Пример к задаче 3.

Определить часовой расход охлаждающей воды и поверхность охлаждения промежуточного охладителя для двухступенчатого компрессора, производительность которого м³/мин, начальное давление МПа, конечное давление МПа, показатель политропы сжатия п = 1,25, начальная температура воздуха °С, коэффициент теплопередачи k_т = 52 Вт/(м²К).

Решение

Температура воздуха в конце сжатия согласно выражению для адиабатного процесса:

,

где z – число ступеней.

К

или ;

°C

Количество теплоты, отводимой при сжатии 1 кг воздуха в каждой ступени, определяется по формуле:

где , средняя изохорная теплоемкость воздуха в интервале температур 0–200 °C;

– показатель адиабаты (для воздуха );

.

Следовательно, количество теплоты, отводимой в двухступенчатом компрессоре

Количество теплоты (Дж/кг), отводимой, в промежуточном или концевом охладителе от 1 кг воздуха:

где – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении и температуре 0  200 °С, – начальная температура воздуха, – температура воздуха в конце сжатия, тогда

Полное количество теплоты (Дж/кг), отводимой в компрессоре от 1 кг воздуха

.

Количество воды, необходимое для охлаждения 1 кг воздуха

где – теплоемкость воды, – разность температур нагревшейся и поступающей для охлаждения компрессора, воды, ориентировочно принимается равной 10…20 °С, т.е.

.

В числовом выражении

.

Часовой расход охлаждающей воды для всего компрессора

,

где   1,2 – плотность всасываемого воздуха.

Подставив в формулу значения, получим

Расход воды на охлаждение 1 м³ всасываемого воздуха

Количество теплоты, отводимой в промежуточном или концевом охладителе в течение часа.

.

Средняя разность температур (°С) в охладителе между средними температурами сжатого воздуха и охлаждающей воды

.

°С.

Площадь (м²) поверхности охлаждения промежуточного или концевого охладителя

где общий коэффициент теплопередачи 1 м² трубчатой системы охладителя при разности температур по обе стороны стенок трубок, равной одному градусу. ( – по условию задачи).

Площадь поверхности охлаждения должна быть принята на 10—15% больше расчетной.

Расчетная площадь поверхности охлаждения

.

Реально площадь поверхности охлаждения должна приниматься на 10…15 % больше расчетной.

Окончательно

ЗАДАЧА 4

Фреоновая холодильная установка холодильной мощностью , кВт работает при температуре испарения , °C и температуре конденсации перед регулирующим вентилем , °C. Определить массовый расход циркулирующего фреона-12, холодильный коэффициент и теоретическую мощность компрессора установки, если энтальпия пара фреона-12 на выходе из компрессора . Пар из испарителя выходит сухим насыщенным. Привести принципиальную схему холодильной установки и ее цикл, указав характерные точки и процессы. Исходные данные в табл.4

Таблица 4

Номера вариантов исходных данных	, кВт	, °C	, °C
1	30	-5	10
2	35	-10	15
3	40	-15	20
4	45	-20	25
5	50	-25	30
6	55	-5	15
7	60	-10	20
8	65	-15	25
9	70	-20	30
10	75	-25	10
11	80	-5	15
12	85	-10	20
13	90	-15	25
14	95	-20	30
15	100	-25	10
16	105	-5	15
17	110	-10	20
18	115	-15	25
19	120	-20	30
20	125	-25	15
21	45	-5	20
22	50	-10	25
23	55	-15	30
24	60	-20	10
25	65	-25	20
26	70	-5	15
27	75	-10	25
28	80	-15	30
29	85	-20	25
30	90	-25	25