- •Лабораторный практикум по холодильному оборудованию
- •Содержание
- •Теоретические основы функционирования холодильной машины
- •Лабораторная работа № 1 «Исследование температурных режимов и теплопереноса в теплообменных аппаратах холодильной машины»
- •Лабораторная работа № 2 «Исследование давлений в теплообменных аппаратах холодильной машины»
- •Результаты наблюдений
- •Лабораторная работа № 3 «Анализ изменения удельного расхода электроэнергии и коэффициента рабочего времени холодильной машины»
- •Лабораторная работа № 4 «Расчет холодопроизводительности испарителя холодильной машины»
- •Лабораторная работа № 5 «Расчет холодопроизводительности конденсатора холодильной машины»
Лабораторная работа № 5 «Расчет холодопроизводительности конденсатора холодильной машины»
Конденсатор – теплообменный аппарат, в котором пары холодильного агента высокого давления, охлаждаясь до температуры его конденсации, переходят в жидкое состояние.
При работе компрессора сжатые в его цилиндре перегретые пары хладагента поступают в конденсатор с температурой примерно на 30-40С выше температуры охлаждающей среды. Выход из конденсатора ограничен малой пропускной способностью регулирующего вентиля, давление паров хладагента в конденсаторе постепенно повышается. Происходит насыщение паров и постоянная их конденсация. Температура конденсации будет повышаться до тех пор, пока разность температур конденсирующегося хладагента и охлаждающей среды не станет достаточной для передачи охлаждающей среде тепла, которое передается в конденсатор из испарителя и компрессора.
При установившейся работе холодильной машины температура конденсации устанавливается примерно на 10-15С выше температуры охлаждающей среды, а давление конденсации соответствует давлению насыщенных паров хладагента при этой температуре.
Работа выполняется в следующем порядке.
Составить чертёж (эскиз) конденсатора с необходимыми размерами. Составить схему работы конденсатора с указанием мест и размеров сечения подвода пара и отвода жидкого рабочего тела.
Вычислить площади внутренней и наружной поверхностей конденсатора, объём внутренней полости конденсатора и массу рабочего тела, находящегося в конденсаторе при температуре и давлении конденсации.
Вычислить холодопроизводительность конденсатора по исходным данным таблицы 5.
Теплопередача через стенки конденсатора осуществляется за счёт теплопроводности. Поэтому производительность конденсатора определяют по основному уравнению теплопередачи
или
где – производительность конденсатора, Вт; – площадь поверхности конденсатора, м2; – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К); – средняя логарифмическая разность между температурой конденсации хладагента и температурой охлаждающей среды, К.
Коэффициент теплопередачи является обратной величиной полному тепловому сопротивлению стенки R.
, (38)
где – коэффициент теплоотдачи от конденсатора к охлаждающему воздуху, Вт/(м2К); – коэффициент теплоотдачи от тёплой среды (рабочего тела) к конденсатору, Вт/(м2К); – коэффициент теплопроводности материала конденсатора, Вт/(м2К); – отношение наружной площади к внутренней (коэффициент оребрения).
Вычислить количество циркулирующего в конденсаторе рабочего тела
, (39)
где – энтальпия пара после компрессора; – энтальпия сконденсированной жидкости, кДж/кг.
Таблица 5
Исходные данные и результаты расчетов
Вариант |
Рабочее тело |
tк конденсации |
tв воздуха |
Fн |
Fв |
k |
Qk |
i1 |
i3 |
G
|
°С |
°С |
м2 |
м2 |
Вт/м2 К |
Вт |
кДж/кг |
кДж/кг |
кг/сек |
||
1/2 |
12/22 |
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3/4 |
12/22 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5/6 |
12/22 |
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7/8 |
12/22 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9/10 |
12/22 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11/12 |
12/22 |
42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: – постоянны, находятся измерением и вычислением; – находятся по таблицам термодинамических свойств для R12 или R22; – находятся вычислением; – для всех вариантов при 60°С.