Сығымдағышты таңдау.

Жылулық есептеуді келесі ретте жүзеге асырылады.

Машинаның есептемелік сызбасын құрамыз. Онда сығымдағыш, жылуалмастырғыш аппараттары және ондағы тоңазытқыш заттың параметрлерінің өзгерістері және реттегіш вентил кескінделеді (сурет -73). Сонан соң тоңазытқыш машинаның есептемелік режимін таңдаймыз.

Құрылымдық сызба мен есептемелік режим негізінде тоңазытқыш айналмасын және оның жылудық диаграммасын тұрғызамыз (негізінде ℓgP-і диаграммасында). Айналманың нүктелері мен сәйкесінше олардың орны сызбады бір цифрмен белгіленеді. Айналманың түйінді нүктелерінің параметрі (температура, қысым, бөлінген энтальпия мен көлем), кестеге толтырылады. Теориялық айналманың негізгі параметрлері және сығымдағыштың қажетті көлемдік өндірімділігі анықталынады.

Сурет -73. Сығымдағыштардың беру коэффициенттері: 1 және 2 сальникті сығымдағыштар, 2- сальниксіз порошенді сығымдағыштар, 4- бұрандалы сығымдағыштар

Тоңазытқыш затының массалық суықөндірімділігі (кДж/кг)

q_o = i₁ – i₄. (7.8)

Сығымдағыштың меншікті қысу жұмысы (кДж/кг)

ℓ_а = i₂ - i_1′ (7.9)

Шықтардырғыштағы меншікті жылулық жүктемесі (кДж/кг)

q_к = i₂ – і₃ (7.10)

Жылуағынының алынып кетуі үшін қажетті айналмадағы тоңазытқыш затының массалық шығымы, (кг/c)

М_т = Q_o /q_o, (7.11)

мұндағы: Q_o – сығымдағыштың қажетті суықөндірімділігі.

Сығымдағыштың қажетті теориялық өндірімділік көлемі, (м³/c)

Vт = М_т ∙ν₁/λ, (7.12)

мұндағы: ν₁–сорылатын будың көлемі, м³/кг (айналмадағы 1- нүкте);

λ – сығымдағыштың беру коэффициенті: қысымдар қатынасымен анықталынады Р_к/Р_о, (сурет -73). Егреде С=0,04÷0,05 және қысымдар қатынасы Р_к/Р_о>10 арнайы өлі көлемі аз сығымдағыш қолданылады.

Ары қарай анықталған Vт мәні бойынша каталогтан немес таблицадан агрегат немесе сығымдағышты таңдаймыз.

Сығымдағыштағы тоңазытқыш заттың нақты массалық шығыны

М_км = λ∙V_км / ν₁ (7.13)

Сығымдағыштағы нақты суықөндірімділігі

Q_o = М_км ∙q_o (7.14)

Сығымдағышты қозғалысқа келтіретін қуатты төмде келтірілге жолмен анықтайды:

- теориялық (адиабаталық) сығу қуатын

N_т= М_км ∙ ℓ_т (7.15)

мұндағы: ℓ_т – сығымдағыштың меншікті сығу жұмыс (кДж/кг).

- нақты қысу қуаты (индикаторлы қаут)

N_і= N_т/η_і (7.16)

мұндағы: η_і – индикаторлық пайдалы әсер коэффициенті: кіші және орта сығымдағыштар үшін η_і = 0,7÷0,8, ал үлкен мәнедер ірі сығымдағыштарға арналған.

Біліктіге берілетін қуат (эффективті қуаты)

N_е=N_т/η_мех (7.17)

мұндағы: η_мех – сығымдағыштың механикалық пайдалы әсер коэффициенті: мәні Р_к/Р_о қысым қатынасына байланысты анықталады:_, Р_к / Р_о= 5÷7 болғанда η_мех= 0,9, ал _, Р_к / Р_о = 11÷13 болғанда η_мех=0,8.

Шықтандырғышқа түсетін жылулық жүктемені (жылу ағынын) сығу процессіндегі шығындарды ескермей мына теңдеумен анықтайды

Q_к= М_км ∙ q_к= М_км (i₂ –і₃) (7.18)

ал егер сығу процессіндегі шығындарды ескерсек онда

Q_к.д= Q_o + N_і (7.19)

мұндағы: Q_o – сығымдағыштың суықөндірімділігі, кВт;

N_і– индикаторлы қуат, кВт;

i₂ –і₃ – теориялық айналмадағы тоңазытқыш заттың негізгі

нүктелердегі энтальпиясы, кДж/кг.

Мысал 1. R12 тоңазытқыш затымен жұмыс істейтін бір сатылы тоңазыту машинасының сығымдағышын жылулық есебі және оны таңдау.

Тоңазытқыш машина балықты t_а = -2 ^оС -та салқындатуға арналған салқындату және етті t_а= 0 ^оС сақтау камераларына арналған. Тоңазытқыш заты камераларда орналасқан жылуалмастырғыш аппараттарында буланады. Сығымдағышқа түсетін жылулық жүктеме Q_т=3,2 кВт. Сыртқы ауаның параметрлері: t_сырт = 28 ^оС; φ = 42% (Мәскеу).

Тоңазыту қондырғысының құрылымдық сызбасын құрастырамыз (сурет -74).

Қондырғының есептемелік режимін таңдаймыз.

1.Камерадағы ауа температурасын -2 ^°С –та қамтамасыз ету үшін (балықты сақтау камерасы), тоңазытқыш заттың қайнау температурасын t_о = t_і -15 = - 2 – 15 = 17^°С тең болуы керек.

Осы температураға сәйкес келетін қысым р_о=0,17МПа ℓgP-і диаграммасы бойынша анықталады.

2. Сығымдағышқа берілетін судың температурасын ылғал термометр температурасынан 6 ^оС жоғары етіп I-d диаграммасы бойынша анықтаймыз. Мәскеу қаласы үшін t_н.м = 19 ^°С, сонда сығымдағышқа берілетін судың температурасы t_w1=19+6=25 ^°С.

Сурет -74. Регенеративті жылуалмастырғыш аппараты бар хладонды тоңазытқыш машина схемасы: а) схемасы; б) айналымның lg p – диаграммасы.

Шықтандырғыштағы судың қызуын _Δt_w = 4 ^°С деп қабылдаймыз. Осыдан судың шықтану температурасы t_к = t_w1 + _Δt_w +3 = 25+4+3 = 32^°С. Осы судың шықтану температурасына сәйкес келетін қысым р_к= 0,8МПа тең.

3. Буландырғыш пен құбыр жолындағы тоңазытқыш затының буының қызуын 5^оС тең деп, ал жылуалмастырғышта болса 20 ^оС дейін қызады қабылдаймыз.

R12 тоңазытқыш зат үшін ℓgP-і диаграммасында циклдың айналмасын құрастырамыз.

1. ℓgP-і диаграммасына р_о=0,17МПа және р_к= 0,8МПа мәндерін саламыз.

2. Диаграммада р_о сызығын t₁^/ = -12 ^°С және t₁=20 ^°С изотермиялармен қиылысқанша жалғастырамыз. Қиылысқан 1¹ және 1 нүктелерді табамыз. Бұл нүктелердегі тоңазытқыш затының энтальпиялары 548 және 564 кДж/кг тең болады.

3. 2 нүктені анықтау үшін 1 нүкте арқылы адиабата сызығын р_к= 0,8МПа изобарамен қиылысқанша жүргіземіз.

4. 3^/ нүктесі қаныққан сұйық аймағындағы қисық сызықпен р_к= 0,17МПа изобараның қиысқан жерінде орналасады, ал 3 нүкте болса жылу алмастырғыштың жылулық балансынан анықталған i₃ энтальпия мәні мен изобараның қиылысқан жерінен анықталады.

i₃ = i₃^/ - (i₁ - i₁^/) = 431 - (564 – 548) = 415 кДж/кг

5. 4 нүктені анықтау үшін 3 түктеден изоэнтальпия сызығын р_о=0,17МПа изобарамен қиылысқанша жүргіземіз.

6. Айналмадағы тоңазытқыш заттының күйін сипаттайтын нүктелердің мәндерін 4- кестеге жазамыз.

4 – кесте. Тоңазытқыш заттының күйін сипаттайтын нүктелердің мәндері

Нүктелер нөмірі	Параметрлер
t, ^оС	Р, МПа	i, кДж/кг	ν, м^3/кг
1^''	-17	0,17		-
1'	-12	0,17		-
		0,17		0,12
		0,80		-
3'		0,80		0,8∙10^-3
		0,80		0,8∙10^-3
	-17	0,17		-

7. R12 тоңазытқыш затының массалық суықөндірімділігі (кДж/кг)

q_o = i₁^'' – i₄ = 544-415 = 129 кДж/кг.

8. Сығымдағыштағы меншікті қысу жұмысы (кДж/кг)

ℓ_а = i₂-i_1′ = 597 – 564 = 33 кДж/кг.

9. Шықтандырғышқа түсетін меншікті жылулық салмақ (кДж/кг)

q_к = i₂ –і_3'= 597-431=166 кДж/кг.

10. Сығымдағыштың қажетті суықөндірімділігі

∑ Q_км = 1,06∙3,2 = 3,4 кВт

11. Тоңазытқыш затының қажетті массалық шығыны

М_т = Q_o /q_o = 3,4/129 = 0,026 кг/c.

12. Сығымдағыштың қажетті теориялық көлемдік өндірімділігі Vт (м³/c)

Vт = М_т ∙ν₁/ λ = 0,026∙0,12/0,73 = 0,0043 м³/c.

λ= 0,73 мағанасы 11.2 –суреттегі графигтен р_к/р_о = 0,80/0,17 = 4,7 сальникті сығымдағыш үшін (С=4,5%) қабылданады.

13. Vт =0,0043 м³/c мәні бойынша 12.1 кестесінен МКВ4-1-2 сығымдағышын таңдаймыз: осы машинаның жиынтығына кіретін ФВ6 компрессорының көлемдік өндірімділігі V_км =0,0057 м³/c.

Сығымдағыштың жұмыс істеу уақыты коэффициенті

b= Vт/ V_км=0,0043/0,0057=0,75, демек машина дұрыс таңдалды.

14. Сығымдағыштағы тоңазытқыш заттың нақты массалық шығыны

М_км= λ∙V_км / ν₁=0,73∙0,0057/0,12=0,035 кг/с.

15. Сығымдағыштың нақты суықөндірімділігі

Q_o = М_км ∙q_o =0,035∙129= 4,52 кВт.

16. Сығымдағышты қозғалысқа келтіретін қондырғы қуаты

N_т= М_км ∙ ℓ_т = 0,035∙33 = 1,16 кВт;

N_і= N_т/η_і= 1,16/0,7 =1,66 кВт;

N_е=N_т/η_мех=1,66/0,9 = 1,84 кВт;

N_э=N_э/η_эл=1,84/0,85 = 2,17 кВт;

17. Теориялық айналымдағы шықтандырғышқа түсетін жылулық салмақ

Q_к= М_км ∙ q_к= 0,035∙1,66 = 5,8 кВт

Шықтандырғышқа түсетін нақты жылулық салмақ

Q_к.д= Q_o + N_і=4,52+1,66 = 6,18 кВт

Мысал 2. Тоңазытқыш зат ретінде аммиакті қолданатын бір сатылы тоңазытқыш машинасының сығымдағышының жылулық есібі және оны таңдау. Бұл тоңазытқыш машинасы Алматы қаласында орналасқан жеміс-жидекті салқындатуға арналған камераларды суытуға арналған (t_а=34 ^оС; φ=35%). Тоңазытқыш заты камераларда орналасқан жылуалмастырғыш аппараттарында буланады. Сығымдағышқа түсетін жылулық жүктеме ∑Q_км=150 кВт. Шықтандырғыш аппарат түрі – буландырғышты- шықтандырғыш

Тоңазыту қондырғысының құрылымдық сызбасын құрастырамыз.

Сурет-75. Бір сатылы аммиакты тоңазытқыш машинасы: а) схемасы; б) айналымның lg p – диаграммасы.

Тоңазытқыш қондырғысының есептемелік режимін анықтаймыз.

1. Камерадағы ауа температурасын берілген дәрежеде (t_і = -1^оС) болуы үшін, тоңазытқыш заттың қайнау температурасы t_о = t_і -5 = -1 – 5 = - 6^оС болуы керке. Сондай-ай шықтандырғыш аппарат түрі – буландырғышты- шықтандырғыш болғандықтан, тоңазытқыш затының сұйылу температурасын бойынша анықтаймыз. Меншікті жылу ағынының тығыздығы q_F оптималды мәні q_F =2,5 кВт және t_нм = 22^оС, тоңазытқыш затының сұйылу температурасы t_к=37^оС. Ауа температурасы ылғал термометр бойынша Алматы қаласы үшін t_нм=22^оС тең екенін I-d диаграммасы бойынша анықтайды. Сызбада сұйық тоңазытқыш затын алдын ала салқындатылатын жабдық қарастырылмаған.

2. Сығымдағышта сорылатын тоңазытқыш затының буының температурасы былай қабылдаймыз

t_вс = t₀ + 10 = - 6 + 10 = 4^оС.

3. Тоңазытқыш машинасының циклын ℓgP-і диаграммасында тоңазытқыш айналмасын құрастырамыз. Тоңазытқыш затының циклдағы күйін сипаттайтын нүктелерді кестеге түсіреміз (5- кесте).

5 – кесте. Тоңазытқыш заттының күйін сипаттайтын нүктелердің мәндері

Нүктелер нөмірі	Параметрлер
t, ^оС	Р, МПа	i, кДж/кг	ν, м^3/кг
1^''	-6	0,34		0,36
		0,34		0,37
		1,43		0,12
3'		1,43		1,71∙10^-3
	-6	0,34		-

4. Тоңазытқыш затының массалық сықөндірімділігі (кДж/кг)

q_o = i₁^'' – i₄ = 1675 – 600 = 1075 кДж/кг.

5. Сығымдағыштың меншікті қысу жұмысы (кДж/кг)

ℓ_а = i₂-i_1′ = 1910 – 1700 = 210 кДж/кг.

6. Шықтандырғыштағы меншікті жылулық салмақ (кДж/кг)

q_к = i₂ –і_3' = 1910 - 600 = 1310 кДж/кг.

7. Сығымдағыштың қажетті суықөндірімділігі

Q_o.т = К∑ Q_км = 1,07∙150=160 кВт.

8. Тоңазытқыш затының массалық шығыны

М_т= Q_o /q_o = 160/1075 = 0,15 кг/c.

9. Сығымдағыштың қажетті теориялық көлемді өндірімділігі

Vт = М_т ∙ν₁/λ=0,15∙0,37/0,69=0,080 м³/c.

мұндағы λ - ны 73 –суреттің графигінен р_к/р_о = 01,43/0,34 = 4,2 байланысты сальникті сығымдағыш үшін (С=4,5%) анықтаймыз.

10. Сығымдағышты таңдаймыз. Сығымдағыштардың атласынан суықөндірімділігі бойынша жақын келетін сығымдағыш агрегаты А110-7-0. Бұл сығымдағыштың көлемдік өндірімділігі V_км =0,084 м³/c. Бірақ тәжірибе жүзінде бір ірі сығымдағыш орнына 2-3 суықөндірімділігі төмендеу сығымдағыштарды алған дұрыс. Мысалы үш А40-7-2 маркалы сығымдағыш агегаттарының көлемідік өндірімділіктерінің қосынды ∑V_км =0,029∙3=0,087 м³/c. Осы маркалы сығмдағыштардың үшеуін алған жағдайда екеуі тоқтаусыз жұмыс істесе біреуі кейде қосылып кейде тоқтап тұрады.

Сығымдағыштың жұмыс істеу уақыты коэффициенті

b = 0,080-2∙0,029/0,029=0,76, демек машина дұрыс таңдалды.

11. Сығымдағыштардағы тоңазытқыш заттың нақты қосынды массалық шығыны

∑ М_км = λ ∙ ∑V_км / ν₁ = 0,69 ∙ 0,087/0,037 = 0,162 кг/с.

12. Сығымдағыштардың жалпы нақты суықөндірімділігі

Q_o = ∑М_км ∙ q_o =0,162∙1195= 194 кВт.

13. Таңдалған сығымдағыштардағы адиабаталық қуат

N_т = ∑М_км ∙ (i₂ –і₁) = 0,162(1910-1700) = 34,0 кВт.

14. Тоңазытқыш затының буын сығуға шығындалған индикаторлы қуат

N _і= N_т/η_і = 34/0,75 = 45,3 кВт.

15. Сығымдағыштардың біліктерінде шығындалатын қуаты

N_е = N_т/η_{ме х}= 45,3/0,9 = 50,3 кВт.

16. Электр жүиесінен сығымдағыштарға керекті қуат (электрлік қуат)

N_э = N_э/η_эл =5 0,3/0,95 = 52,9 кВт,

немесе бір компрессорға 17,6 кВт

А40-7-2 сығымдағыш агрегатынада электроқозғалтқыштың номинальды қуаты 18,5 кВт құрайды. Сонымен бұл агрегат жеткіліктік көлемде артық қуат пен таңдап алынған.

17. Теориялық айналмадағы шықтандырғышқа түсетін жылулық салмақ

Q_к = ∑ М_км (i₂ –і_3') = 0,162(1910-600) = 215 кВт

18. Шықтандырғышқа түсетін нақты жылулық салмақ

Q_к.д = Q_o + N_і = 194+45,3 = 239 кВт

Дата добавления: 2015-10-23