Методические указания. Методические указанияСХЕМЫ И ЦИКЛЫ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
Методические указания к лабораторно-практической работе по дисциплинам «Холодильная техника и технология», для студентов очной и заочной форм обучения технологических специальностей
Краснодар
Составители: канд. техн. наук, доц. М. В. Шамаров.
УДК 621.56
СХЕМЫ И ЦИКЛЫ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН Методические указания к лабораторно-практической работе по дисциплинам «Холодильная техника и технология», «Хладотехника» для студентов очной и заочной форм обучения технологических специальностей./ Сост.: М. В. Шамаров, Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. Холодильных и компрессорных машин и установок. Изд. КубГТУ, Краснодар. 2012, 15 с.
Рассмотрены термодинамические диаграммы холодильных агентов, методы определение термодинамических параметров и агрегатного состояния вещества, построение термодинамических процессов в диаграммах и определение оборудования, в котором можно осуществлять процессы работы холодильной машины.
Ил. 4. Табл. 3. Библиогр.: назв. 4. Печатается по решению Редакционно – издательского совета Кубанского государственного университета
Рецензенты: 1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1. Ознакомить студента со схемами и циклами работы одноступенчатых холодильных машин. 2. Научить студента: - определять параметры контрольных точек; - по заданным параметрам контрольных точек осуществлять построение термодинамических процессов в диаграмме и определять оборудование, в котором можно осуществить заданные процессы. 3. Освоить построение по экспериментальным данным холодильного цикла в термодинамической диаграмме. Оценивать эффективность работы холодильной машины.
2 ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА
Холодильная машина состоит из четырех основных элементов: · испарителя, · компрессора, · конденсатора · регулирующего (дросселирующего) вентиля. Дополнительно в схему машины включеновспомогательное оборудование: · ресивер, · теплообменник, · фильтры, · контрольно-измерительные приборы. Все оборудование соединено трубопроводами в единую замкнутую систему, внутри которой циркулирует холодильный агент. Схема холодильной машины представлена на рисунке 1. Испаритель (поз.9) - теплообменный аппарат, в котором холодильный агент кипит в результате получения теплоты от воздуха холодильной камеры (поз. 10). Исследуемый испаритель по типу ребристотрубный и состоит из медной трубы и вертикальных ребер прямоугольной формы. Из трубы выполнен змеевик в один конец которого подается жидкий холодильный агент, а ко второму концу присоединен всасывающий трубопровод по которому пары холодильного агента поступают в компрессор. Испаритель расположен в верхней части камеры. Передача тепла от воздуха камеры к холодильному агенту происходит последовательно: сначала тепло из охлаждаемого пространства камеры поглощается металлом испарителя, далее тепло передается через металл и поглощается кипящим холодильным агентом.
Воздух, находящийся в контакте с поверхностью испарителя, охлаждается и опускается вниз и замещается более легким теплым воздухом. Создается естественная циркуляция воздуха в объеме камеры со скоростью 0,05-0,2 м/с за счет разности плотностей холодного и теплого воздуха. Испаритель исследуемой холодильной машины состоит из 4 отдельных батарей, которые соединены трубопроводами холодильного агента последовательно по 2 батареи. Техническая характеристика испарителя приведена в таблице 1. Компрессор (поз.1) - обеспечивает циркуляцию холодильного агента в холодильной машине и поддерживает соответствующие температуры в испарителе и конденсаторе. Компрессор марки поршневой, вертикальный, двухцилиндровый. Цилиндры имеют ребра для воздушного охлаждения. Коленчатый вал имеет сальниковое уплотнение в корпусе компрессора. На конце коленчатого вала имеется шкив, получающий вращение от электродвигателя (поз. 2) посредством клиноременной передачи. Техническая характеристика компрессора дана в таблице 1. Конденсатор (поз.3) - теплообменный аппарат, и предназначен для отвода тепла от сжатого в компрессоре пара холодильного агента и превращения его в жидкость. Холодильный агент выходит с высокой температурой и должен отдать охлаждающей среде в конденсаторе тепло, полученное им в испарителе, и тепло, полученное при сжатии в компрессоре. От сжатого пара сначала отводится теплота перегрева и температура его понижается до температуры конденсации. Затем, по мере отвода теплоты конденсации, холодильный агент превращается в жидкость. Конденсатор исследуемой машины по конструкции кожухозмеевиковый. В стальном кожухе расположены изогнутые в виде змеевика трубки, образующие поверхность теплообмена. Компрессор нагнетает перегретые пары в верхнюю часть кожуха. По трубкам протекает охлаждающая вода, расход которой регулируется вентилем (поз.5) и измеряется ротаметром. Образующийся жидкий холодильный агент стекает в сборник (поз.4) конденсатора. Техническая характеристика конденсатора дана в таблице 1. Регулирующий вентиль - клапанное устройство, предназначенное для регулирования количества жидкого холодильного агента, движущегося по трубопроводу в испаритель. Основу вентиля составляет отверстие, которое перекрывается подвижным клапаном конической формы. Интенсивность потока вещества зависит от величины кольцевого зазора между клапаном и отверстием. В машине используется автоматическое устройство-терморегулирующий вентиль (поз. 7), который автоматически регулирует подачу холодильного агента в испаритель в соответствии с интенсивностью кипения жидкости в испарителе в зависимости от температуры перегрева парообразного агента на выходе из испарителя измеряемой датчиком (поз. 8) и давления кипения в испарителе. Одновременно в вентиле холодильный агент дросселируется с давления конденсации Рк до давления кипения Р0 и температура его понижается до t0. Техническая характеристика терморегулирующего вентиля машины приведена в таблице 1. Таблица 1 - Техническая характеристика машины
Вспомогательное оборудование предназначено для повышения производительности машины и улучшения условий ее регулирования и эксплуатации в течение длительного времени. Исследуемая машина имеет следующее вспомогательное оборудование, показанное на рисунке 1: Ресивер (поз. 4) - сборник в котором находится запас жидкого холодильного агента под давлением конденсации, позволяющей работать машине при переменных тепловых нагрузках на испаритель и компенсировать незначительные утечки холодильного агента в окружающую среду. Ресивер располагают внизу конденсатора, что предотвращает затопление трубы конденсатора жидким холодильным агентом приводящим к резкому повышению давления конденсации. Вместимость ресивера зависит от общего количества холодильного агента, заправляемого в холодильную машину. Теплообменник (поз. 6) - предназначен для теплового контакта между жидким холодильным агентом до регулирующего вентиля и всасываемым в компрессор паром. Температура жидкого холодильного агента близка к температуре конденсации. Всасываемый пар выходит из испарителя с температурой близкой к температуре кипения. Во время теплообмена, жидкость, поступающая из ресивера, переохлаждается, а пар - нагревается, способствуя испарению попавшей во всасывающий трубопровод жидкости. Снижение температуры жидкого холодильного агента перед регулирующим вентилем приводит к уменьшению количества дроссельного пара и повышает эффективность холодильной машины. В исследуемой машине теплообменник по конструкции кожухозмеевиковый. По трубке змеевика проходит теплый холодильный агент из ресивера, а по межтрубному пространству - холодные пары холодильного агента из испарителя. Техническая характеристика теплообменника приведена в таблице 1.
|
