_мо=44,22 °C;

Δt_м – повышение температуры масла в компрессоре, принимается Δt_м =15…45 ^оС.

t^’’_м = 44 + 34 = 78 ^оС.

h₂ = 588 кДж/кг.

Удельный тепловой поток, отводимый от рабочего агента в конденсаторе, кДж/кг:

q_k = h₂ – h₃.

q_k= 588 – 456 = 132 кДж/кг.
Расход рабочего агента, циркулирующего в тепловом насосе, кг/с:

G = Q_к/q_к.

G = 310 / 132 = 2,35 кг/с.
Тепловой поток, отводимый маслом от рабочего агента (тепловая нагрузка маслоохладителя), кВт:

Q_м = G(h^’’₂ – h₂).

Q_м = 2,35·(606 – 588) = 43,03 кВт.
Расход масла, подаваемого в компрессор, м³/кг:

V_м = Q_м/(c_м ρ_м Δt_м),
где с_м, ρ_м – удельная теплоемкость и плотность масла (для условной работы компрессора примем: с_м =2,18 кДж/(кг·К), ρ_м =830 кг/м³).
V_м =43,03 / (2,18 830 30) = 0,000699 м³/кг.
Относительный массовый расход масла, кг/с:

g_м = (V_м ρ_м)/G,

g_м = (0,000699 830) /2,35 = 0,25 кг/с.
С целью проверки правомерности принятого значения повышения температуры масла полученное значение относительного массового расхода масла сравнивается с рекомендуемым значением относительного массового расхода:

g_р = 0,09375 – 0,025ε + 0,02656ε² .

g_р = 0,09375 –0,025 2,17 +0,02656 2,17 ² = 0,24 кг/с.

.

Удельная внутренняя работа компрессора, кДж/кг:

l_i = h^’’₂ – h₁.

---

l_i = 606– 579 = 27 кДж/кг.
Внутренняя мощность компрессора, кВт:

N_i= G l_i.

N_i= 2,35 27 =64,17кВт.
Мощность электродвигателя для привода компрессора, кВт:

N_э = N_i/η_эм,
где η_эм – электромеханический КПД, принимается η_эм = 0,9.

N_э = 64,17 / 0,9 =71,3 кВт.
Действительная объемная производительность компрессора по условиям всасывания, м³/с V = Gν₁.

V = 2,35 0,035 = 0,08 м³/с.

Теоретическая объемная производительность компрессора, м³/с:

V_т = V/λ.
Коэффициент подачи определяется из зависимости:

λ = 0,997 – 0,032ε + 0,002ε² – 0,000078ε³.

λ = 0,997 – 0,032 2,17 + 0,002 2,17 ² – 0,000078 2,17³ = 0,936

V_т=0,08 / 0,936=0,09 м³/с.
Удельный тепловой поток, подводимый к рабочему агенту в испарителе, кДж/кг:

q_и = h₆ – h₅.

q_и = 562 – 439 = 123 кДж/кг.
Тепловая нагрузка испарителя, кВт:

Q_и = G q_и.

Q_и = 2,35 123 = 288,86 кВт.
Тепловая нагрузка регенеративного теплообменника, кВт:
Q_рто = G(h₃ – h₄).

Q_рто = 2,35 (456 - 439) = 39,92 кВт.
Для контроля расчета составляется энергетический баланс установки:

Q_и + N_i = Q_к + Q_м.

288,86 + 64,17=310 + 43,03;
353,03 =353,03. Расхождение составляет 0 %.

Расхождение приходной и расходной частей баланса не должно превышать 8%.

---

Коэффициент трансформации:

φ = (Q_к + Q_м)/N_э.

φ =
Т.к. теоретическая объемная производительность компрессора V_т в результате расчета составила 0,09 м³/с (324 м³/ч), что меньше паспортной производительности равной 602 м³/ч, то компрессор может работать в заданном режиме.

Тепловая нагрузка испарителя теплового насоса, полученная в результате расчета термодинамического цикла и вычисленная в разделе 2, отличается на 4 что не более чем на 6,4 %, что допустимо.

5. Тепловой расчет и подбор теплообменников
В качестве предварительного и разделительного теплообменников применяются водоводяные секционные подогреватели. Подогреватели изготавливаются с длиной трубок 2000 и 4000 мм. Диаметр трубок составляет d_н/d_в = 16/14 мм, материал – латунь. Подогреваемую воду рекомендуется пропускать по трубкам, а греющую воду – по межтрубному пространству. При этом термические линейные удлинения корпуса и трубок выравниваются, облегчается чистка трубок. Средняя скорость воды в межтрубном пространстве составляет w_мт = 0,5…2,5 м/с.

Задачей расчета является определение площади поверхности теплообмена F, выбор типоразмера секции подогревателя, расчет количества секций Z.
5.1.Расчет для предварительного теплообменника
Для скорости воды в межтрубном пространстве w_мт=2,5 м/с оценим площадь проходного сечения межтрубного пространства, м³:

f_мт = V_мт / w_мт.

V_мт = V_нп = 0,023 м³/с;

f_мт = 0,023 / 2,5 = 0,009 м³.
По полученному значению f_мт выбираем типоразмер подогревателя 12-219*4000-Р [1].
Таблица 2

Основные параметры водоводяного секционного подогревателя 12-219*4000-P

Внутренний диаметр корпуса Dв, мм	Число трубок nт	Площадь поверхности нагрева Fс, м2	Площадь проходного сечения, м2
			трубок fт	межтрубного пространства, fмт
207	64	12	0,00985	0,02079

---

Скорость воды в трубках и между трубками, м/с:

w_т = V_т / f_т.

w_мт = V_мт / f_мт.

V_т = V_гв = 0,005 м³/с;

w_т = 0,005 / 0,00985= 0,49 м/с;

w_мт = 0,023 / 0,02079 = 1,1 м/с.
Эквивалентный диаметр межтрубного пространства, мм:

d_э = (D²_в – n_т d²_н)/(D_в + n_т d_н).

d_э = ((207)² – 64 (16)²) / (207 + 64 16) =21,4 мм.

Средняя температура воды в трубках и между трубками, °C:
.


t^'_т = t_хв = 5 °C;

t^''_т = t_пт = 35 °C;

t^'_мт = t_нп = 38 °C;

t^''_мт = t^'_и,1 = 32 °C;

°C;

°C.
Коэффициенты теплоотдачи на поверхностях стенок в трубном и межтрубном пространстве, Вт/(м²·К):
α_т = (1630 + 21∙ – 0,041 ²)∙(w^0,8_т / d^0,2_в ).

α_мт = (1630 + 21∙ – 0,041 ²)∙(w^0,8_мт / d^0,2_э ).
α_т = (1630+21·20 – 0,041·20²)(0,49^0,8 / 0,014^0,2)=2028,1 Вт/(м²·К).

α_мт=(1630+21·35 – 0,041·35²)(1,1^0,8/0,016^0,2)=5415,18 Вт/(м²·К).

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м²

---

·К):

k = β(1/α_мт + δ/λ_м + 1/α_т)^-1,
где β – коэффициент, учитывающий снижение коэффициента теплопередачи из-за наличия накипи и загрязнения поверхности трубок, принимается β = 0,8;

δ – толщина стенки трубки, м;

δ = 0,5(d_н - d_в).

δ =0,5(0,016-0,014)=0,001 м.
λ_м – теплопроводность материала стенок трубок, для латуни принимается λ_м = 105 Вт/(м·К).

к=0,8 ((1/5415,1)+(0,001/105)+(1/2028,1))^-1=1164,04 Вт/м² К.
Средний температурный напор, °C:
,
где ∆t_б , ∆t_м –большая и меньшая крайние разности температур между теплоносителями при противоточной схеме их движения, °С.

Δt_б =32-5=27 °C;

Δt_м=38-35=3 °C;

∆t¯=(27-3)/(ln 27/5)=10,9 ^оС.

Площадь поверхности нагрева подогревателя, м²:

.

F=(600 1000)/(1164,04 10,9)=47,2 м²
_{Число секций подогревателя, шт:}

.

.

---

Смотрите также файлы

• Тесты по изучаемым темам. Для студентов медицинских и фармацевтических вузов.doc

• Сочинение Заступник родной земли.docx

• Кодекс акции Георгиевская лента Акция Георгиевская ленточка.pdf

• Основные методы и направления психотерапии.rtf

• 1. Тепловой расчет двигателя.doc