Преподаватель

Вид материала

Реферат

Содержание Приток пепла от вентиляции Эксплуатационные теплопритоки Выбор и расчёт холодильной машины 10 Распределение испарителей по камерам Поверочный тепловой расчёт холодильной машины

Подобный материал:

• Н. Н. Володин " " 2000, 4075.65kb.
• Методические указания и задания к выполнению контрольных работ для студентов инженерного, 3578.08kb.
• Елена Анатольевна Рыженко, преподаватель Iкатегории Рецензенты: Наталия Николаевна, 152.9kb.
• Методические указания и планы семинарских занятий по философии издательство тюменского, 1162.7kb.
• Культурология, 395.24kb.
• Менеджмент этнического многообразия в условиях регионального и местного самоуправления, 56.55kb.
• «Глобальные проблемы современности», 383.7kb.
• Темы курсовых работ по баскетболу (8 семестр) 2009 2010 учебный год, 10.63kb.
• Русский язык и культура речи (факультативный курс). Преподаватель, 21.07kb.
• Сценарий урока с использованием компьютера Преподаватель, 123.75kb.

При подсчете теплопритока Q'_loб учитываются все теплопритоки в данную камеру кроме теплооттоков (отрицательных значений теплопритоков), чтобы камерное оборудование могло обеспечить необходимый температурный режим.

При проектировании величины Q'_км камеры необходимо подсчитывать как алгебраическую сумму всех положительных значений теплопритоков через ограждения данной камеры и отрицательных только тех, которые обусловлены низкотемпературными камерами, подключенными к этому же компрессору. Так как к данному компрессору подключена одна камера и она не граничит с другими камерами, то значение теплопритока на компрессор Q'_1км будет равно значению Q'_loб.

Теплоприток солнечной радиации Q"₁ данных охлаждаемых камер находятся по формуле:

Q''₁ = K_p-F_c.Δt_c,Bт (7.4),

где К_р - расчётный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м град);

F - теплопередающая поверхность ограждения, облучаемая солнцем, м ;

Δt_c - избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, °С [1, стр. 30, табл. 10].

Т.к. охлаждаемые камеры находятся на северной стороне здания, то теплоприток от солнечной радиации наружной стены равен нулю Q"₁ = 0.

Теплоприток от солнечной радиации потолочного перекрытия холодильных камер, покрытых светлым рубероидом, определяется по формуле (7.4):

Q"₁ = 0,46 · 30,47 · 14,9 =208,84 Вт.

Теплопритоки через ограждения Q₁ находится по формуле (7.2):

Q_1o6 = Q_1KM = 1721,1 + 208,84 = 1929,94 Вт.

Теплопритоки от грузов Q₂ (продуктов и тары) определяются по формуле:

, Вт (7.5),

где G_np, G_T - суточное поступление в охлаждаемую камеру продукта и тары

соответственно, кг/сут;

С_пр, С_т - удельная теплоемкость продукта и тары соответственно, Дж/(кг·град);

t_np1, t_np2 - соответственно температура, с которой продукт поступает в камеру, и конечная температура продукта после термической обработки, °С;

τ_охл - время охлаждения продукта до t_np2, ч.

Суточное поступление в охлаждаемую камеру продуктов G_np принимается в зависимости от продолжительности их хранения. Если продолжительность их хранения составляет 1-2 дня, то G_np принимается равным 100 %, при 3-4-дневном хранении - 50...60 %, при более длительном хранении - 50...40 % от максимального количества данного продукта в камере Q, которое определяется как произведение суточного запаса (расхода) продукта G_np на срок его хранения τ.

Суточное поступление тары принимается в размере 20 % для деревянной и стальной, 15 % для пластмассовой, 10 % для картонной, 5% для полиэтиленовых пленок, 100 % для стеклянной тары от суточного поступления продукта G_np.

Начальная температура t_np1 зависит от предприятия, отпускающего продукт (база, пищевое предприятие), вида транспорта, расстояния перевозки, температуры наружного воздуха. Конечная температура продукта после термообработки t_np2 принимается на 1 °С выше температуры воздуха в камере. Время охлаждения продукта τ_охл принимается равным 24 ч.

Расчет теплопритоков от грузов Q₂ (продуктов и тары) в соответствующих камерах представлен в таблице 7.2.


Таблица 7.2 Расчёт теплопритоков от грузов

Наименование продукта	Gсут, кг/ сут	τ, сут	Еmax = Gсут · τ, кг	Gпр, кг/сут	Спр, Дж/(кг·град)	GТ, кг/сут	СТ, Дж/(кг·гард)	tпр1, ºC	tпр2, ºC	Q2, Вт
Яблоки свежие	10	10	100	40	3440	8	2500	25	2	41,95
Груши свежие	55	15	825	330	3440	66	2500	25	2	346,12
Бананы	50	1	50	50	3440	10	2500	25	2	89,71
Лук зелёный	0,9	1	0,9	0,9	3440	0,045	900	25	2	0,83
Перец сладкий	22	8	176	70,4	3440	14,08	2500	25	2	73,84
Томаты	12	28	336	134,4	3440	26,88	2500	25	2	140,96
Лимоны	5	1	5	5	3440	1	2500	25	2	5,24
Клюква	0,5	1	0,5	0,5	3520	0,075	1000	25	2	0,49
										699,14

Приток пепла от вентиляции рассчитывается по формуле:

, Вт (7.6)

где V - строительный объем вентилируемой камеры, м³;

а - кратность вентиляции;

ρ_в - плотность воздуха при температуре и относительной влажности в камере, кг/м³;

i_H, i_B - энтальпия воздуха, соответственно, наружного и внутри камеры, Дж/кг.

Строительный объем камеры находим, зная длину, ширину и высоту камеры: V = 6,72 · 4 · 3,5 = 94,08 м³.

Кратность вентиляции охлаждаемой камеры принимается 4 объема в сутки. Плотность воздуха рассчитывается по формуле:

, кг/м³ (7.7)

где 1,293 - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³;

t_B - температура воздуха в охлаждаемой камере, °С.

кг/м³

Значения энтальпий воздуха как наружного, так и внутри камеры определяются температурой и влажностью воздуха (t_н, φ_н и t_в, φ_в) и определяются по i-d – диаграмме влажного пара. [1, стр.73, прил. 6]

При t_H = 30 °С и φ_н = 67 %, i_H = 76000 Дж/кг.

При t_B = +1 °С и φ_в = 85 %, i_B = 9500 Дж/кг.

Рассчитываем приток тепла от вентиляции по формуле (7.6):

Вт.

Эксплуатационные теплопритоки принимаются в зависимости от величины суммарного теплопритока в камеру через ограждения Q_1об и площади камеры - в размере 40 % от величины Q_1об, если площадь камеры не превышает 10 м².

Если площадь камеры размером от 10 до 20 м², то Q₄ принимается в размере 30 %, а при площади камеры более 20 м² - 20 % от величины Q_1об.

Итоги калорического расчета представлены в таблице 7.3.


Таблица 7.3 Итоги калорического расчета

Наименование камеры	Площадь камеры	Температура и влажность воздуха в камере	Теплопритоки, Вт Итого по камере, Вт
F, м2	tв, ºС	φ, %	Q1об	Q1км	Q2	Q3	Q4	Qоб	Qкм
Фруктов, зелени и овощей	26,88	+1	85	1929,94	1929,94	699,14	373,06	385,99	3388,13	3388,13

8. Выбор и расчёт холодильной машины
   

Потребная холодопроизводительность холодильной машины с учетом потерь холода и коэффициента рабочего времени определяется по формуле:

Q_{0 брутто} = Вт (8.1),

где ΣQ_км - суммарный теплоприток в группу камер, представляющий собой полезную нагрузку компрессора и определенный по итогам калорического расчета, Вт;

ψ - коэффициент, учитывающий потери холода в установке;

b - коэффициент рабочего времени компрессора.

При системе непосредственного охлаждения камер коэффициент ψ принимается равным 1,07 [1, стр 43].

Коэффициент рабочего времени компрессора принимается для мелких и малых холодильных машин равным 0,75 [1, стр 43].

Температура кипения холодильного агента для фреоновых холодильных машин рассчитывается по формуле:

t'₀ = t_B-(14...16), °C (8.2),

где t_B - температура воздуха в камере, °С.

Температура конденсации для конденсатора с водяным охлаждением определяется по формуле:

, °C (8.3),

где - температура воды на входе в конденсатор, °C;

∆t – подогрев воды в конденсаторе, °C.

Так как вода поступает из водопровода, то величина принимается на 8…10 °C ниже расчётной температуры наружного воздуха. Подогрев воды в конденсаторах мелких и малых фреоновых холодильных машин обычно составляет ∆t = 6…8 °C, если вода из водопровода.

Определим холодопроизводительность, температуру кипения и конденсации холодильного агента.

Q_{0 брутто} = Вт,

t'₀ = 1 – 16 = - 15 °C,

t'_k = 20 + 8 + 2 = 30 °C.

По графическим характеристикам выбирается холодильная машина МКВ4-1-2.

По графическим характеристикам Q_o = (t_B,t_окр) определяется рабочая холодопроизводительность: Q'_0р = 4,93 кВт.

Для выбранных машин предварительно определяется коэффициент рабочего времени по формуле:

(8.4),

где ΣQ_км - суммарный теплоприток в группу камер, представляющий собой полезную нагрузку компрессора и определенный по итогам калорического расчета, Вт;

ψ- коэффициент, учитывающий потери холода в установке;

Q'_ор - рабочая холодопроизводительность, которую может обеспечить данная машина, определяется из графических характеристик, Вт.

Величина коэффициента рабочего времени b для мелких и малых холодильных машин должна быть в пределах от 0,4 до 0,75 [1, стр. 45].

b' =

Коэффициент рабочего времени находится в допустимых пределах, поэтому принимается машина МКВ4-1-2.

9. Техническая характеристика холодильной машины
   

Техническая характеристика выбранной машины МКВ4-1-2 представлена в таблице 9.1.


Таблица 9.1 Техническая характеристика агрегата

№ п/п	Технические показатели	МКВ4-1-2
1	Холодопроизводительность, кВт	5,35
2	Потребная мощность, кВт	2,3
3	Напряжение, В	380/220
4	Агрегат (марка)	АК4,5-1-2
	Хладагент (марка)	12
	Количество хладагента, кг	14
	Масло (марка)	ХФ-12-16
	Количество масла, кг	2,7
	Габариты агрегата, мм:
	Длина	1015
	Ширина	380
	Высота	760
	Масса агрегата, кг	285
5	Компрессор (марка)	ФВ 6
6	Конденсатор (марка)	АК4,5-1-2-010
	Поверхность, м2	1,74
	Расход воды, м3/час	0,8
7	Испаритель (марка)	ИРСН-24
	Поверхность испарительной батареи, м2	24
	Количество испарительных батарей	4
8	Теплообменник (марка)	ТХ000-000-000
9	Фильтр-осушитель (марка)	ОФЖУ000-000-05
10	Терморегулирующий вентиль 9марка)	ТРВ-2М
	Количество, шт	2
11	Датчик-реле температуры (марка)	ТР-1-02Х
	Количество, шт	2
12	Реле давления (марка)	РДЗ-01(Д220-11-БН)
	Количество, шт	2
13	Водорегулирующий вентиль (марка)	СК62045-015

10 Распределение испарителей по камерам


Определим потребную теплопередающую поверхность по формуле:

^{, м2 (10.1),}

где Q_об - суммарный теплоприток в камеру, представляющий собой максимальную тепловую нагрузку на камерное оборудование (испаритель), определенный в результате калорического расчета, Вт;

К_и - коэффициент теплопередачи камерного оборудования, Вт/(м² град);

θ - расчетная разность температур между воздухом и холодильным агентом, °С.

Величина коэффициента теплопередачи К_и принимается для ребристотрубных батарей 2…4 Вт/(м²·град) [1, стр. 46].

Расчетная разность температур для ребристотрубных испарителей составляет 14…16 °С [1, стр. 46].

м².

Машина охлаждает одну камеру. Для того чтобы испарители выбранной машины имели необходимую теплопередающую поверхность, в данной камере устанавливается два испарителя.

11. Поверочный тепловой расчёт холодильной машины
    

Целью поверочного теплового расчёта является выяснение возможности машины обеспечить необходимые температуры воздуха в охлаждаемых камерах. При этом коэффициент рабочего времени машины должен быть в диапазоне допустимых значений.

В автоматических холодильных машинах компрессор работает в течение рабочего периода цикла, а испаритель – в течение всего цикла. Поэтому компрессор рассчитывается по температуре кипения, средней за рабочий период цикла t_ор, а испаритель – по температуре кипения, средней за весь цикл t_оц. В соответствии с этим уравнение теплообмена испарителя может быть записано следующим образом:

При охлаждении машины одной камеры:

, Вт (11.1),

где Q_км – общий теплоприток в камеру, определяющий нагрузку на компрессор, Вт;

К_и - коэффициент теплопередачи испарительных батарей в камере, Вт/(м²·град);

F_и – поверхность испарительных батарей в камере, м²;

t_в - температура воздуха в камере, °С.

Из уравнения (11.1) находим температуру, среднюю за весь цикл:

, °С (11.2).

Для машин малой холодопроизводительности, работающих на охлаждение камер с температурой воздуха от -2 до +4 °С, температура кипения, средняя за рабочую часть цикла, t_ор определяется по формуле:

t_ор = t_оц – 3, °С (11.3).

t_оц = 1 - = -16,65 °С,

t_ор = -16,65 – 3 = -19,65 °С.

По графическим характеристикам находим величину действительной рабочей холодопроизводительности машины Q_0р, величину мощности N_э, потребляемую электродвигателем.

Для машины МКВ4-1-2 Q_0р = 5350 Вт, N_э = 2300 Вт.

Действительный коэффициент рабочего времени компрессора холодильной машины определяется по формуле:

b = , (11.4),

где ψ – коэффициент, учитывающий потери холода в установке, равный 1,07 [1, стр. 43];

- сумма общих теплопритоков, определяющая суммарную полезную нагрузку на компрессор, Вт;

Q_0р – действительная рабочая холодопроизводительность машины, Вт.



Коэффициент рабочего времени b лежит в пределах от 0,4 до 0,75, следовательно холодильные машины выбраны правильно.

Холодильные машины, укомплектованные конденсаторами с водяным охлаждением, как правило, имеют водорегулирующий вентиль (ВРВ), автоматически поддерживающий выбранную температуру конденсации.

Определим тепловую нагрузку конденсатора по формуле:

Q_кд = Q_0р + N_э·η_э·η_п·η_мех, Вт (11.5),

где N_э – электрическая мощность, потребляемая электродвигателем, Вт;

η_э, η_п,η_мех – коэффициенты полезного действия соответственно: электродвигателя, передачи вращения двигателя на вал компрессора, механический;

Q_0р – действительная рабочая холодопроизводительность машины, Вт.

Q_кд = 5350 +2300·0,91·0,97·0,9 = 7177,2 Вт.

Для конденсатора с водяным охлаждением определяется расход охлаждающей воды по формуле:

, м³/с (11.6),

где С_вд – теплоёмкость воды, 4186,8 Дж/(кг·град);

ρ_вд – плотность воды, 1000 кг/м³;

t_вд1, t_вд2 – температура воды соответственно на входе в конденсатор и на выходе из него, °С.

Температура воды на входе в конденсатор t_вд1 была принята ранее и равна 20 °С. Температура воды на выходе из конденсатора t_вд2 подсчитывается из уравнения теплопередачи в конденсаторе:

Q_кд = К_кд·F_кд·θ (11.7),

где θ – средняя логарифмическая разность между температурой конденсации и температурой охлаждающей воды, равная:

θ = , °С (11.8).

Величину коэффициента теплопередачи К_кд рекомендуется принимать для фреоновых кожухотрубных и кожухозмеековых конденсаторов в интервале 400…700 Вт/(м²·град).

Из уравнения (11.7) по подсчитанной ранее тепловой нагрузке конденсатора Q_кд и взятой из технической характеристики выбранной машины величине теплопередающей поверхности конденсатора F_кд находится величина θ.

θ = = = 6,87 °С.

Из уравнения (11.8) по известным величинам θ, t_к, t_вд1 находится значение температуры воды на выходе из конденсатора t_вд2.

Воспользовавшись графиком, определим разность температур t_к- t_вд2 = 4,4. [1, стр. 70, прил. 3].

t_вд2 = θ · 2,3lg= 6,87·2,3lg+ 20 = 25,6 °С.

Определим расход воды на конденсатор:

V_вд =

Поскольку машина работает на одну камеру, температура воздуха в камере не проверяется.


Список используемой литературы

1. Методические указания. Холодильная техника и технология. - Новосибирск, 2000
   
2. Ф. Е. Мещеряков. Основы холодильной техники и холодильной технологии. – М.: Пищевая промышленность, 1975
   
3. Большаков С. А. Холодильная техника и технология продуктов питания: Учеб­ник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 304 с.