Сығымдағыштарды таңдау.

а) Бір қайнау температурасының сызбасы. Екі сатылы тоңазыту қондырғысының жылулық есебі, бір сатылы тоңазыту қондырғысының жылулық есебі сияқты, принципиалды схемасын құру мен ℓgP-і диаграммасында циклды тұрғызудан басталады (сурет-76).

Екі сатылы тоңазыту қондырғысына жылулық есептеу жүргіз үшін алдымен осы қондырғыға түсетін жалпы жылулық салмақ ∑ Q_км және тоңазытқыш затының қайнау t₀ және шықтану t_к температуралары белгілі болуы керек. Осы тоңазыту қондырғысына түсетін жылулық салмақ ∑ Q_км шамасын суықпен өңдеу камераларына кіретін жылу ағындарының қосындысы немесе технологиялық аппараттары жұмыс істегенде бөлінетін жылу шамаларының қосындысына тең есептейді. Тоңазытқыш затының қайнау t₀ температуралары суықпен өңделетін азық-түлік өнімдер түріне байланысты болады. Ал тоңазытқыш затының шықтану t_к температурасы осы тоңазыту қондырғысында шықтандырғыш аппараттарын суыту түрлеріне байланыста есептелінеді. Тоңазытқыш затының бұл сипаттамаларын бір сатылы тоңазыту қондырғысындағыдай анықтайды.

Сурет- 76. Бір қайнау температурасы бар екі сатылы аммиакты

тоңазытқыш машинасы: а) схемасы; б) айналымның lg p – диаграммасы.

Екі сатылы тоңазыту қондырғысының циклын тұрғызу үшін алдымен аралық қысым шамасын жоғары және төменгі сатылардағы қысымдар қатынасы тұрақты болуы керек шартына сәкес мына теңдеумен анықап алу керек Р_пр / Р_о = Р_к / Р_пр немесе Р_пр = √ (Р_к ∙ Р_о).

Сонымен ℓgP-і диаграммасында изобараның үш түзуін жүргізеді: Р_о, Р_пр және Р_к. Төмегі сатыда жұмыс істейтін сығымдағыштың (ТСС) сору алдындағы тоңазытқыш затының буының қызу температурасын ∆ t_вс1 = 10÷20^оС деп алып және жоғары сатыда жұмыс істейтін сығымдағыштың (ЖСС) сору алдындағы тоңазытқыш затының буының қызу температурасын ∆ t_вс2 = 5÷10 ^оС болуы керек. Сонымен қатар ирек түтікті аралық ыдыстан шықан сұйық тоңазытқыш затының температурасы t₃= t_пр + (4÷6)^оС тең етіп алып айналмадағы тоңазытқыз заттың түйінді нүктелеріндегі барлық мәндерін анықтайды. Сығымдағыштардағы сығу процесстері 1-2 және 5-6 адиабата деп есептейді.

ТСС тоңазытқыш затының массалық шығыны (кг/с)

М₂ = ∑ Q_o.т / q_o = ∑ Q_км (i_5'' –і₈) (7.20)

мұндағы Q_o.т – қажетті суықөндірімділігі, кВт;

q_o –тоңазытқыш затының меншікті суықөндірімділігі, кДж/кг.

ЖСС тоңазытқыш затының массалық шығынын аралық ыдысқа жасалынған жылулық баланс теңдеуінен анықтайды:

М₂· i₆ + (М₁ - М₂)·i₄ + М₂ ·i_3' = М₁ ·i_1'' + М₂·i₃ (7.21)

Осыдан i_3' = i₄ екенін ескере отырып алатынымыз

М₁= М₂·(i₆ – i₃) / (i_1'' - i₄) (7.22)

Сығымдағыштардағы қажетті теориялық өндірімділік көлемі:

- ТСС

V₂ = М₂ ∙ ν₅ / λ₂ (7.23)

- ЖСС

V₁ = М₁ ∙ν₁ / λ₁ (7.24)

Тоңазытқыш затының меншікті көлемдерін (ν_1, ν₅ ) диаграмма бойынша анықтайды, ал беру коэффиценттерінің мәндерін (λ₁, λ₂) әр сатыдағы сығымдағыштар үшін 73-суреттен қабылдаймыз. Кіші қондырғылар үшін С=4,5% немесе ірі сығымдағыштар үшін 4 түзу бойынша.

ТСС және ЖСС үшін жеке сығымдағыштарды қолданатын болса онда оларды V₁ және V₂ мәндері бойынша таңдайды. Бірақ бір немесе бірнеше паралель қосылған сығымдағыштардың теориялық өндірімділігі талап етілетін өндірімділігі мәннен 20-40% жоғары болу керек.

Мысал 3. Етті мұздатуға арналған УРМА ротоционды агрегат қондырғысына сығымдағыш таңдау және жылулық есептеу жасау. қондырғының суықөндірімділігі Q_o.т= 134 кВт. Шықтандырғыш қайтымды су жүйесімен жабдықталған. Шықтандырғышқа кіретін және шығатын судың температуралары t_w1=23^оС, t_w2=26^оС. Тоңазытқыш зат түрі – аммиак.

1. Тоңазытқыш затының есептемелік қайнау температурасы t_о = - 40^оС. Осы температураға сай келетін қысым Р_о= 0,072 МПа

2. Тоңазытқыш затының есептемелік сұйылу температурасы

Осы температураға сай келетін қысым Р_к= 1,17 МПа.

3. Аралық ыдыстағы есептемелік қысым

Осы қысымға сәйкес келетін температура t_пр = - 10 °С,

4. ℓgP-і диаграммасын тұрғызамыз. Айналмадағы тоңазытқыш затының күйін сипаттайтын нүктелерді 6 кестеге жазамыз.

6 – кесте. Тоңазытқыш заттының күйін сипаттайтын нүктелердің мәндері

Нүктелер нөмірі	Параметрлер
t, ^оС	Р, МПа	i, кДж/кг	ν, м^3/кг
1'		0,29		0,43
1^''	-10	0,29		-
		1,17		-
3'		1,17		-
	-5	1,17		-
	-10	0,29		-
7'	-10	0,29		-
5''	-40	0,072		-
	-25	0,072		1,6
		0,29		-
	-40	0,072		0,175

5. М₂= Q_o.т / (i_5'' –і₈) = 134 / (1625 - 400) = 0,109 кг/с.

6. М₁= М₂/(i₆ – i₃) / (i_1'' - i₄)= 0,109(1845 – 400) / (1670 – 560) = 0,142 кг/с.

7. V₂ = М₂ ∙ν₅ / λ₂ = 0,109 ∙ 1,6 / 0,79 = 0,22 м³/c.

(Р_пр/Р_о= 0,29 / 0,072 = 4, 73-сурет бойынша С=4,5%, λ₂ = 0,79)

8. V₁ = М₁ ∙ν₁ / λ₁= 0,142 ∙ 0,43 / 0,79 = 0,077 м³/c

(Р_пр/Р_о = 1,17 / 0,29 = 4, λ₁ = 0,79).

9. Сығымдағыштың теориялық өндірімділік мәні бойынша V₂ = 0,22 м³/c екі АД 55-7-5 маркалы екі сатылы аммиакты агрегатты алуға болады. Олардың ТСС жалпы көлемдік өндірімділігі ∑V_км2 = 2 ∙ 0,128 = 0,256 м³/c тең, ал ЖСС жалпы көлемдік өндірімділігі ∑V_км1 = 2 ∙ 0,043 = 0,086 м³/c П110-7-0 маркалы 2 сығымдағыштарды қабылдаған жөн.

б) Бірнеше қайнау температурадан тұратын екі сатылы қондырғының сызбасы. Жасанды суықты пайдаланатын бірнеше топтағы тұтынушылар үшін тоңазытқыш затының қайнау температурасы әр түрлі (мысалы -10, -30, -40 ^оС) екі салылы сызбаны қолдануға болады (сурет-77).

Бұл сызбаның дәстүрлі көп температуралы сызбалардан негізгі өзгешелігі аралық ыдыстағы тоңазытқыш затының қайнау температурасы тұтынушылардың ішіндегі біреуінің талабына сәйкес келеді (бұл жағдайда камерадағы тоңазытқыш затының қайнау температурасы t_о = -10^оС). Сонымен ЖСС қайнау температурасы t_о = -10^оС тоңазытқыш затының буын әрі аралық ыдыстан әрі буландырғыш аппараттарынан сорып алады. Аралық ыдыста тоңазытқыш затының берілген қайнау температурасын ұстап тұру үшін осы қайнау температурасына сәйкес келетін қысымында тұрақты етіп ұстап тұру керек. Мұндай сызбаны үш түрлі қайнау температурасы бар және аралық ыдыстағы қысым тұрақталынған екі сатылы немесе компаундты сызба деп атайды. Мұндай сызбаны қолдану әр қайнау температураға бір сатылы агрегаттар және аралық ыдыстар санын азайуына алып келеді.

77-суретте көрсетілген сызбадағы тоңазытқыш қондырғысының жылулық есебі, бір қайнау температурасы бар екі сатылы тоңазытқыш қондырғысындағыдай есептелінеді. Айналмалы ресиверлерден алып кететін тоңазытқыш затының массалық шығынындарын әр бір қайнау температурасына бөлек есептелінеді:

(7.24)

Сурет -77. Аралық ыдыстағы қысым тұрақталынған, үш түрлі қайнаутемпературасы бар, екі сатылы аммиакты тоңазытқыш машинасы: а) схемасы; б) айналымның lg p – диаграммасы

Барлық сығымдағыштар үшін тоңазытқыш зат буының сору алдындағы қызуын бірдей деп қабылдауға болады (10 ^оС).

ЖСС-ғы бір сағат уақыт аралығында сығылып шығатын тоңазытқыш зат буының шығыны t_о = - 10^оС, t_о = - 30^оС, t_о = - 40^оС – да бөлініп шығатын тоңазытқыш зат буының шығындарынан тұрады

(7.25)

Көп температуралы компауынды тоңазытқыш қондырғысын жетілдіру жолдарының бірі болып аралық ыдыс және айналмалы ресивер аппараттарының қызметтерін бір ресиверге орналастыру болып табылады. Мұндай сызбаны компаунды айналмалы ресивер (КАР) сызбасы деп атайды (сурет- 78).

Сурет- 78. Үш қайнау температурасы және компаунды айналмалы ресивері бар екі сатылы аммиакты тоңазытқыш машинасы

Бұл сызбадағы тоңазытқыш қондырғысына жасалынатын жылулық есеп алдынғы сызбадағыдай жасалынады.

КАР сызбасында сұйық тоңазытқыш заты толық қаныққанша суытылатын болғандықтан ЖСС – ғы тоңазытқыш затының массалық шығыны мынадай теңдеумен анықталынады

(7.26)

Ет өндірісініде төрт қайнау температурасы бар (мысалы -5, -10,-30 және -40^оС) компаунды сызба қолданылады. Мысалы 79-суретте осындай қондырғының бір сызбасы көрсетілген.

Сурет –79. Төрт қайнау температурасы бар екі сатылы аммиакты тоңазытқыш машинасы

Сызбада екі тұрақты қайнау температурасы (-5 және -10 ^оС) қарастырылған. Осыған байланысты екі КАР және екі қарапайым ЦР алынған. Қондырғыны жалпылама қарастырғында екі екісатылы екі температуралы деп айтуға болады. Оның біреуі -40 ^оС және -10 ^оС температура аралығында, екіншісі -30^оС және -5 ^оС температурада аралығында жұмыс істейді. Мұндай сызбада барлық сығымдағыштардағы тоңазытқыш затының буын қысу дәрежесі бірдей болады.

Соленоидты және реттегіш вентильдердің қалыпты жұмыс істеуі үшін алдымен КАР –дан аралық қысым (t_қ=-5 ^оС) жоғары сұйық тоңазытқыш заты беріледі.

Бұл сызбамен жұмыс істейтін тоңазытқыш қондырғыларының сығымдағыштарын есептеу және таңдау, аралық қысымы тұрақты екі сатылы қондырғыдай жүзеге асады.

ЖСС –ғы 1-ші және 2-ші сығымдағыштар арқылы қысылатын қажетті тоңазытқыш затының массалық шығыны 1КАР және 2КАР үшін жасалынған жылулық балансының теңдеуі арқылы табылады:

(7.27)

Мысал 4. Грозной қаласында орналасқан сыйымдылығы 3000т таратушы тоңазытқышына арналған сығымдағыштардың жылулық есептемесін жасау және оларды таңдау. Камераларға жасалынған жылу ағындарының есебі бойынша келесі есептемелік өндірімділік мәні мен тоңазытқыш затының қайнау температуралары t_о = -10, -30 және -40^оС алынған:

Q_o.т(-40) = 185 кВт; Q_o.т(-30) = 159 кВт; Q_o.т(-10) = 62 кВт.

Тоңазытқыш қондырғысының құрылымдық сызбасын құрастырамыз (77- сурет).

Камералар екі сатылы аралық ыдыстағы қысым тұрақты және тоңазатқыш заты камераларды орналасқан жылуалмастырғыш аппараттарына насосты-айналмалы жүйесімен беріледі деп қабылдаймыз. Шықтандырғы түрі – буландырып шықтандырғыш аппараты. Тоңазытқыш зат – аммиак.

Грозной қаласының сыртқы ауа параметрлері(t_н = 29^оС; φ = 56%) тең. Ылғал термометр бойынша сыртқы ауаның температурасы t_н.м=28,5^оС тең. 72 -суреттен t_н.м = 28,5^оС және q_F = 2,5 кВт мәндері бойынша тоңазытқыш затының сұйылу температурасы t_к = 37^оС

Тоңазытқыш заты аммиак үшін ℓgP-і диаграммасын тұрғызамыз. Айналмадағы нүктелердің параметрлерін 7 кестеге енгіземіз.

7 – кесте. Тоңазытқыш заттының күйін сипаттайтын нүктелердің мәндері

Нүктелер нөмірі	Параметрлер
t, ^оС	Р, МПа	i, кДж/кг	ν, м^3/кг
1''	-10	0,29		-
		0,29		0,45
		1,43		-
3'		1,43		-
	-5	1,43		-
	-10	0,29		-
5''	-30	0,12		-
	-20	0,12		1,0
		0,29		-
	-30	0,12		-
	-40	0,072		-
10''	-40	0,072		-
	-30	0,072		1,6
		0,29		-

1РЦ- 3РЦ айналмалы рессиверден алып кететін, тоңазытқыш агенттің массалық шығыны,

М _(-40)= Q_o.т(-40) / (i_10'' – i₉) = 185 / (1625 – 440) = 0,15 кг/с;

М _(-30)= Q_o.т(-30) / (i_5'' – i₈) = 159 / (1640 – 440) = 0,13 кг/с;

М _(-10)= Q_o.т(-10) / (i_1' – i₄) = 62 / (1670 – 560) = 0,06 кг/с.

ЖСС-та талап етілетін тоңазытқыш затының массалық шығынын аралық ыдысқа жылулық балансының теңдеуін жасау арқыла анықтаймыз:

М₁ = [М_(-40) (i₁₁ – i₃) / (i_1'' – i₄)] + [М_(-30) (i₆ – i₃) / (i_1'' – i₄)] + М_(-10) = [0,15 (1845 – 440) / (1670– 560)] + [0,13 (1775 – 440) / (1670– 560)] + 0,06 = 0,19 + 0,16 + 0,06 = 0,41 кг/с.

Сығымдағыштың талап етілетін көлемінді өндірімділігін анықтау үшін 73-суретінен сығымдағыштың беру коэффиценттін анықтаймыз:

t_о= -40^оС; Р_к/ Р_о= 0,29 / 0,072 = 4; λ _(-40) = 0,84;

t_о= -30^оС; Р_к/ Р_о= 0,29 / 0,12 = 2,4; λ _(-30) = 0,86;

t_о= -10^оС; Р_к/ Р_о= 1,43 / 0,29 = 4,9; λ _(-10) = 0,75.

Сығымдағытардың талап етілетін көлемідік өндірімділігі

∑V_т(-40) = 0,15 ∙ 1,6 / 0,84 = 0,29 м³/c;

∑V_т(-30) = 0,13 ∙ 1,0 / 0,86 = 0,15 м³/c;

∑V_т(-10) = 0,41 ∙ 0,45 / 0,75 = 0,25 м³/c.

7 кесте бойынша қайнау температурасы t_о = -40^оС жұмыс істейтейтін екі АН130-7-6 сығымдағыш агрегатын таңдаймыз. Бұл екі сығымдағыштардың көлемдік беруі ∑V_{км (-40)} = 2 ∙ 0,236 = 0,47 м³/c тең. Ал қайнау температурасы t_о = -30^оС осы агрегаттың бір данасын аламыз.

Жоғары қысымда жұмыс істейтін сығымдағыштарға екі А220-7-1 сығымдағыш агрегатын таңдаймыз. Бұл екі сығымдағыштардың жалпы көлемдік беру ∑V_{км 11} = 2 ∙ 0,167 = 0,33 м³/c.

Нақты массалық шығындар:

∑М_км(-40)= λ _(-40) ∑V_км(-40) / ν₁ = 0,84 ∙ 0,46 / 1,6 = 0,25 кг/с;

∑М_км(-30)= λ _(-30) ∑V_{км (-30)} / ν₈ = 0,86 ∙ 0,24 / 1,0 = 0,21 кг/с;

∑М_км(-10)= λ _(-10) ∑V_{км (-10)} / ν₃ = 0,75 ∙ 0,33 / 0,45 = 0,55 кг/с.

Жалпы теориялық қуат

∑N_км(-40)= ∑М_км(-40) (i₂– i₁) = 0,25 (1845 – 1650) = 48,8 кВт;

∑N_км(-30)= ∑М_{км (-30)} (i₉ – i₈) = 0,21 (1775 – 1660) = 24,2 кВт;

∑N_км(-10)= ∑М_{км (-10)} (i₄ – i₃) = 0,55 (1925 – 1700) = 124 кВт.

Сығымдағыштардың индикаторлы қуаты N_і= N_т/η_і. (η_і = 0,75 деп қабылдаймыз)

∑N _{і (-40)} = 48,8 / 0,75 = 65,1 кВт;

∑N _{і (-30)} = 24,2 / 0,75 = 32,2 кВт;

∑N _{і (-10)} = 124 / 0,75 = 165 кВт.

Сығымдағыштардың электрлік қуаты

N_э =N_т/ η_iη_мех η_эл .

Мұндағы η_і = 0,75; η_мех= 0,9; η_эл = 0,9 -деп қабылдаймыз, сонда

∑ N_{э (-40)}= 48,8 / (0,75∙ 0,9 ∙ 0,9) = 80,2 кВт;

∑ N_{э (-30)}= 24,2 / (0,75∙ 0,9 ∙ 0,9) = 39,8 кВт;

∑ N_{э (-10)}= 124 / (0,75∙ 0,9 ∙ 0,9) = 204 кВт.

Таңдалған сығымдағыштардың электроқозғалтқышының қуаты 55 және 132 кВт тең, демек есептелініп табылған қуаттан артық.

Теориялық айналамадағы шықтандырғышқа түсетін жылулық жүктеме

Q_к= ∑М_км ∙ (i₄–і_5')= 0,33(1925 – 560)= 441 кВт.

Шықтандырғышқа түсетін нақты жүктеме

Q_к.д = Q_{o т(-40)} + Q_o.т(-30) + Q_o.т(-10)+ N _{і (-40)} + N _{і (-30)} + N _{і (-10).}

Әр сатыдағы сығымдағыштардың нақты өндірімділігін келесі қатынастан анықтауға болады

Q_о= ∑ Q_o.тV_км / V_т

Суықөндірімділігі бойынша сығымдағыштар артығымен таңдалғандықтан V_км ≥V_т шықтандырғышқа түсетін нақты жылулық жүктеме

Q_к.д= 185 (0,47 / 0,29) + 159 (0,24 / 0,15) + 62 (0,33 / 0,25) + 65,1

+ 32,2 + 165 = 898 кВт.

Сығымдағыштың жұмыс істеу коэффицентті

Дата добавления: 2015-10-23