Osnovy_kholodilnoy_tekhniki_-_raschyoty

Ввод данных в ПК

РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ АММИАЧНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Исходные данные:

1.Энтальпия в точке 1, i1…………………..1560

2.Энтальпия в точке 3, i2…………………..1910

	3.	Энтальпия в точке 3,4 i3=i4 ……………545
	4.	Удельный объем пара в точке 1,v1……….0,45
		Результаты расчета
1.	Количество тепла, отведенное в конденсаторе, Qк...........		76.2
2.	Коэффициент подачи, λ........................................................		0.76
3.	Объем, описываемый поршнями компрессора, Vh ...........		0.02
4.	Марка компрессора .................................................................		П40
5.	Стандартная холодопроизводительность, кВт........................		39

4. РАСЧЕТ И ПОДБОР АММИАЧНОГО КОЖУХОТРУБНОГО КОНДЕНСАТОРА

Произвести расчет (тепловой и конструктивный) и подбор аммиачного горизонтального кожухотрубного конденсатора.

Таблица 1

	Показатели				1		2		3	4		5		6			7			8		9			0
	Тепловая
	нагрузка на				450		800		600	660		810		980			715			818		900			770
	конденсатор
	QK , кВт
	Температура
	конденсации				30		28		31	29		33		34			30			28		29			31
	tK , 0С
	Начальная
	температура				18		20		17	19		16		18			20			17		19			16
	охлаждающей
	воды tB1 , 0С
	Конечная
	температура				23		25		23	24		21		23			24			22		25			21
	охлаждающей
	воды tB 2 , 0С
																				Таблица 2
	Показатели				1		2		3	4		5		6		7			8			9		0
	Скорость				1,5		1,6		1,7	1,8		1,9		1,5		1,6		1,7				1,8		1,9
	воды w , м/с
	Отношение
		l			4		5		6	7		8		4		5			6			7		8
		D

21

22

Методика расчета

4.1. Определение температурного режима работы конденсатора

Средняя	логарифмическая						разность	температур
определяется по формуле:				∆t
	θm	=					,
				tK	−tB
			ln tK		−tB
					1
					2

где θm - средняя логарифмическая разность температур, 0С; ∆t - нагрев охлаждающей воды, 0С;

tK - температура конденсации, 0С;

tB1 - начальная температура охлаждающей воды, 0С; tB2 - конечная температура охлаждающей воды, 0С.

Нагрев охлаждающей воды равен:

∆t = tB2 −tB1

4.2. Определение технических характеристик

Массовый расход воды равен:

G = cQ∆K t ,

где G - массовый расход воды, кг/с;

QK - тепловая нагрузка на конденсатор, кВт; c - теплоемкость воды, кДж/кг К (с=4,19).

Расчетная площадь теплообмена равна:

Q 103

FP = KK θm ,

где FP - расчетная площадь теплообмена, м2;

K – коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/м2К

К=1160).

Стандартную поверхность теплопередачи F горизонтального кожухотрубного конденсатора типа КТГ-М определяют по следующему ряду: 36, 40, 53, 67, 95, 120, 151,

190, 269, 322, 494, 635, 850, 1225. Если Fp не совпадает со

стандартной величиной, то выбирают ближайшую большую величину F .

Объемный расход охлаждающей воды, поступающей в конденсатор равен:

V = Gρ ,

где V - объемный расход охлаждающей воды, м3/с, ρ – плотность воды, кг/м3 ( ρ =1000) .

Общая длина труб равна:

L = π FdH ,

где F - стандартная поверхность теплообмена, м2; dH - наружный диаметр трубы , м ( dH =0,025).

Как правило, трубы в трубной решетке размещаются по сторонам правильных шестиугольников и по вершинам равносторонних треугольников (рис.4.).

23

24

Рис.4. Размещение труб в трубной решетке

Исходя из такого способа размещения число труб определяется по следующей формуле:

n = 0,75 m 2 + 0,25

где n - общее число труб;
m - число	труб, располагаемых			по большой диагонали
внешнего шестиугольника;
Число труб	m равно:
	m = 0,75	QK			l	,
		3 q S d
			BH
					D

где q - плотность теплового потока, Вт/м2; S - горизонтальный шаг труб, м;

dBH - внутренний диаметр труб, м ( dBH =0,02);

l - длина одной трубы, м;

D - диаметр трубной решетки, м.

Плотность теплового потока q определяется:

q = QK 1000

F

Горизонтальный шаг труб S определяется из соотношения

S =1,24 ÷1,45 dH

Рекомендуемое значение отношения Dl лежит в пределах

4…8 (см. табл. 2)

Длина одной трубы равна: l = Ln

Диаметр трубной решетки равен:

D = m S

Число труб в одном ходе определяется по формуле:

n1 =	4G	,
	ρ π dBH2 w

где n1 - число труб в одном ходе; w - скорость воды, м/с.

25

26

Ввод данных в ПК

РАСЧЕТ И ПОДБОР АММИАЧНОГО КОЖУХОТРУБНОГО КОНДЕНСАТОРА

Результаты расчета:

1.Стандартная поверхность теплопередачи, F ……………….36

2.Общее число труб, n …………………………………………152

3.Плотность теплового потока, q …………………………..12500

4.Диаметр трубной решетки, D……………………………......0,44

5. РАСЧЕТ И ПОДБОР АММИАЧНОГО КОЖУХОТРУБНОГО ИСПАРИТЕЛЯ

Рассчитать и подобрать аммиачный кожухотрубный испаритель для подачи рассола в теплообменные технологические аппараты.

Вариантные данные

Таблица 1

Показатели		1		2		3		4		5		6		7		8	9	0
Холодопроизводи-		320		160		90		110		250		310		170		150	280	140
тельность, Q0, кВт
																Таблица 2
Показатели		1		2		3		4		5		6		7		8	9	0
Температура		-8		-7		-6		-7		-8		-7		-6		-8	-9	-6
рассола, tр2, °С

Методика расчета

5.1. Определение температурного режима работы испарителя

Температура рассола на входе в испаритель, °С,

tр1 = tр2 + ∆t,

где tр2 - рабочая температура рассола (на выходе из испарителя); ∆t - температурный перепад (∆t=3)

Температура кипения аммиака в испарителе, °С,

tо = tр2 - 5

Средняя логарифмическая разность температур в

аппарате, °С,

∆t

θ =

tр1 - tо ln

tр2 - tо

5.2. Определение технических характеристик

Расчетная теплопередающая поверхность испарителя

Qо·103

Fр =

K·θ

где K - коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/м2·К

K=450).

Стандартную поверхность теплопередачи F испарителя типа ИКТ определяют по следующему ряду: 20, 24, 28, 32, 38, 40, 42, 46, 50, 54, 60, 65, 70, 80, 90, 100, 110, 140, 180, 250, 300.

Если Fp не совпадает со стандартной величиной, то выбирают ближайшую большую величину F.

27

28

Количество рассола, циркулирующего в системе, м3/с,

Qо·103

V = ,

C·ρ · (tр1 - tр2)

где С - теплоемкость рассола, Дж/(кг·К); ρ - плотность рассола, кг/м3.

Теплоемкость и плотность рассола определяют по таблице 14 по температуре замерзания рассола tз, которая равна

tз = tо - 8

Количество труб в одном ходе аппарата

z = V/(f·w),

где f - площадь сечения труб при внутреннем диаметре d=19·10-3 м;

w - скорость движения рассола, м/с (w=1,5).

Величину z округляют до целого меньшего числа z1. Действительная скорость рассола, м/с,

wд = V/(f·z1)

Количество труб при восьми ходах

n = z1·i,

где i - количество ходов (i=8).

Общая длина труб, м,

L = F/(π·Dо),

где Dо - наружный диаметр труб, м ( Dо=25·10-3). Длина отдельных труб, м,

l = L/n.

Ввод данных в ПК

РАСЧЕТ И ПОДБОР АММИАЧНОГО КОЖУХОТРУБНОГО ИСПАРИТЕЛЯ

Результаты расчета:

1.Стандартная поверхность теплопередачи, F ……………….40

2.Количество рассола в системе, V……………………………3.8

3.Общая длина труб, L ………………………………………...754

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назначение тепло-и пароизоляции в строительных ограждениях холодильника.

2.Порядок расположения пароизоляционного слоя по отношению к теплоизоляционному слою.

3.Физический смысл коэффициентов теплопередачи, теплоотдачи и теплопроводности.

4.Цель расчета теплопритоков.

5.Назначение и типы компрессоров.

6.Способы подбора компрессоров.

7.Цель и особенности распределения нагрузок на компрессор и оборудование.

8.Назначение, конструкция и принцип действия кожухотрубного испарителя.

9.Параметр, по которому подбирается испаритель.

10.Назначение, конструкция и принцип действия кожухотрубного конденсатора.

11.Параметр, по которому подбирается конденсатор.

29

30

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 3 Значения коэффициентов теплопередачи для наружных стен

Зона	Коэффициент теплопередачи K (Вт/м2 ·К)
строительства	при внутренней температуре камеры
	-40...-30	-20...-10	-4...0	4...12
Северная зона	0.28	0.32 - 0.42	0.46 - 0.52	0.64 - 0.80
Средняя зона	0.25	0.28 - 0.35	0.41 - 0.46	0.58 - 0.70
Южная зона	0.21	0.23 - 0.29	0.35 - 0.41	0.46 - 0.58

Таблица 4 Значения коэффициентов теплопроводности для материалов

МАТЕРИАЛЫ	Коэффициент теплопроводности λ,
	(Вт/м·К)
СТРОИТЕЛЬНЫЕ
Бетон	1.0 - 1.03
Железобетон	1.3	- 1.5
Кладка кирпичная	0.7	- 1.0
Штукатурка цементная	0.9	- 1.0
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
Минераловатные	0.07	- 0.09
Пенобетон	0.15	- 0.17
Шлак котельный	0.23	- 0.31
Шлак гранулированный	0.15	- 0.18
Керамзитовый гравий	0.15	- 0.21
Пенопласт ПХВ-1	0.05 - 0.058
Пенополистирол ПС-БС	0.04	- 0.05
ПАРО- И ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ
Битум	0.18 - 0.2
Гидроизол	0.3 - 0.35

					Таблица 5
		Климатические данные для городов
			Температура воздуха, °С		Средняя влаж-
	Города		абсолютного	средняя в 13	ность в 13 часов
			максимума	часов наиболее	наиболее жаркого
				жаркого месяца	месяца
1.	Улан-Удэ		40	23.7	50
2.	Владивосток		36	23.6	79
3.	Иркутск		36	22.7	58
4.	Кемерово		38	21.8	56
5.	Новосибирск		38	22.7	56
6.	Омск		40	22.4	52
7.	Свердловск		38	20.7	54
8.	Хабаровск		40	24.1	67
9.	Чита		41	24.0	53
0.	Якутск		38	23.0	44

Таблица 6 Значения избыточной разности температур ∆tc

при ориентировке поверхности по частям света

Поверхность		ю		ю-в	ю-з		в	з		с-в	с-з
				Географические широты
	40°	50°	60°			от 40 ° до 60°
Стены
бетонная	5.9	8.0	9.8	8.8	10.0		9.8	11.7		5.1	5.6
кирпичная	6.6	9.1	11.0	9.9	11.0		11.0	13.2		5.8	6.3
Плоские кровли
покрытая толем,			18.5
асфальтом
покрытая свет-			14.9
лым рубероидом
покрытая тем-			17.7
ным рубероидом

31

32

Таблица 7 Значения энтальпии молока и молочных продуктов

ПРОДУКТЫ	Энтальпия (кДж/кг) при температуре продукта
	-12	-10	-8	-5	-3	-1	0
Молоко цельное	25.1	32.7	42.3	62.8	81.8	184.2	319.3
Простокваша,	-	-	-	-	-	-	-
кефир
Творог	-	-	10.6	32.7	49.8	139.5	245.9
Сметана	-	-	-	-	-	-	-
Сливки 20%	-	-	-	-	-	-	-
Масло сливочное	17.6	22.5	29.3	40.6	50.7	91.7	95.1
Мороженное	34.8	46.9	62.4	105.6	178.9	224.6	227.9
ПРОДУКТЫ	Энтальпия (кДж/кг) при температуре продукта
Молоко цельное	323.0	331.0	338.9	346.5	358.6	366.6	378.8
Простокваша,	3.8	11.7	19.7	27.6	39.4	47.3	59.1
кефир
Творог	-	256.4	263.5	270.7	281.1	288.3	298.7
Сметана	3.7	7.5	18.4	25.9	36.8	44.4	55.3
Сливки 20%	3.3	10.5	17.6	24.3	34.7	41.5	52.3
Масло сливочное	98.0	104.7	110.0	117.7	129.9	138.7	155.4
Мороженное	231.3	237.9	244.7	251.4	261.4	268.1	278.2

Таблица 8 Значения энтальпии мяса и мясных продуктов

Продукты	Энтальпия (кДж/кг) при температуре продукта
	-20	-18	-15	-12	-8	-3	0
Мясо говяжье,
птица	0	4.6	13.0	22.2	39.4	75.3	232.5
Баранина	0	4.6	12.6	21.8	38.5	77.0	224.0
Свинина	0	4.6	12.2	21.4	34.8	73.3	211.8
Субпродукты	0	5.0	13.8	24.4	43.1	97.9	261.5
Продукты	Энтальпия (кДж/кг) при температуре продукта
	4	10	15	20	25	30	35
Мясо говяжье,
птица	245.5	264.5	280.4	296.8	312.0	329.0	345.0
Баранина	263.3	255.3	271.2	286.7	301.8	314.0	334.0
Свинина	234.0	241.7	256.8	272.5	287.7	301.8	317.3
Субпродукты	274.3	296.0	312.8	330.6	348.0	366.0	384.0

Таблица 9 Энтальпия фруктов (кДж/кг) при температуре продукта

Температура	0	2	3	5	10	12	15	20	21	22
Энтальпия	272	274	280	290	309	317	328	346	350	354

Таблица 10

Теплофизические свойства воздуха

Темпе-		Энтальпия воздуха (кДж/кг) при					Плот-
ратура		относительной влажности					ность
оС	0	20	40	60	80	100	кг/м3
-35	-35.17	-35.08	-35.04	-34.96	-34.91	-34.83	1.484
-30	-30.10	-30.02	-29.89	-29.81	-29.68	-29.56	1.453
-25	-25.03	-24.92	-24.74	-24.53	-24.32	-24.15	1.423
-20	-20.09	-19.76	-19.46	-19.13	-18.84	-18.50	1.396
-15	-15.07	-14.48	-13.90	-13.31	-12.72	-12.14	1.368
-10	-10.04	-9.25	-8.45	-7.70	-6.90	-6.11	1.342
-5	-5.02	-3.81	-2.59	-1.33	-0.12	-1.13	1.317
0	0	1.88	3.72	5.61	7.49	8.37	1.293
5	5.0	7.70	10.38	13.10	15.82	18.54	1.262
10	10.04	13.81	17.66	21.47	25.33	29.22	1.242
15	15.07	20.34	25.70	31.06	36.42	41.87	1.226
20	20.09	27.37	34.75	42.28	45.10	53.17	1.205
25	25.03	35.04	45.21	55.26	65.73	76.20	1.185
30	30.10	43.54	53.17	71.17	84.99	99.65	1.165
35	35.17	53.17	71.17	90.02	109.28	128.54	1.146
40	40.19	63.64	88.34	113.04	139.00	165.80	1.128

Примечание. Влажность наружного воздуха определяют по таблице 5 в соответствии со своим вариантом.

Таблица 11

Удельные теплопритоки при открывании дверей, Вт/м2

Камеры	Площадь пола, м2
	до 50	до 150		>150
охлаждения продуктов	23.0	12.0		10.0
хранения охлажденных продуктов	17.5	9.3		7.0
замораживания продуктов	18.5	9.5		7.0

33

34

Таблица 12 Тепловыделение яблок (Вт/т) при температуре продукта

Температура, °С	0	2	3	5	15	20	21	22
Тепловыделение	19	21	25	31	92	121	125	130

Таблица 13 Технические характеристики аммиачных компрессоров

	Объем,				Частота	Стандарт-
Макра	описыв.	Кол-во	Диаметр	Ход	враще-	ная
компресс	поршня-	цилинд-	цилинд-	поршня,м	ния вала,	холодопро-
ора	ми, м3/с	ров	ров, мм	м	об/с	изводит-
						сть, кВт
П40	0.0284	4	76	66	25.0	39
П60	0.0435	6	76	66	25.0	58.5
П80	0.0579	8	76	66	25.0	78
П110	0.084	4	115	82	24.6	130
П165	0.129	6	115	82	24.6	180
П220	0.168	8	115	87	24.6	261

Таблица 14

Свойства растворов хлористого кальция

Темпе-	Теплоем-	Плот-	Содер-
ратура	кость	ность	жание
замер-	С,	ρ,	соли,
зания	Дж/кг·К	кг/м3	%
0	4199	1000	0.1
-3	3831	1050	5.9
-7	3500	1100	11.5
-13	3224	1150	16.9
-14	3174	1160	17.6
-16	3127	1175	19.0
-17	3086	1180	19.6
-19	3044	1190	20.9
-21	3002	1200	21.9

Темпе-	Тепло-	Плот-	Содер-
ратура	емкость	ность	жание
замер-	С,	ρ,	соли,
зания	Дж/кг·К	кг/м3	%
-23	2964	1210	22.6
-26	2931	1220	24.0
-28	2897	1230	24.5
-31	2868	1240	25.5
-35	2839	1250	26.8
-39	2809	1260	27.7
-44	2780	1270	28.6
-50	2755	1280	29.4
-55	2732	1286	29.9

Примечание: если расчетная температура замерзания tа не

совпадает с табличной, то следует выбрать		ближайшее большее
значение (по абсолютной	величине),	а по нему определить
значения теплоемкости с и плотности ρ.
		35

Ключевые слова: холодильник, теплоизоляция, теплопритоки, температура, компрессор, давление, конденсатор, теплообмен, испаритель, кипение

Подписано в печать 28.02.2002 г. Формат 60х84 1/16 Усл.п.л. 2,09 Тираж 100 экз.Заказ № 62.

Издательство ВСГТУ 670013, г.Улан-Удэ, ул.Ключевская, 40, в

© ВСГТУ, 2007 г.

36