Смекни!
smekni.com

Енергохолодильні системи вагонів та їх технічне обслуговування (стр. 5 из 6)

· кількість холодоагенту, що циркулює в системі, кг/год

, (5.3)

де Q0 – холодопродуктивність однієї холодильної машини;

· питомий об¢єм холодоагенту на вході в компресор vха.1, м3/годвизначаємо по діаграмі (ізохора, яка проходить через точку 1). vха.1 = 0,083 м3/год.

· об¢єм холодоагенту, що всмоктується в компресор в одиницю часу, м3/год

Vхаха* vха1 (5.4)

Vха=419,14*0,083=34,8 м3/год

· питома робота стиску в компресорі, кдж/кг

lк=i1-i2 (5.5)

lк=553-580= - 27 кДж/кг

· холодильний коефіцієнт

(5.6)

· корисна потужність приводу компресора, кВт

(5.6)

· питоме теплове навантаження на конденсатор та переохолоджувач

qк= i2-i3 (кдж/кг) (5.7)

qк= 580-432=148 кдж/кг

7. Вибір компресора та визначення енергетичних коефіцієнтів

В попередньому розділі було знайдено фактичну величину об¢єму холодоагенту, що всмоктується в компресор в одиницю часу - Vха. Теоретичний об¢єм повинен бути більшим, (щоб врахувати втрати під час роботи під час роботи компресора). Для цього запроваджують ряд робочих коефіцієнтів, що відображають факти, невраховані для теоретичного циклу компресора.

Об'ємний коефіцієнт lс, що є основним з усіх коефіцієнтів, являє собою відношення об'єму засмоктуваної пари до об'єму, що описується поршнем у циліндрі.

Значення об¢ємного коефіцієнта низькі і залежать від умов роботи компресора. Основним фактором, що визначає значення коефіцієнта, є величина шкідливого простору, який складає 2¸5% обсягу циліндра компресора.

Найчастіше об¢ємний коефіцієнт обчислюють за формулою

lс=1-C´[

-1], (7.1)

де С - відносна величина шкідливого простору (залежно від величини та типу компресора вона складатиме С=0,02¸0,05). Значення показника політропи m для хладонових 1,0 компресорів . Pk, P0 – тиск конденсації та кипіння холодоагенту.

lс=1-0,04* [

-1]=0,84

Коефіцієнт дроселювання lдр враховує об¢ємні втрати, що викликані опором у всмоктувальному та нагнітальному клапанах.

Для температури кипіння до -30°С приймають lдр=0,93¸0,97.

Коефіцієнт підігріву характеризує вплив теплообміну пари зі стінками циліндра, поршнем і клапанами. Із збільшенням міри стиску теплообмін зростає, а з підвищенням швидкості обертання вала зменшується, що сприяє підвищенню коефіцієнта підігріву lп. Останній можна приблизно визначити за формулою

(7.2)

де Т0 і Тк - відповідно температура кипіння та конденсації в 0К.

Коефіцієнт щільності враховує пропуск холодоагенту через нещільності у поршневих кільцях і клапанах. Його приймають рівним 0,96¸0,98.

Сумарний коефіцієнт подачі компресора дає загальну оцінку втрат дійсного компресора та являє собою твір:

l=lс´lдр´lп´lщіл (7.3)

l=0,84*0,95*0,84*0,97=0,65

Холодопродуктивність та необхідна потужність компресора залежать від температур кипіння, конденсації і переохолодження. Тому порівняння машин за холодопродуктивністю проводять на певних температурних умовах (так званих стандартних умовах). Для хладону-12 вони такі:

· температура кипіння -15°С;

· температура всмоктування пари +15°С;

· температура конденсації +30°С;

· температура переохолодження +25°С.

Для вибору компресора необхідно робочу холодопродуктивність брутто при заданих температурних умовах перерахувати на стандартну холодопродуктивність за формулою

, (7.4)

де Q0ст, Q0роб – холодопродуктивність відповідно при стандартних і робочих умовах, кДж/год;

- питома холодопродуктивність 1 м3 холодоагенту у стандартних умовах, кДж/кг;

, (7.5)

де i1, i4 –ентальпія у точках 1 та 4 для стандартного циклу;

- питомий об’єм холодоагенту на вході у компресор при стандартних умовах, м3/кг;

;

- питома холодопродуктивність 1 м3 холодоагенту у робочих умовах;

, (7.6)

де q0 – питома холодопродуктивність 1 кг пари холодильного агенту, кДж/год;

- питомий об’єм холодоагенту на вході у компресор при робочих умовах, м3/кг;

- коефіцієнт подачі компресора при стандартних умовах;

- коефіцієнт подачі компресора при робочих умовах.

lст=lс´lдр´lп´lщіл (7.7)

lс=1-0,02* [

-1]=0,94

lдр=0,94, lщіл =0,96. Отримуємо: l=0,94*0,94*0,84*0,96=0,713

Знаходимо стандартну холодопродуктивність:

За отриманним значенням холодопродуктивності обираємо компресор [5] поршневий 2ФВ-6.5 марки АКВ2ФВ-5В (ИФ-56), який має такі параметри: Qст=3000 ккал/год=12560,4 кДж/год; два циліндри, хід поршня 50 мм, діаметр циліндра 67,5 мм, кількість оборотів 650 об/хв,об’єм описуємий поршнем13,8 м3/год, потребляє потужність 1,08 кВт, габаритні розміри L=920 мм, В=560 мм, H=600 мм, хладоагент – Ф-12 10 кг, масло ХФ-12 3 кг, повітряний конденсатор 14 м2.

Дійсна потужність, що споживається компресором, буде більшою, ніж теоретична. Для її обчислення запроваджують поняття індикаторного коефіцієнта корисної дії hi (к.к.д.). Він враховує втрати у роботі стиску 1 кг холодильного агенту в дійсному компресорі у порівнянні з теоретичним. Індикаторний к.к.д. можна визначити за такою формулою:

hi=lп+b´t0 (7.8)

де b - емпіричний коефіцієнт, який дорівнює для хладонових вертикальних компресорів 0,0025.

hi=0,84+0,0025*(-10,5)=0,81

В цьому разі індикаторна потужність компресора визначається як

(7.9)

Повну потужність, витрачену на валу компресора, називають ефективною та визначають з урахуванням механічних втрат, затрачених на подолання тертя у частинах компресора, що рухаються:

Nэ=Ni+Nf, (7.10)

де Nf - потужність, необхідна на подолання опору тертя.

Втрати на тертя у компресорі залежать від якості мастила, правильності монтажу та експлуатації, навантаження на компресор, якості обробки деталей, що можуть тертися. Їх можна обчислити за наступною формулою

Nf=Vh´Pтр ,(7.11)

де Pтр - питомий тиск тертя; для хладонових прямоточних компресорів він знаходиться в межах 39¸59 кН/м2.

Vh – об’єм, що описується поршнями компресора, м3/с (13,8 м3/год=0,00383м3/с).

Nf=0,00383*48=0,184 кВт

Тоді Nэ=3,87+0,184=4,06 кВт

втрати на тертя у рухомих частинах компресора враховує механічний к.к.д. Він виражає відношення індикаторної потужності до ефективної, тобто до потужності, що витрачається на валу компресора

(7.12)

Якщо компресор з¢єднується з двигуном шляхом передачі, то потужність на валу двигуна Nдв буде більше ефективної потужності на величину втрат у передачі та у підшипниках електродвигуна:

, (7.13)

де hп=hпер´hедв. Загальний к.к.д. передачі дорівнює 0,96¸0,99.

8. розрахунок трубопроводів

Трубопроводи для холодильних установок підбирають по внутрішньому діаметру, який визначається за формулою

(8.1)

де Мха - кількість холодоагенту, що прямує по трубопроводу, кг/год;

n - питомий обсяг холодоагенту, м3/г;

v - швидкість руху циркулюючого холодильного агенту, її приймають для хладону:

Напірний трубопровід: