44146

Определение потребной мощности холодильного оборудования РПС

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Наибольшее распространение для холодильной обработки пищевых продуктов получили паровые компрессионные холодильные машины с одноступенчатым и двухступенчатым сжатием паров холодильного агента. Для построения теоретического и действительного циклов работы паровой холодильной машины необходимо выбрать

Русский

2014-11-21

821.5 KB

7 чел.

МИНИСТЕСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

___________________________________

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

___________________________________________________

Кафедра «Станции, узлы, технология

грузовой и коммерческой работы»»

РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

по дисциплине «Транспортная энергетика и хладотранспорт»

Определение потребной мощности холодильного оборудования РПС

                                                                                  

Выполнила: Ю.К. Железкина

232 группа

                          Проверил: А.А.Яньшин

г. Хабаровск

2009 год

Требуется:

1. Построить теоретический и действительный циклы работы паровой компрессионной холодильной машины на диаграмме в координатах "Р-i".

2. Выполнить расчет потребной мощности холодильно-отопительной установки для заданных условий.

Наибольшее распространение для холодильной обработки пищевых продуктов получили паровые компрессионные холодильные машины с одноступенчатым и двухступенчатым сжатием паров холодильного агента. Для построения теоретического и действительного циклов работы паровой холодильной машины необходимо выбрать заданный в курсовой работе СПГ, с установленным температурным режимом перевозки (tВ), заданный тип подвижного состава, температуру наружного воздуха tНВ.

Основные параметры цикла определяются в следующем порядке:

а) температура кипения хладагента t0, °C, в испарителе при непосредственном охлаждении

;

0С

б) температура всасывания паров хладагента,

;

0С

в) температура конденсации паров хладагента,

;

0С

г) температура переохлаждения жидкого хладагента в конденсаторе,

;

По полученным значениям температур производится построение цикла работы холодильной машины по диаграмме в координатах "p-i" (прил.1) в следующей последовательности:

- откладываем на правой пограничной кривой (x = 1) температуру  или по изотерме  (изотермы со значениями температур нанесены в 3-й области на диаграмме штрихпунктирными кривыми линиями) от оси абсцисс до пересечения с правой пограничной кривой паросодержания. Это точка 1 теоретического цикла;

- через точку 1 проводим изобару параллельную оси абсцисс, соответствующую давлению кипения , значение которого указано на оси ординат;

- точка 1׀ действительного цикла находится в области перегретого пара (справа от кривой x = 1) на пересечении изобары  и изотермы . Ей соответствует энтальпия - i1 (значения энтальпии указаны на оси абсцисс) и удельный объём пара при всасывании в компрессор V1 (изохоры на диаграмме показаны штриховыми линиями);

- затем откладываем температуру конденсации на правой пограничной кривой. Это точка а;

- аналогично через точку а проводим линию постоянного давления , в соответствии с температурой конденсации . Изобару  покажем в виде прямой линии параллельной оси абсцисс от левой пограничной кривой и далее;

- затем из точки 1׀ проводим адиабату до пересечения с изобарой . Это будет точка 2 ׀ и ее энтальпия i2 ׀;

- точка 3 находится на пересечении изобары  с левой пограничной кривой x= 0;

- в области переохлажденной жидкости (слева от кривой x=0) на пересечении изобары  с изотермой  (температуры переохлаждения жидкого хладагента) находим точку 3׀ и энтальпию i3׀;

- для нахождения точек 4 и 4׀ необходимо провести из точек 3 и 3׀ прямые линии по соответствующим изоэнтальпиям до пересечения с изобарой . Это перпендикуляр на ось абсцисс;

- прямая 4 - 1 характеризует процесс кипения жидкого хладагента в испарители (аналогично 4׀ -1׀ ). 

Теоретический и действительный цикл работы паровой компрессионной холодильной машины приведены на рис. 1.

Рис. 1 - Теоретический и действительный цикл паровой компрессионной холодильной машины.

Таблица 1 - Параметры действительного цикла работы холодильной машины

Параметры цикла

Точки цикла

Температура t,

-3

46,8

46,8

-3

Давление P, МПа

0,28

1,3

1,3

0,28

Теплосодержание i, кДж/кг

565

585

442

442

Удельный объём V,

0,065

0,018

0,0028

0,018

- жидкий хладагент переохлаждается в конденсаторе, переохладителе или теплообменнике (процесс 3 – 3 ׀) для обеспечения стопроцентного содержания жидкости перед регулирующим вентилем и увеличения полезной холодопроизводительности;

- имеются потери на трение, как в компрессоре, так и вне его; сжатие паров в компрессоре происходит не при постоянной энтропии.

Основной характеристикой одноступенчатого компрессора является его холодопроизводительность . Под ней подразумевается холодопроизводительность установки, в составе которой работает этот компрессор.  величина непостоянная и зависит от температурного режима работы холодильной машины, т.е. от рабочих условий работы машины.

Зная требуемую рабочую холодопроизводительность  в заданных рабочих условиях, переводят её в стандартную  и по ней подбирают компрессор соответствующей холодопроизводительности.

Используя данные, полученные при построении действительного цикла (табл. 1), определим удельную весовую , кДж/кг и объёмную, кДж/м3 холодопроизводительность хладагента в рабочих условиях по формулам

  .

, кДж/м3

кДж/кг

кДж/кг

= 3790,22/239 = 15,85 кДж/ч,

= 15,85*1,05 = 16,64 кДж/ч.

Стандартная холодопроизводительность установки , кДж/ч, определяется по формуле

кДж/ч,

 - холодопроизводительность брутто, кДж/час, это – потребная холодопроизводительность установки, которая рассчитывается исходя из общего количества тепла, которое должно отводиться установкой, увеличенного на коэффициент , учитывающий перерывы в работе, вызываемые оттаиванием «снеговой шубы» и производством профилактического осмотра и ухода за оборудованием. Принимаем из курсовой работы (формула 5.9), для перевода используем следующие соотношения между единицами измерения тепловой энергии:

;

 1 Дж = 0,239 кал = 1 Вт·сек;      1 кДж = 0,239 ккал = 0,278 Вт·ч;

 1 кал = 4,187 Дж = 4,187 Вт·сек;  1 ккал = 4,187 кДж = 1,163 Вт·ч;

 1 Вт = 1 Дж/сек = 0,239 кал/сек;  1 Вт = 3,6 кДж/ч = 0,86 ккал/час.

- коэффициенты подачи компрессора соответственно в стандартных и рабочих условиях (= 0,67). Коэффициент подачи компрессора в рабочих условиях для малых хладоновых компрессоров определяется по графику в зависимости от отношения давления конденсации к давлению кипения.

Таблица 2.

Техническая характеристика компрессоров

Обозначение типоразмера компрессора

Число цилиндров

Ход поршня, мм

Диаметр цилиндра, мм

Частота вращения коленчатого вала, об/мин

Объем, описываемый поршнями, м3

Холопроизводительность при стандартном режиме

Потребляемая  мощность, кВт

Мощность электродвигателя, кВт

Габаритные размеры, мм (длина× ширина× высота)

Масса, кг

кВт

тыс. ккал/ч

ФВ6

2

50

67,5

1440

30,9

7,0

6,0

2,5

4,5

565×390×485

45

ФВБС6

2

50

67,5

1440

30,9

7,0

6,0

3,1

4,5

-

130

ФУ12

4

50

67,5

1440

61,8

14,0

12,0

5,0

-

650×540×515

90

ФУБС9

4

50

67,5

960

82,5

10,4

9,0

4,5

-

-

200

ФУБС12

4

50

67,5

1440

61,8

14,0

12,0

6,0

10

-

200

ФУУБС18

8

50

67,5

960

82,5

20,9

18,0

8,5

-

-

340

ФУУ25

8

50

67,5

1440

123,6

29,0

25,0

10,0

-

545×630×570

180

2ФУУБС18

8

50

67,5

960

82,4

20,9

18,0

7,9

10

-

385

ФУУБСС18А

8

50

67,5

960

82,4

20,9

18,0

7,4

10

590×625×935

385

ФУУБС25

8

50

67,5

1440

123,6

29,0

25,0

12,7

-

-

340

ФВ20

2

70

101,6

1440

97,7

26,8

22,0

8,7

14

810×600×760

180

ФУ40

4

70

101,6

1440

195,5

50,0

43,0

17,0

20

660×625×710

280

ФУУ80

8

70

101,6

1440

391,0

105,0

84,0

33,0

55

690×800×650

400

ФВ85

2

130

190

960

424,0

110,0

95,0

37,5

55

1050×760×1190

820

ФУ175

4

130

190

960

848,0

210,0

180,0

70,0

70

1370×1350×1150

1350

ФУУ350

8

130

190

960

1696,0

418,0

360,0

140,0

140

1735×1560×1320

2400

Примечание: ФВ – фреоновый одноступенчатый компрессор, вертикальный, ФУ  и ФУУ - фреоновый одноступенчатый компрессор с угловым расположением целиндров; ФУУБС – фреоновый одноступенчатый бессальниковый компрессор с угловым расположением целиндров.

Количество хладагента, проходящего через КНД и испаритель , кг/ч, находится по формуле:

Для двухступенчатых холодильных машин компрессор подбирают полученным объёмам, описываемым КНД и КВД, используя табл. 3.2 или [15, стр. 110 – 111].

Расчет конденсатора сводится к определению его теплопередающей поверхности в зависимости от тепловой нагрузки конденсатора. Тепловая нагрузка конденсатора  (кДж/ч) определяется по формуле:

где  - действительная мощность компрессора, кДж/час, определяется по формуле:

где  - индикаторный КПД компрессора для хладона-12 определяется по рис. 3.15.

Рис. 2. Индикаторный КПД компрессоров: 1- работающих на хладоне-12; 2,3 – средних и крупных аммиачных

Теплопередающая поверхность конденсатора , м2, находится по формуле:

где  - удельная тепловая нагрузка на конденсатор, кДж/(м2∙ч), принять 230 – 300 Вт/м2.

Воздухоохладитель (испаритель) установлен непосредственно в грузовом помещении (холодильной камере) и обеспечивает равномерное охлаждение посредством вентиляторов-циркуляторов. Теплопередающая поверхность воздухоохладителя , м2, определяется по формуле

где  - коэффициент теплопередачи аппарата, зависящий в основном от скорости движения воздуха и температурного напора. У хладоновых испарителей  равен 15 ÷ 35 Вт/(м2∙град);   - средняя разность температур воздуха и кипящего хладагента, град., принимается равной 9 ÷ 11 градусам.

Теплопередающую поверхность , (м2) можно определить по другой формуле:

где  - удельный тепловой поток, Вт/м2, принять 233 – 350 Вт/ м2.

По полученным значениям теплопередающих поверхностей FК и FВ подбирают конденсатор и воздухоохладитель в рабочих условиях.

Таблица 3

Технические характеристики конденсаторов

Показатель

5-вагонные секции БМЗ

5-вагонные секции типа ZB-5

АРВ

Поверхность теплопередачи, м2 

90

72

72

Мощность электродвигателя вентиляторов конденсаторов, кВт

7,5

6

6

Технические характеристики испарителей


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32734. Законы сохранения. Силы внутренние и внешние. Замкнутая система. Сохраняющиеся величины. Связь законов сохранения со свойствами пространства и времени 32.5 KB
  Силы внутренние и внешние. Внешние и внутренние силы Внешняя сила это мера взаимодействия между телами. В задачах сопротивления материалов внешние силы считаются всегда заданными. Внешние силы делятся на объемные и поверхностные.
32735. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Движение тела с переменной массой 36 KB
  импульс p замкнутой системы не изменяется с течением времени т. Однородность пространства проявляется в том что физические свойства замкнутой системы и законы ее движения не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета т. не изменяются при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы отсчета как целого. Если система не замкнутая но действующие на нее внешние силы таковы что их равнодействующая равна 0 то согласно законам Ньютона импульс системы не изменяется с течением времени p=const.
32736. Работа переменной силы и мощность. Кинетическая энергия частицы 42.5 KB
  Работа переменной силы Пусть тело движется прямолинейно с равномерной силой под углом к направлению перемещения и проходит расстояние S Работой силы F называется скалярная физическая величина равная скалярному произведению вектора силы на вектора перемещения. Работа совершенная силой на данном участке определяется по представленной формуле d=F dS cos = = │F││dr│ cos =F;dr=FdS =FS cos =FS . Таким образом работа переменной силы на участке траектории равна сумме элементарных работ на отдельных малых участках пути...
32737. Потенциальная энергия. Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии 55 KB
  Виды потенциальной энергии. Связь силы и потенциальной энергии. Рассмотрение примеров взаимодействия тел силами тяготения и силами упругости позволяет обнаружить следующие признаки потенциальной энергии: Потенциальной энергией не может обладать одно тело не взаимодействующее с другими телами. Связь силы и потенциальной энергии Каждой точке потенциального поля соответствует с одной стороны некоторое значение вектора силы действующей на тело и с другой стороны некоторое значение потенциальной энергии .
32738. Полная механическая энергия частицы. Консервативные и диссипативные системы. Закон сохранения энергии 34 KB
  Закон сохранения энергии. Механическая энергия частицы в силовом поле Сумму кинетической и потенциальной энергии называют полной механической энергией частицы в поле: 5. Консервативная система физическая система работа неконсервативных сил которой равна нулю и для которой имеет место закон сохранения механической энергии то есть сумма кинетической энергии и потенциальной энергии системы постоянна. вызывающих убывание механической энергии и переход её в другие формы энергии например в тепло консервативная система...
32739. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его характеристики. Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. Космические скорости 42.5 KB
  Потенциал поля. Связь между потенциалом и напряжённостью поля. В виде формулы это записывается так: F=Gm1m2 r2 где G гравитационная константа определяемая экспериментально 667 × 10–11 Нм2 кг2 ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ поле тяготения один из видов поля физического посредством которого осуществляется гравитационное взаимодействие притяжение тел. Об интенсивности гравитационного поля очевидно можно судить по величине силы действующей в данной точке на тело с массой равной единице.
32740. Вывод основного закона динамики вращательного движения 29 KB
  Вывод основного закона динамики вращательного движения. К выводу основного уравнения динамики вращательного движения. Динамика вращательного движения материальной точки. В проекции на тангенциальное направление уравнение движения примет вид: Ft = mt.
32741. Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца, диска 31 KB
  Момент инерции тела относительно оси. Момент инерции кольца диска. Момент инерции тела относительно оси определяется согласно формулеи если известно pаспpеделение масс частей тела относительно оси он может быть найден прямым вычислением. Конечно с помощью компьютера интеграл можно вычислить но аналитически моменты инерции обычно вычисляют лишь для простейших случаев однородных тел.
32742. Момент инерции шара. Теорема Штейнера 39.5 KB
  Момент инерции шара. Момент инерции полого шара с бесконечно тонкими стенками. Сначала найдем момент инерции относительно центра шара. В результате находим момент инерции полого шара относительно его диаметра: .