение температуры рабочего тела.
Режим работы холодильной установки определяется внешними условиями:
—параметрами окружающей среды;
—температурой охлаждаемого объекта;
—стабильностью тепловой нагрузки во времени;
Отличительной особенностью холодильных машин является сильная зависимость режима работы от параметров окружающей среды: температуры и влажности.
Подбор холодильного оборудования
Парокомпрессионная холодильная установка состоит из основного и вспомогательного оборудования.
Основное оборудование ПКХУ.
Компрессор — является одним из основных элементов ПКХУ. Он предназначен для отсасывания паров холодильного агента из испарителя сжатия их в цилиндре и нагнетание их в конденсатор.
Конденсатор — рекуперативный теплообменный аппарат в котором за счет отвода теплоты охлаждающей средой происходит конденсация паров холодильного агента при определенном давлении и температуре.
Испаритель — рекуперативный теплообменный аппарат в котором происходит кипение холодильного агента за счет теплоты воспринимающего им из окружающей среды.
Вспомогательное оборудование ПКХМ.
Ресиверы — сборники жидкого холодильного агента. Линейные ресиверы — для разгрузки конденсаторов от жидкого холодильного агента и создание его равномерного потока в регулирующей станции. Дренажные ресиверы — для временного слива жидкого холодильного агента.
Маслоотделитель — представляет собой вертикальный цилиндр со штуцерами для входа и выхода паров аммиака присоединенный к линии жидкого аммиака манометра и линии выпуска масла. Он предназначен для улавливания масла уносимого холодильными агентами из компрессора в виде капель или пара.
Маслосборник — служит для перелива масла из маслоотделителя отвода паров аммиака из масла и выпуска его под меньшим давлением.
Отделитель жидкости — сварной вертикальный цилиндрический сосуд с входными и выходными патрубками соответственно для паров и жидкого аммиака. Он предназначен для улавливания капель жидкого аммиака уносимых парами из испарительной системы и защиты компрессора от попадания в жидкости в его цилиндры.
Воздухоотделитель — служит для удаления из аммиачной смеси газов и воздуха т.к. присутствие этих примесей в системе повышает температуру конденсации ведет к перерасходу электроэнергии и уменьшению холодопроизводительности установки.
Рис. Схема циркуляции хладоносителя
– расширительный блок;
– обратный компрессор;
– емкость для слива хладоносителя;
– распределительный компрессор
– технологический аппарат
В данном курсовом проекте произведён расчёт парокомпрессионной холодильной установки для отвода теплоты реакций полимеризации в производстве поливинилхлорида.
Выполнен расчёт холодильного цикла холодильного оборудования а также подобрано основное и вспомогательное оборудование холодильной установки необходимой мощности и прочих параметров.
Гальперин Д.М. «Монтаж и эксплуатация холодильных установок в сельском хозяйстве» - М.: «Колос» 1984.
Данилова Г.Н. и др. «Теплообменные аппараты холодильных установок» - Л.: «Машиностроение» 1973.
Дилинков Н.В. «Холодильные машины и установки» - М.: «Транспорт» 1969.
Кошкин Н.Н. и др. «Холодильные машины» - М.: Пищевая промышленность 1973.
«Проектирование холодильных сооружений» - М.: Пищевая промышленность 1978.
«Промышленная теплоэнергетика и теплотехника» справочник под ред. В.А. Григорьева В.Н. Зорина – М.: «Энергоатомиздат» 1991.
СниП II-А.6.-72 «Строительная климатология и геофизика».
«Компрессоры холодильных машин» справочник – М.: «Пищевая промышленнолсть» 1981.

термо курс.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. П.О.СУХОГО
КАФЕДРА:”ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
ПО КУРСУ :ТЕПЛОМАССООБМЕН.
РАСЧЕТ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ
ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ ГР. ТЭ-42
ПРИНЯЛ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ