Вариант 6 КУРСОВАЯ + ЛАБЫ / Курсовая / Курсовая работа Крюков.Н.С

6.Расчет теплообменных аппаратов, входящих в систему

кондиционирования кабины локомотива

6.1Конструкторский расчет испарителя

Виспарителе происходит передача тепла от охлаждаемого объекта к

испаряющемуся (кипящему) холодильному агенту (фреону). Из смесительной камеры воздух с температурой tсм, 0С, охлаждается в испарителе кондиционера до температуры tп, 0С, проходя вдоль трубок, в которых кипит фреон. Итак,

первый теплоноситель в теплообменнике (испарителе) – воздух, который охлаждается, второй – кипящий фреон.

Испаритель представляет собой теплообменный аппарат, состоящий из труб, изогнутых в виде змеевика, в которых «течет» холодильный агент

(фреон). По принципу действия испаритель аналогичен конденсатору.

Исходные данные для расчета:

-Теоретический холодильный коэффициент εТ =0,88

-Коэффициент теплопередачи испарителя, k=22 Вт/м2К,

-Холодопроизводительность кондиционера, Qконд= 2320 Вт,

-Температура кипения фреона tкип=40С

-Температура точки смеси tсм =28 0С

-Температура точки притока tп = 20 0С

1) Рассмотрим схемы движения теплоносителей (воздух-фреон) в

испарителе для трех следующих способов:

Прямоток, противоток, перекрестный ток

Используя конкретные значения изменения начальных и конечных температур воздуха и фреона построили схемы изменения температур рабочих теплоносителей при прямотоке и противотоке для испарителя:

t1/ - начальная температура первого теплоносителя – воздуха

(температура точки смеси tсм, 0С)

21

t1// - конечная температура первого теплоносителя – воздуха

(температура точки притока tп, 0С)

t2/ - начальная температура второго теплоносителя – фреона

(температура точки кипения фреона)

t2// - конечная температура второго теплоносителя – фреона (температура точки кипения фреона)

22

2) Определили по каждой схеме, tб и tм и рассчитали по формуле средний логарифмический температурный напор для каждой схемы

(прямоток, противоток):

(21)

̅	б − м				б − м
=				=			, ̊
		б			2,3	б
		м				м

Рассчитали для прямотока, противотока:

̅	24 − 16			= 19,753 ̊
		24
=
		16
̅	24 − 16			= 19,753 ̊
		24
=
		16

3) Определили площадь поверхности испарителя по формуле, м2:

(22)

= конд

+ 1 , м2

испар

̅̅̅

=

2320

0,88 + 1

= 13,626 м2

испар

22 19,753

0,88

Так как мы приняли начальную и конечную температуру первого теплоносителя – фреона – одинаковой, и соответственно получили одинаковые температурные напоры и площади поверхности испарителя, то выбор схемы движения в испарители не принципиален.

23

6.2 Конструкторский расчет конденсатора

Конденсатор холодильного агрегата является теплообменным аппаратом, в котором хладагент (фреон) отдает тепло окружающей среде.

Пары хладагента, охлаждаясь до температуры конденсации переходят в жидкое состояние. Конденсатор представляет собой трубопровод, изогнутый в виде змеевика, внутри которого двигаются пары фреона. Змеевик охлаждается снаружи окружающим воздухом, который подается с помощью вентилятора. Итак, первый теплоноситель в теплообменнике (конденсаторе) –

пары фреона, которые охлаждаются, второй – наружный воздух.

Исходные данные для расчета:

-Теоретический холодильный коэффициент εТ =0,88

-Коэффициент теплопередачи конденсатора, k = 31 Вт/м2К

-Холодопроизводительность кондиционера, Qконд=2320 Вт,

-Температура конденсации паров фреона, tкон = 530С

-Температура наружного воздуха tн = 35 0С

1)Разработатли схемы движения теплоносителей (наружный воздух

-пары фреона) в конденсаторе для трех следующих способов:

Прямоток, противоток,

перекрестный ток

Используя конкретные значения изменения начальных и конечных температур наружного воздуха и фреона построили схемы изменения температур рабочих теплоносителей при прямотоке и противотоке для конденсатора:

t1/ - начальная температура первого теплоносителя – фреона

(температура конденсации паров фреона на входе в конденсатор)

t1// - конечная температура первого теплоносителя – фреона

(температура конденсации паров фреона на выходе из конденсатора)

24

t2/ - начальная температура второго теплоносителя – воздуха

(температура наружного воздуха на входе в конденсатор, tн, 0С)

t2// - конечная температура второго теплоносителя – воздуха

(температура наружного воздуха на выходе из конденсатора, (tн+8 0С))

Определили по каждой схеме, tб и tм и рассчитали по формуле средний логарифмический температурный напор для каждой схемы (прямоток,

противоток):
							(23)
̅	б − м				б − м
=				=			, ̊
		б			2,3	б
		м				м

Рассчитали для прямотока, противотока:

25

̅	18 − 10			= 13,626 ̊
		18
=
		10
̅	18 − 10			= 13,626 ̊
		18
=
		10

3) Определили площадь поверхности испарителя по формуле, м2:

(24)

= конд

+ 1 , м2

испар

̅̅̅

=

2320

0,88 + 1

= 11,734 м2

испар

31 13,626

0,88

Так как мы приняли начальную и конечную температуру первого теплоносителя – фреона – одинаковой, и соответственно получили одинаковые температурные напоры и площади поверхности конденсатора, то выбор схемы движения в конденсаторе не принципиален.

26

7.ПРИЛОЖЕНИЕ 1

I-d диаграмма влажного воздуха

I-d диаграмма влажного воздуха

27

8.ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Характеристики установок систем кондиционирования воздуха для кабин локомотивов

	Марка кон-		производ	холодопроизв	Производител	хладаген	Конденсатор		Испаритель
	диционера		итель	одительность,	ьность по	т
							Темпера	Коэфф.	Темпера	Коэфф.
				Qконд, кВт	воздуху, L		конденса	теплопер	кипения	теплопер
					м3/ч		ции	ед.	0С	ед.
							0С	Вт/м2К		Вт/м2К
1.УКВ – 4,5			Россия	4,5	600	R134a	55	33	5	35
2. ACR DA8			ФРГ	7,0	1100	R134a	55	35	4	35
3.	HKL 307		ФРГ	4,8	900	R134a	55	37	5	34
4.	HKL 306		ФРГ	4,5	900	R134a	55	38	3	31
5.	HKL 302		ФРГ	3,5	600	R134a	54	40	1	32
6.	SR 152		Австрия	6,5	600	R134a	53	39	0	35
7.	КАТ 2000		Австрия	5,0	500	R134a	55	37	1	34
8.	EMG 312		Австрия	3,6	450	R134a	54	35	0	31
9.	КЖ-0,5		Россия	3,0	500	R22	54	33	3	30
10.		КТГ-Э1-У1	Украина	2,44	400	R22	54	32	-1,5	25
11.		КТА2-0,5Э	Украина	2,32	400	R22	53	31	4	22
12.		КТА-08Г	Украина	3,72	1000	R22	53	30	-1	20
13. RVE-VKE			ФРГ	4,65	800	R22	56	30	5	21
14.		CHKL-1(5)	ФРГ	5,82	1300	R22	56	34	5	26
15.		HVAC-221	США	8,7	1500	R22	55	35	5	27
16 ККМЭ-3,8			Россия	3,8	450	R22	55	30	4	28

28

9.Список литературы

1.Ю.П. Сидоров, Т.В. Гаранина, Е.В. Тимошенкова

Системы обеспечения микроклимата на объектах железнодорожного транспорта учебник для студ., обуч. по напр. "Техносферная безопасность",

М.: ФГБОУ "УМЦ ЖДТ", 2015. - 260 с.: ил. - Библиогр.: с. 254, НТБ МИИТ

656.2 С34

2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи М., «Энергия», 1977, 344с.

3. Бушуйкин Ю.Б. Кондиционирование воздуха в кабинах локомотивов. М.:

Траспорт, 1970, 81 с. (Труды ВНИИЖТ; Вып. 411)

4. Зворыкин М.Л., Черкез В.М. Установки кондиционирования воздуха и холодильники пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1969. 264 с.

5. Кондиционирования воздуха в пассажирских вагонах и на локомотивах /

М.Г. Маханько, Ю.П. Сидоров, А. Хенач, М. Шмидт. М.: Транспорт, 1981, 254

с.

6. Сидоров Ю.П. Основы кондиционирования воздуха на предприятиях железнодорожного транспорта и в подвижном составе. М.: Транспорт, 1984. – 208 с.

7 Староверова. М.: Стройиздат Внутренние санитарно-технические устройства. Справочник проектировщика по редакцией И.Г.. 1990.

8. СП 2.5.1336-03 Санитарные правила по проектированию, изготовлению и реконструкции локомотивов и специального подвижного состава железнодорожного транспорта

29