ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2019
Просмотров: 225
Скачиваний: 1
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет транспорта»
Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство».
Расчётно-графическая работа №2
по дисциплине
«Холодильное оборудование вагонов»
Проверил: Выполнил:
доцент, к.т.н. студент гр. МВ-41
Чернин И. Л. Абрамчик В.В.
2010
Содержание
-
1
Определение температурного режима работы холодильной машины и проверка на число ступеней сжатия хладагента в системе........................
3
2
Построение теоретического холодильного цикла парового компрессорной машины в координатах
и расчёт основных показателей..5
3
Расчёт потребной часовой холодопроизводительности стандартных условий работы холодильной машины........................................................
9
4
Определение энергетических и объёмных коэффициентов и потребляемой мощности привода холодильного компрессора.............................
11
Список литературы...........................................................................................
13
1 Определение температурного режима работы холодильной машины и проверка на число ступеней сжатия хладагента в
системе
Рабочий температурный
режим холодильной машины характеризуется
термическими параметрами состояния
хладагента: температурами испарения
,
конденсации
и
переохлаждения
.
Эти параметры определяются в зависимости
от конкретных значений температуры
наружного воздуха и температуры внутри
вагона-холодильника. Для холодильных
установок непосредственного охлаждения
принимается исходя из следующих формул
|
|
(1) |
,|
где |
|
- |
температура внутри вагона, принимаем из задания равным -14°С; |
|
|
|
- |
температурами испарения, °С; |
|
|
|
- |
температурный промежуток, °С. |
Отсюда
|
|
|
°С.
Температуру
конденсации
выразим
из выражения
|
|
(2) |
,|
где |
|
- |
температура наружного воздуха, принимаем из задания равным +24°С; |
|
|
|
- |
температурный промежуток, °С. |
Тогда
|
|
|
°С.
Температуру
переохлаждения
выразим из выражения
|
|
(3) |
,|
где |
|
- |
температурный промежуток, °С. |
Отсюда
|
|
|
°С.
Согласно полученным
температурам из таблицы 10 [1], принимаем
давление испарения интерполируя
МПа
и давления конденсации
МПа.
Согласно ГОСТ одноступенчатое сжатие осуществляется при выполнение условий системы
|
|
(4) |
|
|
|
Таким образам принимаем одноступенчатое сжатие.
2
Построение теоретического холодильного
цикла парового компрессорной машины в
координатах
и расчёт основных показателей
Исходными
данными для построение холодильного
цикла являются: температура
°С
и давление
МПа
испарения, температура
°С
и давление
МПа конденсации, температура переохлаждения
°С
и охлаждающая способность холодильной
машины
Вт.
На диаграмме
строим эскиз
холодильного цикла, который представим
виде рисунка 1
Рисунок 1 - Эскиз холодильного цикла
Из полученного цикла получаем следующие значения энтальпий, которые для удобства сведём в таблицу 1
Таблица 1 - Значения энтальпий из холодильного цикла
|
Параметр |
Значение |
|
Энтальпия в точки
1
|
543 |
|
Энтальпия в точки
2
|
577 |
|
Энтальпия в точки
3
|
419 |
|
Энтальпия в точки
4
|
415 |
,
,
,
,
Исходя из полученных данных определим основные показатели цикла:
1) Удельная
(массовая) холодопроизводительность
хладагента
,
определяется по формуле
|
|
(4) |
.Отсюда
|
|
|
2) Удельная теплота
сжатия паров в компрессоре
,
определяется по формуле
|
|
(5) |
.Отсюда
|
|
|
3) Удельная теплота
конденсации
,
определяется по формуле
|
|
(6) |
.Отсюда
|
|
|
4) Удельная теплота
при охлаждении
,
определяется по формуле
|
|
(7) |
.Отсюда
|
|
|
.5) Для проверки произведём расчёт теплового баланса по формуле
|
|
(8) |
.Тогда из этого выражения получаем
|
|
|
|
|
|
условия теплового баланса выполняются.
6) Холодильный
коэффициент цикла
,
определяется по формуле
|
|
(9) |
.Тогда
|
|
|
.
7) Определим
массовый расход
,
по
формуле
|
|
(10) |
.Тогда
|
|
|
8) Определим объёмную холодопроизводительность из зависимости
|
|
(11) |
,|
где |
|
- |
удельный объём,
взятый из эскиза цикла,
|
.
Отсюда
|
|
|
9) Определим объём
пара, всасываемого компрессором за час
работы
,
по формуле
|
|
(12) |
.Тогда по формуле 12 получаем
|
|
|
.
10) Теоретическая
мощность
,
кВт, требуемая для сжатия пара определяется
по формуле
|
|
(13) |
.Отсюда
|
|
|
кВт.11) Часовой количество теплоты, Вт отдаваемое хладагентом при конденсации, определим по формуле
|
|
(14) |
.Тогда
|
|
|
Вт.12) Определим какое количество теплоты отдаётся в окружающую среду при переохлаждении жидкого хладагента, по формуле
|
|
(15) |
.Тогда
|
|
|
Вт.При машинном охлаждении рабочее вещество, отнимая теплоту от охлаждаемого тела, искусственно возвращается в свое первоначальное состояние. Это позволяет производить охлаждение без пополнение системы хладагентом при нормальной работе холодильной машины.
3 Расчёт потребной часовой холодопроизводительности стандартных условий работы холодильной машины
Стандартными
условиями работы холодильной машины
являются: температурами испарения
°С,
конденсации
°С
и переохлаждения
°С.
Представим на рисунке 2 эскиз холодильного
цикла для стандартных условий
Рисунок 2 - Эскиз холодильного цикла в стандартных условиях
Из полученного цикла получаем следующие значения энтальпий, которые для удобства сведём в таблицу 2
Таблица 2 - Значения энтальпий из холодильного цикла в стандартных условиях
|
Параметр |
Значение |
|
Энтальпия в точки
1
|
538 |
|
Энтальпия в точки
2
|
567 |
|
Энтальпия в точки
3
|
414 |
|
Энтальпия в точки
4
|
412 |
,
,
,
,
Таким образом проводим перерасчёт работы холодильной машины в стандартных условиях по формуле
|
|
(16) |
,|
где |
|
- |
теоретические
объёмные холодопроизводительности
хладагента в стандартных и рабочих
условиях,
|
,
|
|
(17) |
.|
где |
|
- |
коэффициенты
подачи компрессора в тех же условиях
при соответствующей степени сжатия,
|
,
|
|
(18) |
.Тогда из формул 17 и 18 получаем
|
|
|
|
|
|
.Тогда по формуле 16 получаем
|
|
|
Вт.4 Определение энергетических и объёмных коэффициентов, и потребляемой мощности привода холодильного компрессора
Индикаторный
коэффициент полезного действия
компрессора рассматривается как
отношение теоретической работы,
затрачиваемой на сжатие паров хладагента,
к аналогичной работе в реальном
компрессоре. Для определения величины
пользуются соответствующими графическими
зависимостями или эмпирической формулой
|
|
(19) |
.|
где |
|
- |
абсолютные
температуры испарения и конденсации,
|
|
|
|
- |
температурами
испарения,
|
,
К,
К;
Отсюда
|
|
|
.Чем больше гидродинамические потери при всасывании и нагнетании и чем интенсивнее теплообмен в компрессоре, тем ниже значение индикаторного КПД компрессора и тем больше работа, затрачиваемая на сжатие паров хладагента.
Определим эффективный КПД компрессора по формуле
|
|
(20) |
.|
где |
|
- |
механический
КПД,
|
.Отсюда
|
|
|
.Определим эффективную мощность по формуле
|
|
(21) |
.Тогда
|
|
|
кВт.Тогда определим мощность всей установки по формуле
|
|
(22) |
.|
где |
|
- |
коэффициент,
|
.По формуле 22 получаем
|
|
|
кВт.Таким образам принимаем трёхфазный асинхронный двигатель АИРС71 со следующими характеристиками которые для удобства сведём в таблицу 3
Таблица 3 - Характеристики двигателя АИРС71
|
Параметр |
Значение |
|
Мощность, кВт |
4,8 |
|
Число оборотов, об/мин |
1500 |
|
КПД, % |
77 |
|
Диаметр вала, мм |
28 |
|
Масса, кг |
42 |
Список литературы
1 Чернин И.Л. Расчёт, подбор и эксплуатация холодильного оборудования рефрижераторного подвижного состава: Учебное пособие.Ч.1.-Гомель:БелИИЖТ, 1984.- 44с.
2 ГОСТ 2.105-95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам
3 Электронная библиотека электродвигателей - КОМПАС-3D V11
4 Яковлев И.Н. Изотермический подвижной состав: Издательство "Транспорт", 1972, 240с.
5 Бакрадзе Ю.М. и др. Рефрижераторные вагона постройки ГДР. М.:
Транспорт, 1977. 272с.