Файл: Произвести калорический расчёт и массовый расход хладагента для проекта производственного холодильника для мясокомбината.docx
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 93
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, м где:
V – объемный расход жидкости, м3/с
ω – средняя скорость в сечении, м/с
Значением средней скорости задаюсь по [10]. Для труб диаметром больше 100 м табличные значения скорости увеличиваю на 30 %. В циркуляционной системе движение рабочего тела происходит под действием разности давлений нагнетания и всасывания. Рабочее тело движется от точек системы с большим давлением к точкам с меньшим. При движении по системе любой среды происходят потери давления: на трение о стенки трубы
Ртр и в местных сопротивлениях Рм.с (повороты, задвижки, ответвления, перемена сечения трубопроводов и др.).
Потери давления на трение
Ртр=(λтр/d)(ρω2/2)l, Па/м где:
λтр – коэффициент трения, значение которого зависит от шероховатости трубы и режима течения, который, в свою очередь, характеризуется числом Rе (число Рейнольдса). ρω2/2 – динамическое (скоростное) давление,
Па Rе= ωdвнρ/μ
где: μ – динамическая вязкость, Пас
l – длина трубы, м
λтр= 0,11(k/dвн+64/Rе)0,25
k – шероховатость труб, значение которой принимаю 0,06 для новых стальных труб.
Потери давления в местных сопротивлениях Рм.с (в Па), определяю по формуле [10].
Рм.с=∑ξм(ρω2/2), Па
где:
ξм – коэффициент местного сопротивления.
Полная потеря давления на участке трубопровода.
Результаты расчетов сведены в таблицу:
Подбор ресивера.
Выпускают ресиверы двух типов: горизонтальные РД и вертикальные РДВ. Ресиверы РД могут быть использованы в качестве циркуляционных, защитных или дренажных.
При использовании горизонтального ресивера в качестве защитного или циркуляционного, его устанавливают вместе с отделителем жидкости, соединяя оба аппарата трубопроводами.
Требуемый объем линейных ресиверов при условии их заполнения не более чем на 80%. Ресивер был подобран по методике компании Bitzer. По представленному в каталоге графику по холодопроизводительности машины был подобран горизонтальный ресивер типа F062H (Bitzer).
Горизонтальный ресивер хладагента R404a F062H:
Объем V=6,8 дм3;
Максимальное наполнение хладагентом – 6,5 кг;
Вес – 7,5 кг;
Входной патрубок dвх=12 мм;
Выходной патрубок dвых=10 мм.
2.2.2 ПОДБОР ВСПОМОГАТТЕЛЬНО ОБОРУДОВАНИЯ
Подбор маслоотделителя.
Маслоотделитель типа OUB предназначен для использования в холодильных установках, в которых масло при всех условиях эксплуатации должно возвращаться в масляный картер компрессора.
При применении маслоотделителя масло не циркулирует с хладагентом по всей системе охлаждения.
Маслоотделитель обеспечивает возврат масла в компрессор, предотвращает выход компрессора из строя из-за недостатка смазки, увеличивает срок службы компрессора.
Высокая эффективность, связанная с уменьшением скорости потока, изменением направления течения масла, отделением масла при высокой температуре и автоматическим возвратом масла в картер компрессора.
Маслоотделитель защищает компрессор от гидравлического удара, повышает производительность конденсатора и испарителя (из-за отсутствия мест скопления масла), участвует в демпфирование пульсаций и поглощение шумов на стороне высокого давления холодильной установки.
Для расчета маслоотделителя, исходными данными были взяты холодопроизводительность и масса фреона в системе.
Эффективная работа маслоотделителя OUB связана с:
- изменением скорости и направления течения поступающей смеси масла и хладагента,
- сбором, отделением и фильтрацией масла,
- хранением сепарированного масла при высокой температуре, предотвращающей поглощение хладагента.
Рис. Конструкция маслоотделителя OUB
1. Поплавок
2. Масляный резервуар
3. Игольчатый клапан
7. Клапанный узел
8. Штуцер для подсоединения к линии возврата масла (6 мм под пайку)
10. Ниппель штуцера
12. Штуцер для входа паров хладагента
13. Штуцер для выхода паров хладагента
15. Маслосборник
17. Монтажный кронштейн
Принцип работы:
Пары хладагента поступают в маслоотделитель через входной штуцер (12). Масло, содержащееся в хладагенте, отделяется от последнего в результате изменения скорости и направления течения в маслосборнике (15), который работает также как масляный фильтр. Когда пары перегретого хладагента обтекают масляный резервуар (2), их степень перегрева несколько уменьшается. При этом масляный резервуар приобретает достаточно высокую температуру, и сепарированное масло хранится в нагретом состоянии, при котором содержание в нем растворенного хладагента настолько низкое, насколько это возможно. Тем самым предотвращается попадание хладагента в масляный картер компрессора, где он может вскипеть. Поплавок (1) открывает игольчатый клапан (3) в зависимости от количества масла в резервуаре, а давление конденсации заставляет масло поступать обратно в картер компрессора, таким образом, обеспечивая его автоматический возврат в компрессор.
Подбор фильтра осушителя верхнего каскада
Фильтры-осушители жидкости предназначены для защиты холодильных установок и систем кондиционирования воздуха от влаги, кислот и твердых включений. После удаления этих составляющих системы не будут подвергаться вредному воздействию химических веществ и абразивных частиц.
Фильтры-осушители типа DML с твердым сердечником из «молекулярного сита» наиболее подходят для систем с гидрофторуглеродными (ГФУ) хладагентами и полиэфирным (РОЕ) или полиалкиловым (PAG) маслами. Эти фильтры предназначены для установок, требующих высокой степени осушения хладагента, и могут использоваться с компрессорами любых типов. Благодаря тому, что эти фильтры не содержат активированного алюминия, они не оказывают влияния на масляные присадки. Выбираем размер фильтра, исходя из производительности установки и количества влаги в хладагенте. Вес хладагента R404а, заправленного в систему, составляет 8 кг при температуре tl = 240С.
Чтобы высушить 8 кг хладагента при температуре tl = 240С с понижением влагосодержания от 1020 до 30 ppm, необходимо использовать фильтр DML 033s.Холодопроизводительность системы Qкв = 2,465 кВт.
Рис. Конструкция фильтра DML 033s:
1. Входной штуцер
2. Пружина
3. Твердый сердечник
4. Прокладка из полиэстера
5. Перфорированная пластина
6. Герметичный колпачок штуцера под бортовку
7. Герметичный колпачок штуцера под пайку
Подбор терморегулируюшего вентиля.
Терморегулирующий вентиль подобран по каталогам компании Danfoss.
Исходные данные: Нагрузка на ТРВ нижнего каскада, кВт 2,465
Температура кипения R404a, 0С -39
Разность давлений на ТРВ, бар 10
По исходным данным подходит клапан TES2-1.7
Подбор клапана регулятора давления конденсации и клапана перепада давления.
Клапан регулятора давления конденсации и клапана перепада давления подбирается по каталогам компании Danfoss. Клапаны регуляторы KVR и NRD используются для поддержания постоянного и достаточно высокого давления в конденсаторе и ресивере холодильных установок и систем кондиционирования с конденсаторами воздушного охлаждения.
Преимущества
???? Точное регулирование давления с возможностью перенастройки.
???? Широкий диапазон производительности и рабочих характеристик.
???? Устройство гашения пульсаций.
???? Сильфон из нержавеющей стали.
???? Компактная угловая конструкция корпуса, удобная для монтажа в любом положении.
???? Паяный герметичный корпус. Клапан KVR определяется по холодопроизводительности и температуре конденсации.
Клапан регулятор KVR открывается при возрастании давления на входе, т.е. когда давление в конденсаторе достигает давления на стройки (уставки). Степень открытия регулятора зависит только от входного давления. Изменение давления на выходе из регулятора не оказывает влияния на его работу, т.к. регулятор KVR снабжен уравновешивающим сильфоном (6).
Эффективная площадь этого сильфона соответствует площади посадочного седла регулятора. Регулятор KVR также снабжен эффективным демпфирующим устройством (9), сглаживающим пульсации давления, которые обычно возникают в холодильных установках. Демпфирующее устройство помогает продлить срок службы регулятора, не ухудшая точности регулирования.
V – объемный расход жидкости, м3/с
ω – средняя скорость в сечении, м/с
Значением средней скорости задаюсь по [10]. Для труб диаметром больше 100 м табличные значения скорости увеличиваю на 30 %. В циркуляционной системе движение рабочего тела происходит под действием разности давлений нагнетания и всасывания. Рабочее тело движется от точек системы с большим давлением к точкам с меньшим. При движении по системе любой среды происходят потери давления: на трение о стенки трубы
Ртр и в местных сопротивлениях Рм.с (повороты, задвижки, ответвления, перемена сечения трубопроводов и др.).Потери давления на трение
Ртр=(λтр/d)(ρω2/2)l, Па/м где:λтр – коэффициент трения, значение которого зависит от шероховатости трубы и режима течения, который, в свою очередь, характеризуется числом Rе (число Рейнольдса). ρω2/2 – динамическое (скоростное) давление,
Па Rе= ωdвнρ/μ
где: μ – динамическая вязкость, Пас
l – длина трубы, м
λтр= 0,11(k/dвн+64/Rе)0,25
k – шероховатость труб, значение которой принимаю 0,06 для новых стальных труб.Потери давления в местных сопротивлениях
Рм.с (в Па), определяю по формуле [10]. Рм.с=∑ξм(ρω2/2), Пагде:
ξм – коэффициент местного сопротивления.
Полная потеря давления на участке трубопровода.
-
Р= Рм.с+ Ртр, Па
Результаты расчетов сведены в таблицу:
| Название трубопровода | | Массовый расход, Ga, кг/с | Плотность вещ-ва, ρ | Удельный объем, va, м3/кг | Обьемный расход, Va, м3/с |
| нагнетательный трубопровод | 1 | 0,02361 | 73,67568 | 0,013573 | 0,0003205 |
| всасывающий трубопровод | 2 | 0,02361 | 6,6348195 | 0,15072 | 0,0035585 |
| жидкостной трубопровод до ресивера | 3 | 0,02361 | 982,7044 | 0,0010176 | 0,0000240 |
| жидкостной трубопровод после ресивира | 4 | 0,02361 | 982,7044 | 0,0010176 | 0,0000240 |
| | Скорость вещ-ва, ω, м2/с | Диаметр внутренний, Dвн.рас., м | Диаметр фактический, Dфак, м | Скорость вещ-ва фактич., ωфак, м2/с | Длина трубы, м | Отвод 90 | Внезапное расширение | Внезапное сужение | Вентиль | Потери давления общие, ΔP, МПа |
| 1 | 6 | 0,008 | 0,01 | 4,08 | 10 | 8 | 5 | 5 | 1 | 0,025691767 |
| 2 | 18 | 0,016 | 0,016 | 17,71 | 2 | 3 | 3 | 4 | 2 | 0,027435071 |
| 3 | 0,45 | 0,008 | 0,008 | 0,48 | 2 | 5 | 4 | 3 | 3 | 0,01537746 |
| 4 | 0,5 | 0,008 | 0,01 | 0,31 | 10 | 3 | 3 | 1 | 2 | 0,007409667 |
Подбор ресивера.Выпускают ресиверы двух типов: горизонтальные РД и вертикальные РДВ. Ресиверы РД могут быть использованы в качестве циркуляционных, защитных или дренажных.
При использовании горизонтального ресивера в качестве защитного или циркуляционного, его устанавливают вместе с отделителем жидкости, соединяя оба аппарата трубопроводами.
Требуемый объем линейных ресиверов при условии их заполнения не более чем на 80%. Ресивер был подобран по методике компании Bitzer. По представленному в каталоге графику по холодопроизводительности машины был подобран горизонтальный ресивер типа F062H (Bitzer).
Горизонтальный ресивер хладагента R404a F062H:
Объем V=6,8 дм3;
Максимальное наполнение хладагентом – 6,5 кг;
Вес – 7,5 кг;
Входной патрубок dвх=12 мм;
Выходной патрубок dвых=10 мм.
2.2.2 ПОДБОР ВСПОМОГАТТЕЛЬНО ОБОРУДОВАНИЯ
Подбор маслоотделителя.
Маслоотделитель типа OUB предназначен для использования в холодильных установках, в которых масло при всех условиях эксплуатации должно возвращаться в масляный картер компрессора.
При применении маслоотделителя масло не циркулирует с хладагентом по всей системе охлаждения.
Маслоотделитель обеспечивает возврат масла в компрессор, предотвращает выход компрессора из строя из-за недостатка смазки, увеличивает срок службы компрессора.
Высокая эффективность, связанная с уменьшением скорости потока, изменением направления течения масла, отделением масла при высокой температуре и автоматическим возвратом масла в картер компрессора.Маслоотделитель защищает компрессор от гидравлического удара, повышает производительность конденсатора и испарителя (из-за отсутствия мест скопления масла), участвует в демпфирование пульсаций и поглощение шумов на стороне высокого давления холодильной установки.
Для расчета маслоотделителя, исходными данными были взяты холодопроизводительность и масса фреона в системе.
Эффективная работа маслоотделителя OUB связана с:
- изменением скорости и направления течения поступающей смеси масла и хладагента,
- сбором, отделением и фильтрацией масла,
- хранением сепарированного масла при высокой температуре, предотвращающей поглощение хладагента.
Рис. Конструкция маслоотделителя OUB
1. Поплавок
2. Масляный резервуар
3. Игольчатый клапан
7. Клапанный узел
8. Штуцер для подсоединения к линии возврата масла (6 мм под пайку)
10. Ниппель штуцера
12. Штуцер для входа паров хладагента
13. Штуцер для выхода паров хладагента
15. Маслосборник
17. Монтажный кронштейн
Принцип работы:Пары хладагента поступают в маслоотделитель через входной штуцер (12). Масло, содержащееся в хладагенте, отделяется от последнего в результате изменения скорости и направления течения в маслосборнике (15), который работает также как масляный фильтр. Когда пары перегретого хладагента обтекают масляный резервуар (2), их степень перегрева несколько уменьшается. При этом масляный резервуар приобретает достаточно высокую температуру, и сепарированное масло хранится в нагретом состоянии, при котором содержание в нем растворенного хладагента настолько низкое, насколько это возможно. Тем самым предотвращается попадание хладагента в масляный картер компрессора, где он может вскипеть. Поплавок (1) открывает игольчатый клапан (3) в зависимости от количества масла в резервуаре, а давление конденсации заставляет масло поступать обратно в картер компрессора, таким образом, обеспечивая его автоматический возврат в компрессор.
Подбор фильтра осушителя верхнего каскадаФильтры-осушители жидкости предназначены для защиты холодильных установок и систем кондиционирования воздуха от влаги, кислот и твердых включений. После удаления этих составляющих системы не будут подвергаться вредному воздействию химических веществ и абразивных частиц.
Фильтры-осушители типа DML с твердым сердечником из «молекулярного сита» наиболее подходят для систем с гидрофторуглеродными (ГФУ) хладагентами и полиэфирным (РОЕ) или полиалкиловым (PAG) маслами. Эти фильтры предназначены для установок, требующих высокой степени осушения хладагента, и могут использоваться с компрессорами любых типов. Благодаря тому, что эти фильтры не содержат активированного алюминия, они не оказывают влияния на масляные присадки. Выбираем размер фильтра, исходя из производительности установки и количества влаги в хладагенте. Вес хладагента R404а, заправленного в систему, составляет 8 кг при температуре tl = 240С.
Чтобы высушить 8 кг хладагента при температуре tl = 240С с понижением влагосодержания от 1020 до 30 ppm, необходимо использовать фильтр DML 033s.Холодопроизводительность системы Qкв = 2,465 кВт.
Рис. Конструкция фильтра DML 033s:
1. Входной штуцер2. Пружина
3. Твердый сердечник
4. Прокладка из полиэстера
5. Перфорированная пластина
6. Герметичный колпачок штуцера под бортовку
7. Герметичный колпачок штуцера под пайку
Подбор терморегулируюшего вентиля.
Терморегулирующий вентиль подобран по каталогам компании Danfoss.
Исходные данные: Нагрузка на ТРВ нижнего каскада, кВт 2,465
Температура кипения R404a, 0С -39
Разность давлений на ТРВ, бар 10
По исходным данным подходит клапан TES2-1.7
Подбор клапана регулятора давления конденсации и клапана перепада давления.
Клапан регулятора давления конденсации и клапана перепада давления подбирается по каталогам компании Danfoss. Клапаны регуляторы KVR и NRD используются для поддержания постоянного и достаточно высокого давления в конденсаторе и ресивере холодильных установок и систем кондиционирования с конденсаторами воздушного охлаждения.
Преимущества
???? Точное регулирование давления с возможностью перенастройки.
???? Широкий диапазон производительности и рабочих характеристик.
???? Устройство гашения пульсаций.
???? Сильфон из нержавеющей стали.
???? Компактная угловая конструкция корпуса, удобная для монтажа в любом положении.
???? Паяный герметичный корпус. Клапан KVR определяется по холодопроизводительности и температуре конденсации.
 | |
Клапан регулятор KVR открывается при возрастании давления на входе, т.е. когда давление в конденсаторе достигает давления на стройки (уставки). Степень открытия регулятора зависит только от входного давления. Изменение давления на выходе из регулятора не оказывает влияния на его работу, т.к. регулятор KVR снабжен уравновешивающим сильфоном (6). Эффективная площадь этого сильфона соответствует площади посадочного седла регулятора. Регулятор KVR также снабжен эффективным демпфирующим устройством (9), сглаживающим пульсации давления, которые обычно возникают в холодильных установках. Демпфирующее устройство помогает продлить срок службы регулятора, не ухудшая точности регулирования.