3. Выбор оборудования
3.1. Испаритель
Испаритель - теплообменный аппарат, в котором тепло отнимается от охлаждающей среды хладогентом, кипящим при низкой температуре.
Выбор типа испарителя производится на основании расчета поверхности испарителя по формуле, :
, (3.1)
где – необходимая рабочая теплопроизводительность, ;
– логарифмическая разность температур между циркулирующей сре-дой и холодильным агентом, ˚C;
– коэффициент теплопередачи, который для расчетов обычно берется по практическим данным на основании типа испарителя и вида холодоагента, принимаем .
, (3.2)
˚C.
Тогда
.
Выбираем по таблице 1 горизонтальный кожухотрубный фреоновый испаритель ИКТ-180 с поверхностью испарения 193 , числом труб 210, числом ходов 4,2, диаметром обечайки и длиной труб соответственно 500 мм и 2 м, максимальной нагрузкой 216 кВт.
3.2 Конденсатор
Рассчитаем поверхность нагрева конденсатора по формуле, м2:
, (3.3)
где – средняя разность температур между рабочим веществом и водой, ˚C;
– коэффициент теплопередачи (выбираем =800 ).
По формуле (3.2):
.
Тогда:
.
Характеристики горизонтальных кожухотрубных конденсаторов с наружным оребрением труб приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Характеристики горизонтальных кожухотрубных конденсаторов с наружным оребрением труб
Конденсаторы |
Площадь наружной поверхности, м2 |
Диаметр обечайки, мм |
Длина труб, м |
Число труб |
Максимальная нагрузка, кВт |
Число ходов |
КТР-4 |
4,8 |
194 |
1,0 |
23 |
15,4 |
4;2 |
КТР-6 |
6,8 |
219 |
1,5 |
29 |
21,5 |
4;2 |
КТР-12 |
12,8 |
377; 325 |
1,0; 1,2 |
86 |
43,3 |
4;2 |
КТР-18 |
18 |
377; 325 |
1,8 |
86 |
62,8 |
4;2 |
КТР-25 |
30 |
404 |
1,5 |
135 |
105 |
4 |
КТР-35 |
40 |
404 |
2,0 |
135 |
140 |
4 |
КТР-50 |
49,6 |
404 |
2,5 |
135 |
178 |
4 |
КТР-65 |
62 |
500 |
2,0 |
210 |
216 |
4.2 |
КТР-85 |
92,5 |
500 |
3,0 |
210 |
322 |
4;2 |
КТР-110 |
107 |
600 |
2,5 |
293 |
373 |
4 |
КТР-150 |
150 |
600 |
3,5 |
293 |
523 |
2 |
КТР-200 |
200 |
800 |
3,0 |
455 |
698 |
4;2 |
КТР-260 |
260 |
800 |
4,0 |
455 |
1360 |
2 |
Примечание. В конденсаторах применены медные накатные трубы диаметром 20x3 мм.
По таблице 4 выбираем кожухотрубный горизонтальный конденсатор КТР-65 с площадью наружной поверхности 62 м2.
Расход охлаждающей воды на конденсатор:
, (3.4)
.
Число трубок конденсатора
Принимаем шаг трубок:
, (3.5)
.
Принимаем , .
С учётом толщин 4-х перегородок ( ), расстояния от кор-пуса и расстояния от перегородок ( ) внутренний диаметр конденсатора равен
.
Проверяем гидравлический расчёт конденсатора. Полный напор:
, (3.6)
где – сумма гидравлических сопротивлений поверхностей тепло-обменника;
– сумма потерь напора в местных сопротивлениях;
– сумма потерь, обусловленных ускорением потока (для воды равна 0);
– затраты напора для преодоления гидростатического давления столба жидкости ( , так как теплообменник горизонтальный);
, (3.7)
где – коэффициент сопротивления трения;
– местные сопротивления;
Для круглой трубы:
.
.
, (3.8)
где – коэффициент местного сопротивления;
– плотность воды по средней температуре охлаждающей воды;
– скорость воды в трубках конденсатора.
.
Тогда
.
Согласно расчётам выбираем КТР-65 с площадью поверхности 62 .