Potopljeni isparivač za proračun vodenog hlađenja. Proračun isparivača

Površina površine za prijenos topline isparivača F, m 2, određena je formulom:

gdje je toplinski tok u isparivaču, W

k – koeficijent prolaza toplote isparivača, W/(m 2 *K), zavisi od tipa isparivača;

Prosječna logaritamska razlika između temperatura ključanja freona i ohlađenog medija;

–specifični toplotni tok jednak 4700 W/m2

Protok rashladne tekućine potreban za uklanjanje dotoka topline određuje se formulom:

Gdje sa - toplotni kapacitet hlađenog medija: za vodu 4.187 kJ/(kg*°C), za salamuru toplotni kapacitet se uzima prema posebnim tabelama u zavisnosti od njegove tačke smrzavanja, koja se uzima 5-8°C ispod tačke ključanja. rashladno sredstvo t 0 for otvoreni sistemi i 8-10°C niže t 0 za zatvorene sisteme;

ρ r - gustina SCR rashladnog sredstva, kg/m 3 ;

Δ t R - razlika u temperaturi rashladnog sredstva na ulazu u isparivač i na izlazu, °C.

Za uslove klimatizacije u prisustvu komora za navodnjavanje sa mlaznicama koriste se šeme distribucije protoka vode. Prema tome, Δt r će se odrediti kao temperaturna razlika na izlazu iz posude komore za navodnjavanje t w.k i na izlazu iz isparivača t X :.

8. Izbor kondenzatora

Proračun kondenzatora svodi se na određivanje površine površine za prijenos topline, prema kojoj se bira jedan ili više kondenzatora ukupne površine jednake izračunatoj (površinska margina ne veća od + 15%).

1. Teoretski protok topline u kondenzatoru određen je razlikom specifičnih entalpija u teoretskom ciklusu sa ili bez uzimanja u obzir pothlađivanja u kondenzatoru:

a) protok toplote, uzimajući u obzir pothlađivanje u kondenzatoru, određen je razlikom specifičnih entalpija u teoretskom ciklusu:

b) protok toplote bez uzimanja u obzir pothlađenja u kondenzatoru i u odsustvu regenerativnog izmenjivača toplote

Ukupno toplotno opterećenje, uzimajući u obzir termički ekvivalent snage koju kompresor troši da komprimuje rashladno sredstvo (stvarni toplotni tok):

2. Određuje se prosječna logaritamska temperaturna razlika θ cf između rashladnog sredstva za kondenzaciju i rashladnog medija kondenzatora, °C:

gdje je temperaturna razlika na početku površine prijenosa topline (velika temperaturna razlika), 0 C:

Temperaturna razlika na kraju površine za prijenos topline (manja temperaturna razlika), 0 C:

3. Pronađite specifični toplotni tok:

gdje je k koeficijent prolaza topline, jednak 700 W/(m 2 *K)

4. Površina za prijenos topline kondenzatora:

5. Protok rashladnog medija kondenzatora:

gdje je ukupni toplinski protok u kondenzatoru iz svih grupa kompresora, kW;

sa - specifični toplotni kapacitet rashladnog medija kondenzatora (voda, vazduh), kJ/(kg*K);

ρ - gustina rashladnog medija kondenzatora, kg/m 3 ;

- zagrijavanje rashladnog medija kondenzatora, °C:

1.1 - faktor sigurnosti (10%), uzimajući u obzir neproduktivne gubitke.

Na osnovu potrošnje vode i uzimajući u obzir potreban pritisak, odabire se cirkulacijska pumpa za dovod vode potrebnog kapaciteta. Mora biti obezbeđena rezervna pumpa.

9. Izbor glavnih rashladnih jedinica

Odabir rashladnog uređaja vrši se pomoću jedne od tri metode:

Prema opisanoj zapremini kompresora uključenog u mašinu;

Prema grafikonima performansi hlađenja mašine;

Prema tabličnim vrijednostima rashladnog kapaciteta mašine datim u tehničkim specifikacijama proizvoda.

Prva metoda je slična onoj koja se koristi za proračun jednostepenog kompresora: određuje se potrebna zapremina koju opisuju klipovi kompresora, a zatim se iz tablica tehničkih specifikacija bira mašina ili nekoliko mašina tako da stvarna vrednost opisane zapremine po klipovima je za 20-30% veća od dobijene proračunom.

Prilikom odabira rashladne mašine po trećem metodu, potrebno je rashladni kapacitet mašine, izračunat za uslove rada, dovesti na uslove pod kojima je dat u tabeli karakteristika, odnosno na standardne uslove.

Nakon odabira marke uređaja (prema rashladnom kapacitetu normaliziranom na standardne uvjete), potrebno je provjeriti da li je površina za prijenos topline isparivača i kondenzatora dovoljna. Ako je površina prijenosa topline uređaja navedena u tehničkim specifikacijama jednaka izračunatoj ili malo veća od nje, stroj je ispravno odabran. Ako se, na primjer, ispostavi da je površina isparivača manja od izračunate, potrebno je postaviti novu vrijednost temperaturne razlike (niža tačka ključanja), a zatim provjeriti da li je rad kompresora dovoljan. na novoj vrijednosti tačke ključanja.

Prihvatamo vodeno hlađeni rashladni uređaj marke York YCWM sa kapacitetom hlađenja od 75 kW.

Sopstvena proizvodnja rashladnih jedinica (chiller-a) tečnosti organizovana je 2006. godine. Prvi agregati imali su rashladni kapacitet od 60 kW i montirani su na bazi pločastih izmjenjivača topline. Po potrebi su opremljeni hidrauličnim modulom.

Hidromodul je termički izolirani rezervoar kapaciteta 500 litara (ovisno o snazi, tako da za instalaciju kapaciteta hlađenja od 50-60 kW kapacitet rezervoara treba biti 1,2-1,5 m3) podijeljen posebno oblikovanom pregradom na dva posude sa "toplom" i "ohlađenom" vodom. Pumpa unutrašnja kontura, uzimajući vodu iz "toplog" odjeljka spremnika, dovodi je do pločastog izmjenjivača topline, gdje se, prolazeći u protustruji sa freonom, hladi. Ohlađena voda teče u drugi dio rezervoara. Kapacitet unutrašnje pumpe ne sme biti manji od kapaciteta pumpe eksternog kola. Poseban oblik pregrade omogućava vam regulaciju volumena preljeva u širokom rasponu uz malu promjenu razine vode.

Kada se voda koristi kao rashladno sredstvo, takve instalacije omogućavaju da se ohladi na +5ºC ÷ +7ºC. Shodno tome, kada standardni proračun opreme, pretpostavlja se da je temperatura ulazne vode (koja dolazi od potrošača) +10ºC ÷ +12ºC. Snaga instalacije se izračunava na osnovu potreban protok vode.

Naša oprema je opremljena višestepenim zaštitnim sistemima. Prekidači pritiska štite kompresor od preopterećenja. Graničnik niskog pritiska ne dozvoljava vrelom freonu da snizi temperaturu ispod minus 2ºS, štiteći pločasti izmjenjivač topline od mogućeg smrzavanja vode. Instalirani prekidač protoka će isključiti kompresor za hlađenje ako vazdušna brava, kada su cjevovodi začepljeni, kada se ploče smrzavaju. Regulator usisnog pritiska održava tačku ključanja freona +1ºS ±0.2ºS.

Postavili smo slične uređaje za hlađenje rastvora slanih kupki za soljenje sira u siranama, za brzo hlađenje mlijeka nakon pasterizacije u mljekarama, za nesmetano snižavanje temperature vode u bazenima u fabrikama za proizvodnju (uzgoj i uzgoj) ribe.

Ako je potrebno sniziti temperaturu rashladnog sredstva sa +5ºC ÷ +7ºS na negativne i blizu nulte temperature, kao rashladno sredstvo umjesto vode koristi se otopina propilen glikola. Koristi se i ako temperatura okoline padne ispod -5ºS, ili ako je potrebno s vremena na vrijeme isključiti pumpu unutrašnjeg kruga (krug: međuspremnik - izmjenjivač topline rashladne jedinice).

Prilikom izračunavanja opreme nužno uzimamo u obzir promjene u takvim svojstvima rashladnog sredstva kao što su toplinski kapacitet i površinski koeficijent prijenosa topline. INSTALACIJA PREDVIĐENA ZA RAD SA VODOM RADIĆE NEISPRAVNO KADA SE RASHLADNA TEČNOST ZAMJENI RASTVORIMA ETILEN GLIKOLA, PROPILEN GLIKOLA ILI RASOLOM. I OBRATNO.

Parafinska rashladna jedinica, sastavljena prema ovoj shemi, radi zajedno sa vazdušni sistem rashladna tečnost unutra zimsko vrijeme, sa automatskim gašenjem rashladnog kompresora.

Imamo iskustvo u projektovanju i proizvodnji rashladnih uređaja za rešavanje problema hlađenja u kratkom vremenskom periodu, ali sa velike snage hlađenje. Na primjer, radnja za prijem mlijeka zahtijeva instalacije sa radnim vremenom od 2 sata dnevno za hlađenje 20 tona mlijeka za to vrijeme od +25ºC ÷ +30ºS do +6ºC ÷ +8ºS. Ovo je takozvani problem pulsnog hlađenja.

Prilikom postavljanja problema pulsnog hlađenja proizvoda, ekonomski je isplativo proizvesti rashladni uređaj sa hladnim akumulatorom. Standardno radimo sljedeće postavke:

A) Termički izolirani rezervoar se proizvodi sa zapreminom od 125-150% od izračunatog tampon rezervoar, ispunjen vodom do 90%;

B) Unutar njega se postavlja isparivač od savijenih bakarnih cjevovoda ili metalnih ploča sa žljebovima izrezbarenim iznutra;

Dovodom freona na temperaturi od -17ºC ÷ -25ºC obezbjeđujemo zamrzavanje leda potrebna debljina. Voda primljena od potrošača se hladi kao rezultat topljenja leda. Bubiranje se koristi za povećanje brzine topljenja.

Takav sistem omogućava upotrebu rashladnih uređaja snage 5-10 puta manje od vrijednosti impulsne snage rashladnog opterećenja. Treba imati na umu da se temperatura vode u rezervoaru može značajno razlikovati od 0ºC, jer je brzina topljenja leda u vodi sa temperaturom od čak +5ºC vrlo niska. Takođe, nedostaci ovog sistema uključuju veliku težinu i veličinu rezervoara sa isparivačem, što se objašnjava potrebom da se obezbedi velika površina izmjena toplote na interfejsu led/voda.

Ako je potrebno koristiti vodu sa temperaturom blizu nule (0ºS÷+1ºS) kao rashladnu tečnost, bez mogućnosti upotrebe rastvora propilen glikola, etilen glikola ili slanih rastvora (npr. sistem nije zategnut ili zahteva SANPiN), proizvodimo rashladne uređaje pomoću filmskih izmjenjivača topline.

Sa takvim sistemom, voda koja dolazi od potrošača, prolazi poseban sistem kolektore i dizne, ravnomerno pere velike metalne ploče ohlađene freonom na minus 5ºC. Tekući prema dolje, dio vode se smrzava na pločama, stvarajući tanak sloj leda, ostatak vode, koji teče niz ovaj film, hladi se do željenu temperaturu i prikuplja se u toplotno izoliranom spremniku koji se nalazi ispod ploča, odakle se isporučuje potrošaču.

Takvi sistemi imaju stroge zahtjeve za nivoom prašine u prostoriji u kojoj je ugrađen rezervoar sa isparivačem i iz očiglednih razloga zahtijevaju više visoki nivo plafoni. Karakteriziraju ih najveće dimenzije i cijena.

Naša kompanija će rešiti svaki problem sa hlađenjem tečnosti koji imate. Montiraćemo (ili odabrati gotovu) instalaciju sa optimalnim principom rada i minimalnim troškovima, kako same instalacije tako i njenog rada.

1. Kursni zadatak

Prema početnim podacima za nastavni rad potrebno je:

Odrediti hidraulične gubitke cirkulacijskog kruga isparivača;

Odredite korisni tlak u krugu prirodna cirkulacija stupnjevi isparivača;

Odredite radnu brzinu cirkulacije;

Odredite koeficijent prolaza toplote.

Početni podaci.

Tip isparivača - I -350

Broj cijevi Z = 1764

Parametri grejne pare: P p = 0,49 MPa, t p = 168 0 C.

Potrošnja pare D p = 13,5 t/h;

Dimenzije:

L 1 = 2,29 m

L 2 = 2,36 m

D 1 = 2,05 m

D 2 = 2,85 m

Drop pipes

Broj n op = 22

Prečnik d op = 66 mm

Temperaturna razlika po stepenu t = 14 o C.

2. Namjena i dizajn isparivača

Isparivači su dizajnirani za proizvodnju destilata koji nadoknađuje gubitak pare i kondenzata u glavnom ciklusu parnih turbinskih jedinica elektrana, kao i za proizvodnju pare za opće potrebe postrojenja i eksternih potrošača.

Isparivači se mogu koristiti kao dio jednostepenih i višestepenih isparivača za rad u tehnološkom kompleksu termoelektrana.

Kao medij za grijanje može se koristiti para srednjeg i niskog pritiska iz turbinskih ili RDU ekstrakcija, au nekim modelima čak i voda temperature 150-180 °C.

U zavisnosti od namjene i zahtjeva za kvalitetom sekundarne pare, isparivači se izrađuju sa jednostepenim i dvostepenim uređajima za ispiranje parom.

Isparivač je posuda cilindrični i, po pravilu, vertikalnog tipa. Rezanje po dužini Instalacija isparivača je prikazana na slici 1. Telo isparivača se sastoji od cilindričnog omotača i dva eliptična dna zavarena na kućište. Za pričvršćivanje na temelj, nosači su zavareni na tijelo. Za podizanje i pomicanje isparivača predviđeni su teretni spojevi (tapci).

Tijelo isparivača je opremljeno cijevima i spojnicama za:

Dovod pare za grijanje (3);

Uklanjanje sekundarne pare;

Ispuštanje kondenzata grejne pare (8);

Snabdevanje napojnu vodu isparivač (5);

Dovod vode do uređaja za ispiranje parom (4);

Kontinuirano puhanje;

Ispuštanje vode iz kućišta i povremeno čišćenje;

Bypass nekondenzirajućih plinova;

Ugradnja sigurnosnih ventila;

Ugradnja kontrolnih uređaja i automatska regulacija;

Uzorkovanje

Kućište isparivača ima dva otvora za pregled i popravku unutrašnjih uređaja.

Napojna voda struji kroz kolektor (5) do lima za pranje (4) i kroz cijevi za spuštanje do donjeg dijela grijne sekcije (2). Grejna para ulazi kroz cev (3) u međucevni prostor grejne sekcije. Prilikom pranja cijevi grijaćeg dijela, para se kondenzira na zidovima cijevi. Kondenzat grejne pare teče u donji deo grejne sekcije, formirajući negrejanu zonu.

Unutar cijevi, prvo voda, a zatim mješavina pare i vode diže se u dio za generiranje pare u dijelu grijanja. Para se diže do vrha, a voda teče u prstenasti prostor i pada.

Rezultirajuća sekundarna para prvo prolazi kroz lim za pranje, gdje ostaju velike kapi vode, zatim kroz separator (6), gdje se hvataju srednje i male kapi. Kretanje vode u donjim cijevima, prstenastom kanalu i mješavine pare i vode u cijevima grijne sekcije nastaje zbog prirodne cirkulacije: razlike u gustoći vode i mješavine pare i vode.

Rice. 1. Postrojenje za isparavanje

1 - tijelo; 2 - dio za grijanje; 3 - dovod pare za grejanje; 4 - list za pranje; 5 - dovod napojne vode; 6 - separator sa žaluzinama; 7 - donje cijevi; 8 - odvod kondenzata ogrjevne pare.

3. Određivanje parametara sekundarne pare isparivača

Fig.2. Dijagram postrojenja za isparavanje.

Sekundarni pritisak pare u isparivaču određen je temperaturnim pritiskom stepena i parametrima protoka u krugu grejanja.

Pri P p = 0,49 MPa, t p = 168 o C, h p = 2785 KJ/kg

Parametri pri pritisku zasićenja P n = 0,49 MPa,

t n = 151 o C, h" p = 636,8 KJ/kg; h" p = 2747,6 KJ/kg;

Pritisak sekundarne pare je određen temperaturom zasićenja.

T n1 = t n ∆t = 151 14 = 137 o C

gdje je ∆t = 14 o C.

Na temperaturi zasićenja t n1 = 137 o C sekundarni pritisak pare

P 1 = 0,33 MPa;

Entalpije pare kod P 1 = 0,33 MPa h" 1 = 576,2 KJ/kg; h" 1 = 2730 KJ/kg;

4. Određivanje produktivnosti postrojenja za isparavanje.

Performanse postrojenja za isparivanje određuju se protokom sekundarne pare iz isparivača

D iu = D i

Količina sekundarne pare iz isparivača određuje se iz jednačine toplotnog bilansa

D ni ∙(h ni -h΄ ni )∙η = D i ∙h i ˝+ α∙D i ∙h i ΄ - (1+α)∙D i ∙h pv ;

Otuda potrošnja sekundarne pare iz isparivača:

D = D n ∙(h n - h΄ n )η/((h˝ 1 + αh 1 ΄ - (1 + α)∙h pv )) =

13,5∙(2785 636,8)0,98/((2730+0,05∙576,2 -(1+0,05)∙293,3)) = 11,5 4 t/h.

gdje je entalpija zagrijane pare i njenog kondenzata

H n = 2785 KJ/kg, h΄ n = 636,8 KJ/kg;

Entalpije sekundarne pare, njenog kondenzata i napojne vode:

H˝ 1 =2730 KJ/kg; h΄ 1 = 576,2 KJ/kg;

Entalpija napojne vode na t pv = 70 o C: h pv = 293,3 KJ/kg;

Puhanje α = 0,05; one. 5 %. Efikasnost isparivača, η = 0,98.

Performanse isparivača:

D iu = D = 11,5 4 t/h;

5. Toplotni proračun isparivača

Proračun se vrši metodom sukcesivnih aproksimacija.

Protok toplote

Q = (D /3,6)∙ =

= (11,5 4 /3,6)∙ = 78 56,4 kW;

Koeficijent prijenosa topline

k = Q/ΔtF = 7856,4/14∙350 = 1,61 kW/m 2 ˚S = 1610 W/m 2 ˚S,

gdje je Δt=14˚C; F= 350 m2;

Specifični toplotni tok

q =Q/F = 78 56,4/350 = 22,4 kW/m2;

Reynoldsov broj

Re = q∙H/r∙ρ"∙ν = 22, 4 ∙0,5725/(21 10 , 8 ∙9 1 5∙2,03∙10 -6 ) = 32 , 7 8;

Gdje je visina površine za izmjenu topline

H = L 1 /4 = 2,29 /4 = 0,5725 m;

Toplota isparavanja r = 2110,8 kJ/kg;

Gustina tečnosti ρ" = 915 kg/m 3 ;

Kinematički koeficijent viskoznosti na P n = 0,49 MPa,

ν =2,03∙10 -6 m/s;

Koeficijent prijenosa topline od kondenzirajuće pare do zida

pri Re = 3 2, 7 8< 100

α 1n =1.01∙λ∙(g/ν 2 ) 1/3 Re -1/3 =

1,01∙0,684∙(9,81/((0,2 0 3∙10 -6 ) 2 )) 1/3 ∙3 2 , 7 8 -1/3 = 133 78 ,1 W/m 2 ˚S ;

gdje na P str = 0,49 MPa, λ = 0,684 W/m∙˚S;

Koeficijent prijenosa topline uzimajući u obzir oksidaciju zidova cijevi

α 1 =0,75∙α 1n =0,75∙133 78,1 = 10 0 3 3,6 W/m 2 ˚S;

6. Određivanje brzine cirkulacije.

Proračun se vrši grafičko-analitičkom metodom.

S obzirom na tri vrijednosti brzine cirkulacije W 0 = 0,5; 0,7; 0,9 m/s izračunavamo otpor u dovodnim vodovima ∆R sub i korisni pritisak ∆R sprat . Na osnovu proračunskih podataka konstruišemo graf ΔR sub .=f(W) i ΔR kat .=f(W). Pri ovim brzinama, ovisnost otpora u dovodnim vodovima ∆R sub i korisni pritisak ∆R sprat ne seku. Stoga smo ponovo postavili tri vrijednosti brzine cirkulacije W 0 = 0,8; 1.0; 1,2 m/s; Ponovo izračunavamo otpor u dovodnim vodovima i korisni pritisak. Presjek ovih krivulja odgovara radnoj vrijednosti brzine cirkulacije. Hidraulički gubici u dovodnom dijelu sastoje se od gubitaka u prstenastom prostoru i gubitaka na ulaznim dijelovima cijevi.

Prstenast prostor

F k =0,785∙[(D 2 2 -D 1 2 )-d 2 op ∙n op ]=0,785[(2,85 2 2,05 2 ) 0,066 2 ∙22] = 3,002 m 2 ;

Ekvivalentni prečnik

D eq =4∙F k /(D 1 +D 2 +n∙d op ) π =4*3,002/(2,05+2,85+ 22∙0,066)3,14= 0,602 m;

Brzina vode u prstenastom kanalu

W do =W 0 ∙(0,785∙d 2 in ∙Z/F do ) =0,5∙(0,785∙0,027 2 ∙1764 /3,002) = 0,2598 m/s;

Gdje unutrašnji prečnik cijevi za grijanje

D in = d n 2∙δ = 32 - 2∙2,5 = 27 mm = 0,027 m;

Broj cijevi za grijanje Z = 1764 kom.

Obračun vršimo u tabelarnom obliku, tabela 1

Proračun brzine cirkulacije. Tabela 1.

p/p	Naziv, formula definicije, mjerna jedinica.	Brzina, W 0 , m/s
	Brzina vode u prstenastom kanalu: W do =W 0 *((0,785*d int 2 z)/F to), m/s	0,2598	0,3638	0,4677
	Reynoldsov broj: Re =W do ∙D eq / ν	770578,44	1078809,8	1387041,2
	Koeficijent trenja u prstenastom kanalu λ tr = 0,3164/Re 0,25	0,0106790	0,0098174	0,0092196
	Gubitak pritiska pri kretanju u prstenastom kanalu, Pa: ΔR k =λ tr *(L 2 /D eq)*(ρ΄W k 2 /2);	1,29	2,33	3,62
	Gubitak pritiska na ulazu iz prstenastog kanala, Pa; ΔR in =(ξ in +ξ out )*((ρ"∙W do 2 )/2), Gdje je ξin =0,5;ξout =1,0.	46,32	90,80	150,09
	Gubitak pritiska na ulazu u cevi grejne sekcije, Pa; ΔR ulaz .=ξ ulaz .*(ρ"∙W do 2 )/2, Gdje je ξ ulaz = 0,5	15,44	30,27	50,03
	Gubitak pritiska kada se voda kreće u ravnom dijelu, Pa; ΔR tr =λ gr *(ℓ ali /d u )*(ρ΄W do 2 /2), gdje je ℓ ali -visina donjeg negrijanog prostora, m. ℓ ali = ℓ +(L 2 -L 1 )/2=0,25 +(3,65-3,59)/2=0,28 m,ℓ =0,25-nivo kondenzata	3,48	6,27	9,74
	Gubici u odvodnim cijevima, Pa; ΔR op = ΔR u +ΔR do	47,62	93,13	153,71
	Gubici u negrijanom prostoru, Pa; ΔR ali =ΔR in.tr.+ΔR tr.	18,92	36,54	59,77
	Protok topline, kW/m 2 ; G in =kΔt= 1,08∙10= 10,8	22,4	22,4	22,4
	Ukupna količina dovedene topline u prstenasti prostor, kW; Q k =πD 1 L 1 kΔt=3,14∙2,5∙3,59∙2,75∙10= 691,8	330,88	330,88	330,88
	Povećanje entalpije vode u prstenastom kanalu, KJ/kg; Δh k =Q k /(0,785∙d int 2 Z∙W∙ρ")	0,8922	0,6373	0,4957
	Visina dijela ekonomajzera, m;ℓ eq =((-Δh do - -(ΔR op +ΔR ali )∙(dh/dr)+gρ"∙(L 1 - ℓ ali )∙(dh/dr))/ ((4g in /ρ"∙W∙d in )+g∙ρ"∙(dh/dr)), gdje je (dh/dr)= =Δh/Δr=1500/(0,412*10 5 )=0,36	1,454	2,029	2,596
	Gubici u dijelu ekonomajzera, Pa; ΔR eq =λ∙ ℓ eq ∙(ρ"∙W 2 )/2	1,7758	4,4640	8,8683
15 15	Ukupni otpor u vodovima napajanja, Pa; ΔR sub =ΔR op +ΔR ali +ΔR ek	68,32	134,13	222,35
	Količina pare u jednoj cijevi, kg/s D" 1 =Q/z∙r	0,00137	0,00137	0,00137
	Smanjena brzina na izlazu cijevi, m/s, W" ok =D" 1 /(0,785∙ρ"∙d int 2) = 0,0043/(0,785∙1,0∙0,033 2 ) =1,677 m/s;	0,83	0,83	0,83
	Prosječna data brzina, W˝ pr =W˝ ok /2= =1.677/2=0.838 m/s	0,42	0,42	0,42
	Sadržaj potrošne pare, β ok =W˝ pr /(W˝ pr +W)	0,454	0,373	0,316
	Brzina uspona jednog mjehurića u stacionarnoj tekućini, m/s W trbuh =1,5 4 √gG(ρ΄-ρ˝/(ρ΄)) 2	0,2375	0,2375	0,2375
	Faktor interakcije Ψ in =1,4(ρ΄/ρ˝) 0,2 (1-(ρ˝/ρ΄)) 5	4,366	4,366	4,366
	Grupna brzina uspona balona, ​​m/s W* =W stomak Ψ gore	1,037	1,037	1,037
	Brzina miješanja, m/s W cm.r =W pr "+W	0,92	1,12	1,32
	Volumetrijski sadržaj pare φ ok =β ok /(1+Š*/Š cm.r)	0,213	0,193	0,177
	Pogonski pritisak, Pa ΔR dv =g(ρ-ρ˝)φ ok L para, gdje je L para =L 1 -ℓ ali -ℓ eq =3,59-0,28-ℓ eq;	1049,8	40,7	934,5
	Gubici trenjem u parovodu ΔR tr.steam = =λ tr ((L para /d in))(ρ΄W 2 /2))	20,45	1,57	61,27
	Gubici na izlazu iz cijevi ΔR out =ξ out (ρ΄W 2 /2)[(1+(W pr ˝/W)(1-(ρ˝/ρ΄)]	342,38	543,37	780,96
	Gubici ubrzanja protoka ΔR us =(ρ΄W) 2 (y 2 -y 1), gdje je y 1 =1/ρ΄=1/941,2=0,00106 pri x=0; φ=0 y 2 =((x 2 k /(ρ˝φ k ))+((1-x k ) 2 /(ρ΄(1-φ k )	23 , 8 51 0,00106 0,001 51	38 , 36 0,00106 0,001 44	5 4,0 6 0,00106 0,001 39
	W cm =W˝ ok +W β do =W˝ ok /(1+(W˝ok/W cm)) φ k =β k /(1+(W˝ ok /W cm )) x k =(ρ˝W˝ ok)/(ρ΄W)	1 , 33 0, 62 0, 28 0 0,000 6 8	1 , 53 0, 54 0, 242 0,0005 92	1 , 7 3 0,4 8 0,2 13 0,000 523
	Korisna glava, Pa; ΔR sprat =ΔR ulaz -ΔR tr -ΔR izlaz -ΔR ak	663 ,4	620 , 8	1708 , 2

Ovisnost je izgrađena:

ΔR donji=f(W) i ΔR pod .=f(W), sl. 3 i pronađite W p = 0,58 m/s;

Reynoldsov broj:

Re = (W r d in )/ν = (0,5 8∙0,027)/(0,20 3∙10 -6) = 7 7 1 4 2,9;

Nusselt broj:

N i = 0,023∙Re 0,8 ∙Pr 0,37 = 0,023∙77142,9 0,8 ∙1,17 0,37 = 2 3 02, 1;

gdje je broj Pr = 1,17;

Koeficijent prijenosa topline sa zida na kipuću vodu

α 2 = Nuλ/d ekst = (2302,1∙0,684)/0,027 = 239257,2 W/m 2 ∙˚S

Koeficijent prijenosa topline sa zida na kipuću vodu uzimajući u obzir oksidni film

α΄ 2 =1/(1/α 2 )+0,000065=1/(1/ 239257,2 )+0,000065= 1,983 W/m 2 ∙˚S;

Koeficijent prijenosa topline

K=1/(1/α 1 )+(d in /2λ st )*ℓn*(d n /d in )+(1/α΄ 2 )*(d in /d n ) =

1/(1/ 1983 )+(0,027/2∙60)∙ℓn(0,032/0,027)+(1/1320)∙(0,027/0,032)=

17 41 W/m 2 ∙˚S;

gdje za član 20 imamo λst= 60 W/m∙OWITH.

Odstupanje od ranijeg prihvaćenu vrijednost

δ = (k-k0 )/k0 ∙100%=[(1 741 1603 )/1 741 ]*100 % = 7 , 9 % < 10%;

Književnost

1. Ryzhkin V.Ya. Termoelektrane. M. 1987.

2. Kutepov A.M. i dr. Hidrodinamika i prenos toplote tokom isparavanja. M. 1987.

3. Ogai V.D. implementacija tehnološki proces u termoelektrani. Smjernice do implementacije rad na kursu. Almaty. 2008.

Promjena	List	Dokument№	Subp	datum	KR-5V071700 PZ	List
Završeno		Poletaev P.
Supervizor

Pri proračunu projektovanog isparivača određuje se njegova površina za prijenos topline i volumen cirkulirajuće slane vode ili vode.

Površina za prijenos topline isparivača nalazi se pomoću formule:

gdje je F površina za prijenos topline isparivača, m2;

Q 0 – kapacitet hlađenja mašine, W;

Dt m – za isparivače s školjkom i cijevi ovo je prosječna logaritamska razlika između temperature rashladne tekućine i temperature ključanja rashladno sredstvo, a za panelne isparivače - aritmetičku razliku između temperatura izlazne slane vode i tačke ključanja rashladnog sredstva, 0 C;

– gustina toplotnog toka, W/m2.

Za približne proračune isparivača koristite vrijednosti koeficijenata prolaza topline dobivene eksperimentalno u W/(m 2 ×K):

za isparivače amonijaka:

ljuska i cijev 450 – 550

tabla 550 – 650

za freonske kućište i cijevi isparivače sa kotrljajućim rebrima 250 – 350.

Prosječna logaritamska razlika između temperatura rashladnog sredstva i točke ključanja rashladnog sredstva u isparivaču izračunava se pomoću formule:

(5.2)

gdje su t P1 i t P2 temperature rashladnog sredstva na ulazu i izlazu iz isparivača, 0 C;

t 0 – tačka ključanja rashladnog sredstva, 0 C.

Za panelne isparivače, zbog velike zapremine rezervoara i intenzivne cirkulacije rashladne tečnosti, to prosječna temperatura može se uzeti jednakom temperaturi na izlazu iz rezervoara t P2. Stoga za ove isparivače

Zapremina cirkulirajuće rashladne tekućine određena je formulom:

(5.3)

gdje je V P zapremina cirkulirajuće rashladne tekućine, m 3 /s;

s R – specifični toplotni kapacitet slane vode, J/(kg × 0 C);

r P – gustina slane vode, kg/m3;

t P2 i t P1 – temperatura rashladnog sredstva na ulazu u hlađenu prostoriju i izlazu iz nje, 0 C;

Q 0 – kapacitet hlađenja mašine.

Vrijednosti c P i r P nalaze se iz referentnih podataka za odgovarajuću rashladnu tekućinu u zavisnosti od njene temperature i koncentracije.

Temperatura rashladnog sredstva dok prolazi kroz isparivač pada za 2 - 3 0 C.

Proračun isparivača za hlađenje zraka u rashladne komore

Za distribuciju isparivača uključenih u rashladnu mašinu, odredite potrebnu površinu za prijenos topline koristeći formulu:

gdje je SQ ukupan protok topline u komoru;

K – koeficijent prolaza toplote komorne opreme, W/(m 2 ×K);

Dt – izračunata temperaturna razlika između vazduha u komori i prosečne temperature rashladnog sredstva tokom hlađenja slanom vodom, 0 C.

Koeficijent prolaza toplote za bateriju je 1,5–2,5 W/(m 2 K), za vazdušne hladnjake – 12–14 W/(m 2 K).

Procijenjena temperaturna razlika za baterije je 14–16 0 C, za hladnjake zraka - 9–11 0 C.

Broj rashladnih uređaja za svaku komoru određuje se formulom:

gdje je n potreban broj rashladnih uređaja, kom.;

f – površina za prijenos topline jedne baterije ili hladnjaka zraka (preuzeto na osnovu tehničke specifikacije automobili).

Kondenzatori

Postoje dvije glavne vrste kondenzatora: vodeno hlađeni i zračno hlađeni. U rashladnim jedinicama velikog kapaciteta koriste se i kondenzatori hlađeni vodom i zrakom, koji se nazivaju evaporativni kondenzatori.

U komercijalnim rashladnim uređajima rashladna oprema Najčešće se koriste vazdušno hlađeni kondenzatori. U poređenju sa kondenzatorima hlađenim vodom, ekonomični su za rad i lakši za instalaciju i rad. Rashladne jedinice koje uključuju kondenzatore hlađene vodom su kompaktnije od jedinica sa kondenzatorima hlađenim zrakom. Osim toga, stvaraju manje buke tokom rada.

Vodeno hlađeni kondenzatori razlikuju se po prirodi kretanja vode: tipu protoka i tipu navodnjavanja, a po dizajnu - školjkasto-namotastim, dvocijevnim i školjkastim.

Glavni tip su horizontalni kondenzatori sa školjkom i cijevi (slika 5.3). Ovisno o vrsti rashladnog sredstva, postoje neke razlike u dizajnu kondenzatora amonijaka i freona. U pogledu veličine površine prijenosa topline, amonijačni kondenzatori pokrivaju raspon od približno 30 do 1250 m2, a freonski kondenzatori - od 5 do 500 m2. Osim toga, amonijačni vertikalni kondenzatori s školjkom i cijevi proizvode se s površinom prijenosa topline od 50 do 250 m 2.

Oklopni kondenzatori se koriste u mašinama srednjeg i velikog kapaciteta. Vruće pare rashladnog sredstva ulaze kroz cijev 3 (slika 5.3) u međucijevni prostor i kondenzuju se na vanjskoj površini horizontalnog snopa cijevi.

Rashladna voda cirkuliše unutar cijevi pod pritiskom pumpe. Cijevi su raširene u cijevnim limovima, zatvorene s vanjske strane kapama za vodu sa pregradama koje stvaraju nekoliko horizontalnih prolaza (2-4-6). Voda ulazi kroz cijev 8 odozdo i izlazi kroz cijev 7. Na istom vodenom poklopcu se nalazi ventil 6 za ispuštanje zraka iz vodenog prostora i ventil 9 za odvod vode prilikom pregleda ili popravke kondenzatora.

Sl.5.3 - Horizontalni kondenzatori sa školjkom i cijevi

Na vrhu uređaja se nalazi sigurnosni ventil 1, koji povezuje međucijevni prostor kondenzatora amonijaka sa cjevovodom koji vodi van, iznad sljemena samog krova visoka zgrada u radijusu od 50 m. Kroz cijev 2 je spojen vod za izjednačavanje, koji povezuje kondenzator sa prijemnikom, gdje se tečno rashladno sredstvo ispušta kroz cijev 10 sa dna uređaja. Na dno karoserije zavaren je uljni rezervoar sa cijevi 11 za ispuštanje ulja. Nivo tečnog rashladnog sredstva na dnu kućišta se prati pomoću indikatora nivoa 12. Tokom normalnog rada, sve tečno rashladno sredstvo treba da iscuri u prijemnik.

Na vrhu kućišta nalazi se ventil 5 za ispuštanje vazduha, kao i cev za povezivanje manometra 4.

Vertikalni kondenzatori sa školjkom i cijevi koriste se u rashladnim mašinama s amonijakom velikog kapaciteta, predviđeni su za toplinska opterećenja od 225 do 1150 kW i ugrađuju se izvan strojarnice, ne zauzimajući njegovu korisnu površinu.

IN U poslednje vreme pojavili su se pločasti kondenzatori. Visok intenzitet prijenosa topline u pločastim kondenzatorima, u usporedbi s školjkastim kondenzatorima, omogućava da se uz isto toplinsko opterećenje približno prepolovi potrošnja metala uređaja i poveća njegova kompaktnost za 3-4 puta.

Zrak kondenzatori se koriste uglavnom u mašinama niske i srednje produktivnosti. Na osnovu prirode kretanja zraka dijele se na dvije vrste:

Sa slobodnim kretanjem zraka; takvi kondenzatori se koriste u strojevima s vrlo niskim performansama (do približno 500 W), koji se koriste u kućni frižideri;

Prinudnim kretanjem zraka, odnosno izduvavanjem površine prijenosa topline pomoću aksijalnih ventilatora. Ovaj tip kondenzatora je najprimenljiviji u mašinama malih i srednjih kapaciteta, ali se u poslednje vreme, zbog nestašice vode, sve više koriste u mašinama velikog kapaciteta.

Kondenzatori zračnog tipa se koriste u rashladnim jedinicama sa zatvorenim, nezaptivnim i hermetičkim kompresorima. Dizajn kondenzatora je isti. Kondenzator se sastoji od dva ili više sekcija povezanih u seriju namotajima ili paralelno kolektorima. Sekcije su ravne cijevi ili cijevi u obliku slova U sastavljene u kolut pomoću valjaka. Cijevi – čelik, bakar; rebra - čelik ili aluminij.

Prisilni zračni kondenzatori se koriste u komercijalnim rashladnim jedinicama.

Proračun kondenzatora

Prilikom projektovanja kondenzatora, proračun se svodi na određivanje njegove površine prenosa toplote i (ako je hlađen vodom) količine potrošene vode. Prije svega, izračunajte stvarno toplinsko opterećenje na kondenzatoru

gde je Q k stvarno toplotno opterećenje kondenzatora, W;

Q 0 – kapacitet hlađenja kompresora, W;

N i – indikatorska snaga kompresora, W;

N e – efektivna snaga kompresora, W;

h m – mehanička efikasnost kompresora.

U jedinicama sa hermetičkim ili nezaptivnim kompresorima, termičko opterećenje kondenzatora treba odrediti pomoću formule:

(5.7)

gdje je N e – električna energija na terminalima motora kompresora, W;

h e – efikasnost elektromotora.

Površina za prijenos topline kondenzatora određena je formulom:

(5.8)

gdje je F površina površine za prijenos topline, m2;

k – koeficijent prolaza toplote kondenzatora, W/(m 2 ×K);

Dt m – prosječna logaritamska razlika između temperatura kondenzacije rashladnog sredstva i rashladne vode ili zraka, 0 C;

q F – gustina toplotnog toka, W/m2.

Prosječna logaritamska razlika određena je formulom:

(5.9)

gdje je t in1 temperatura vode ili zraka na ulazu u kondenzator, 0 C;

tb2 – temperatura vode ili vazduha na izlazu iz kondenzatora, 0 C;

tk – temperatura kondenzacije rashladnog uređaja, 0 C.

Koeficijenti prolaza toplote razne vrste kondenzatori su dati u tabeli. 5.1.

Tabela 5.1 - Koeficijenti prijenosa topline kondenzatora

Navodnjavanje za amonijak

Isparivač za amonijak

Vazdušno hlađen (sa prinudnom cirkulacijom vazduha) za rashladna sredstva

800…1000 460…580 * 700…900 700…900 465…580 20…45 *

Vrijednosti To definisano za rebrastu površinu.

Jedan od mnogih važnih elemenata za mašinu za kompresiju pare je . Obavlja glavni proces rashladnog ciklusa - odabir iz ohlađene sredine. Ostali elementi rashladnog kruga, kao što je kondenzator, uređaj za proširenje, kompresor itd., samo daju pouzdan rad isparivača, stoga je odabiru potonjeg potrebno posvetiti dužnu pažnju.

Iz ovoga proizilazi da je pri odabiru opreme za rashladnu jedinicu potrebno početi od isparivača. Mnogi majstori početnici često pogreše tipična greška i počnite dovršavati instalaciju kompresorom.

Na sl. Na slici 1 prikazan je dijagram najčešće parne kompresijske rashladne mašine. Njegov ciklus, specificiran u koordinatama: pritisak R I i. Na sl. 1b tačke 1-7 rashladnog ciklusa je pokazatelj stanja rashladnog sredstva (pritisak, temperatura, specifična zapremina) i poklapa se sa istim na Sl. 1a (funkcije parametara stanja).

Rice. 1 – Dijagram i u koordinatama konvencionalne mašine za kompresiju pare: RU uređaj za proširenje, Pk– pritisak kondenzacije, Ro– pritisak ključanja.

Grafički prikaz sl. 1b prikazuje stanje i funkcije rashladnog sredstva, koje variraju ovisno o tlaku i entalpiji. Segment linije AB na krivulji na sl. 1b karakterizira rashladno sredstvo u stanju zasićena para. Njegova temperatura odgovara početnoj tački ključanja. Udio pare rashladnog sredstva je 100%, a pregrijavanje je blizu nule. Desno od krivine AB rashladno sredstvo ima stanje (temperatura rashladnog sredstva je veća od tačke ključanja).

Dot IN je kritičan za dato rashladno sredstvo, jer odgovara temperaturi na kojoj supstanca ne može preći u tečno stanje, bez obzira na to koliko je visok pritisak. Na segmentu BC rashladno sredstvo ima stanje zasićene tečnosti, a sa leve strane - prehlađenu tečnost (temperatura rashladnog sredstva manja temperatura ključanje).

Unutar krivulje ABC rashladno sredstvo je u stanju smjese para-tečnost (udio pare po jedinici volumena je promjenjiv). Proces koji se odvija u isparivaču (slika 1b) odgovara segmentu 6-1 . Rashladno sredstvo ulazi u isparivač (tačka 6) u stanju kipuće mješavine para i tekućine. U ovom slučaju udio pare ovisi o specifičnom ciklusu hlađenja i iznosi 10-30%.

Na izlazu iz isparivača, proces ključanja možda neće biti završen, tačka 1 možda se ne poklapa sa tačkom 7 . Ako je temperatura rashladnog sredstva na izlazu iz isparivača viša od tačke ključanja, tada dobijamo pregrijani isparivač. Njegova veličina ΔToverheat predstavlja razliku između temperature rashladnog sredstva na izlazu iz isparivača (tačka 1) i njegove temperature na liniji zasićenja AB (tačka 7):

ΔPregrijavanje=T1 – T7

Ako se tačke 1 i 7 poklapaju, tada je temperatura rashladnog sredstva jednaka tački ključanja, a pregrijavanje ΔToverheatće biti jednaka nuli. Tako dobijamo potopljeni isparivač. Stoga, prilikom odabira isparivača, prvo morate napraviti izbor između preplavljenog isparivača i pregrijanog isparivača.

Imajte na umu da kada jednaki uslovi poplavljeni isparivač je povoljniji u smislu intenziteta procesa ekstrakcije topline nego kod pregrijavanja. Ali treba uzeti u obzir da je na izlazu iz poplavljenog isparivača rashladno sredstvo u stanju zasićene pare, te je nemoguće opskrbiti kompresor vlažnom okolinom. U suprotnom postoji velika vjerovatnoća nastanka vodenog udara, koji će biti praćen mehaničkim uništavanjem dijelova kompresora. Ispada da ako odaberete poplavljeni isparivač, onda ga je potrebno osigurati dodatna zaštita kompresora od zasićene pare koja ulazi u njega.

Ako date prednost isparivaču s pregrijavanjem, onda ne morate brinuti o zaštiti kompresora i unosu zasićene pare u njega. Vjerovatnoća pojave vodenog udara će se pojaviti samo ako vrijednost pregrijavanja odstupa od tražene vrijednosti. IN normalnim uslovima rad rashladne jedinice, vrijednost pregrijavanja ΔToverheat treba biti unutar 4-7 K.

Kada se indikator pregrijavanja smanji ΔToverheat, povećava se intenzitet izvlačenja toplote iz okoline. Ali na izuzetno niskim vrijednostima ΔToverheat(manje od 3K) postoji mogućnost ulaska mokre pare u kompresor, što može uzrokovati vodeni udar i posljedično oštećenje mehaničkih komponenti kompresora.

Inače, sa visokim čitanjem ΔToverheat(više od 10 K), to ukazuje da nedovoljno rashladnog sredstva ulazi u isparivač. Intenzitet ekstrakcije toplote iz ohlađenog medija naglo opada i termički uslovi kompresora se pogoršavaju.

Prilikom odabira isparivača postavlja se još jedno pitanje vezano za tačku ključanja rashladnog sredstva u isparivaču. Da bi se to riješilo, prvo je potrebno odrediti za koju temperaturu hlađenog medija treba osigurati normalan rad rashladna jedinica. Ako se kao hlađeni medij koristi zrak, tada je pored temperature na izlazu iz isparivača potrebno voditi računa i o vlažnosti na izlazu iz isparivača. Sada razmotrimo ponašanje temperatura ohlađenog medija oko isparivača tokom rada konvencionalne rashladne jedinice (slika 1a).

Da ne ulazim duboko ovu temu Zanemarit ćemo gubitke tlaka na isparivaču. Također ćemo pretpostaviti da se razmjena topline odvija između rashladnog sredstva i okruženje izvodi se prema shemi direktnog toka.

U praksi se takva shema ne koristi često, jer je u smislu efikasnosti prijenosa topline inferiornija od sheme protiv toka. Ali ako jedna od rashladnih tekućina ima konstantnu temperaturu, a očitavanja pregrijavanja su mala, tada će protok naprijed i protutok biti ekvivalentni. Poznato je da prosječna temperaturna razlika ne ovisi o obrascu strujanja. Razmatranje kruga s direktnim protokom pružit će nam jasniju ideju o razmjeni topline koja se javlja između rashladnog sredstva i ohlađenog medija.

Prvo, hajde da predstavimo virtuelnu količinu L, jednaka dužini uređaja za izmjenu topline (kondenzator ili isparivač). Njegova vrijednost se može odrediti iz sljedećeg izraza: L=W/S, Gdje W– odgovara unutrašnjoj zapremini uređaja za izmjenu topline u kojem cirkulira rashladno sredstvo, m3; S– površina razmjene toplote m2.

Ako govorimo o rashladnoj mašini, onda je ekvivalentna dužina isparivača gotovo jednaka dužini cijevi u kojoj se odvija proces 6-1 . Stoga ona vanjska površina oprati u ohlađenoj sredini.

Prvo, obratimo pažnju na isparivač koji djeluje kao hladnjak zraka. U njemu se proces uklanjanja topline iz zraka javlja kao rezultat prirodne konvekcije ili uz pomoć prisilnog puhanja isparivača. Imajte na umu da se u modernim rashladnim jedinicama prva metoda praktički ne koristi, jer je hlađenje zraka prirodnom konvekcijom neučinkovito.

Stoga ćemo pretpostaviti da je zračni hladnjak opremljen ventilatorom, koji obezbjeđuje prinudno strujanje zraka u isparivač i predstavlja cijevasto-rebarni izmjenjivač topline (slika 2). Njegov šematski prikaz je prikazan na sl. 2b. Razmotrimo glavne količine koje karakteriziraju proces puhanja.

Temperaturna razlika

Temperaturna razlika u isparivaču izračunava se na sljedeći način:

ΔT=Ta1-Ta2,

Gdje ΔTa je u rasponu od 2 do 8 K (za cijevaste isparivače sa prinudnim strujanjem zraka).

Drugim riječima, tokom normalnog rada rashladne jedinice, zrak koji prolazi kroz isparivač mora se ohladiti na temperaturu ne nižu od 2 K i ne više od 8 K.

Rice. 2 – Šema i temperaturni parametri vazdušnog hlađenja na vazdušnom hladnjaku:

Ta1 I Ta2– temperatura vazduha na ulazu i izlazu iz hladnjaka vazduha;

• FF– temperatura rashladnog sredstva;
• L– ekvivalentna dužina isparivača;
• To– tačka ključanja rashladnog sredstva u isparivaču.

Maksimalna temperaturna razlika

Maksimalni temperaturni pritisak vazduha na ulazu u isparivač određuje se na sledeći način:

DTmax=Ta1 – To

Ovaj indikator se koristi pri odabiru hladnjaka zraka, jer stranih proizvođača rashladna oprema daje vrijednosti kapaciteta hlađenja isparivača Qsp ovisno o veličini DTmax. Razmotrimo metodu odabira hladnjaka zraka za rashladnu jedinicu i odredimo izračunate vrijednosti DTmax. Da bismo to učinili, dajemo kao primjer općeprihvaćene preporuke za odabir vrijednosti DTmax:

• Za zamrzivači DTmax je unutar 4-6 K;
• za skladišta za neupakovane proizvode – 7-9 K;
• za skladišta za hermetički upakovane proizvode – 10-14 K;
• za klima uređaje – 18-22 K.

Stepen pregrijavanja pare na izlazu iz isparivača

Za određivanje stepena pregrijavanja pare na izlazu iz isparivača koristite sljedeći obrazac:

F=ΔPreopterećenje/DTmax=(T1-T0)/(Ta1-T0),

Gdje T1– temperatura pare rashladnog sredstva na izlazu iz isparivača.

Ovaj indikator se kod nas praktički ne koristi, ali strani katalozi predviđaju da se očitavanja rashladnog kapaciteta zračnih hladnjaka Qsp odgovara vrijednosti F=0,65.

Tokom rada vrijednost F Uobičajeno je uzeti od 0 do 1. Pretpostavimo to F=0, Onda ΔToverload=0, a rashladno sredstvo koje izlazi iz isparivača bit će u stanju zasićene pare. Za ovaj model zračnog hladnjaka, stvarni kapacitet hlađenja će biti 10-15% veći od brojke date u katalogu.

Ako F>0,65, tada bi indikator performansi hlađenja za ovaj model hladnjaka zraka trebao biti manje od vrijednosti dato u katalogu. Pretpostavimo to F>0,8, tada će stvarne performanse za ovaj model biti 25-30% veće od vrijednosti navedene u katalogu.

Ako F->1, zatim kapacitet hlađenja isparivača Quse->0(Sl. 3).

Slika 3 – zavisnost kapaciteta hlađenja isparivača Qsp od pregrijavanja F

Proces prikazan na slici 2b karakterišu i drugi parametri:

• aritmetička srednja temperaturna razlika DTsr=Tasr-T0;
• prosječna temperatura zraka koji prolazi kroz isparivač Tasp=(Ta1+Ta2)/2;
• minimalna temperaturna razlika DTmin=Ta2-To.

Rice. 4 – Dijagram i temperaturni parametri koji pokazuju proces na isparivaču:

Gdje Te1 I Te2 temperatura vode na ulazima i izlazima isparivača;

• FF – temperatura rashladne tečnosti;
• L – ekvivalentna dužina isparivača;
• T je tačka ključanja rashladnog sredstva u isparivaču.

Isparivači u kojima je rashladni medij tečni imaju iste temperaturne parametre kao i zračni rashladni uređaji. Numeričke vrijednosti temperatura ohlađene tekućine koje su potrebne za normalan rad rashladne jedinice bit će različite od odgovarajućih parametara za hladnjake zraka.

Ako je temperaturna razlika u vodi ΔTe=Te1-Te2, zatim za isparivače s školjkom i cijevi ΔTe treba održavati u rasponu od 5±1 K, a za pločaste isparivače indikator ΔTe biće unutar 5±1,5 K.

Za razliku od zračnih hladnjaka, kod rashladnih tekućina potrebno je održavati ne maksimalni, već minimalni temperaturni pritisak DTmin=Te2-To– razlika između temperature ohlađenog medija na izlazu iz isparivača i tačke ključanja rashladnog sredstva u isparivaču.

Za isparivače s školjkom i cijevi minimalna temperaturna razlika je DTmin=Te2-To treba održavati unutar 4-6 K, a za pločaste isparivače - 3-5 K.

Navedeni raspon (razlika između temperature hlađenog medija na izlazu iz isparivača i točke ključanja rashladnog sredstva u isparivaču) mora se održavati iz sljedećih razloga: kako se razlika povećava, intenzitet hlađenja počinje opadati, a kako se smanjuje povećava se rizik od smrzavanja ohlađene tekućine u isparivaču, što može uzrokovati njegovo mehaničko kvarenje.

Dizajnerska rješenja isparivača

Bez obzira na način korištenja različitih rashladnih sredstava, procesi izmjene topline koji se odvijaju u isparivaču podliježu glavnom tehnološkom ciklusu rashladne proizvodnje prema kojem se stvaraju rashladni uređaji i izmjenjivači topline. Dakle, da bi se rešio problem optimizacije procesa razmene toplote, potrebno je voditi računa o uslovima za racionalnu organizaciju tehnološkog ciklusa rashladne proizvodnje.

Kao što je poznato, hlađenje određenog okruženja moguće je pomoću izmjenjivača topline. Njegovo dizajnersko rješenje treba odabrati prema tehnološkim zahtjevima koji važe za ove uređaje. Posebno važna tačka je usklađenost uređaja sa tehnološkim procesom termičku obradu okruženje, što je moguće pod sledećim uslovima:

• održavanje zadate temperature radnog procesa i kontrolu (regulaciju). temperaturni uslovi;
• izbor materijala uređaja, prema hemijska svojstva okruženje;
• kontrola dužine vremena zadržavanja medija u uređaju;
• korespondencija radnih brzina i pritiska.

Još jedan faktor od kojeg ovisi ekonomska racionalnost uređaja je produktivnost. Prije svega, na to utječe intenzitet izmjene topline i usklađenost s hidrauličkim otporom uređaja. Ovi uslovi mogu biti ispunjeni pod sledećim okolnostima:

• obezbeđivanje potrebne brzine rada medija za sprovođenje turbulentnih uslova;
• stvaranje najpogodnijih uslova za uklanjanje kondenzata, kamenca, mraza itd.;
• Kreacija povoljnim uslovima za kretanje radnih medija;
• sprečavanje moguće kontaminacije uređaja.

Drugi važnih zahtjeva također uključuju malu težinu, kompaktnost, jednostavnost dizajna, kao i jednostavnost instalacije i popravka uređaja. Da bi se pridržavali ovih pravila, treba uzeti u obzir faktore kao što su konfiguracija grijaće površine, prisutnost i vrsta pregrada, način postavljanja i pričvršćivanja cijevi u cijevne ploče, dimenzije, raspored komora, dna itd.

Na jednostavnost upotrebe i pouzdanost uređaja utiču faktori kao što su čvrstoća i nepropusnost. odvojivi priključci, kompenzacija temperaturnih deformacija, jednostavnost održavanja i popravka uređaja. Ovi zahtjevi čine osnovu za dizajn i odabir jedinice za izmjenu topline. Glavna uloga u tome je osiguranje potrebnog tehnološkog procesa u rashladnoj proizvodnji.

Da biste odabrali pravo dizajnersko rješenje za isparivač, morate se voditi sljedeća pravila. 1) hlađenje tečnosti najbolje se vrši pomoću krutog cevastog izmenjivača toplote ili kompaktnog pločastog izmenjivača toplote; 2) upotreba cijevnih sprava je zbog sledeće uslove: Prijenos topline između radnog medija i zida s obje strane grijaće površine značajno se razlikuje. U tom slučaju, rebra moraju biti postavljena na strani s najmanjim koeficijentom prijenosa topline.

Da biste povećali intenzitet izmjene topline u izmjenjivačima topline, potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

• sigurnost odgovarajućim uslovima za uklanjanje kondenzata u rashladnim uređajima;
• smanjenje debljine hidrodinamičkog graničnog sloja povećanjem brzine kretanja radnih fluida (ugradnja međucevnih pregrada i podela snopa cevi na prolaze);
• poboljšanje protoka radnih fluida oko površine izmenjivača toplote (cela površina treba da aktivno učestvuje u procesu razmene toplote);
• usklađenost sa osnovnim temperaturnim indikatorima, toplinskim otporima itd.

Analiziranje pojedinca termičke otpornosti možete izabrati najviše najbolji način povećati intenzitet izmjene topline (u zavisnosti od vrste izmjenjivača topline i prirode radnih fluida). U tekućem izmjenjivaču topline racionalno je ugraditi poprečne pregrade samo s nekoliko poteza u cijevni prostor. Tokom razmene toplote (gas sa gasom, tečnost sa tečnošću), količina tečnosti koja teče kroz međucevni prostor može biti izuzetno velika, a kao rezultat toga, indikator brzine će dostići iste granice kao i unutar cevi, tj. zašto će instalacija particija biti neracionalna.

Unapređenje procesa razmjene toplote jedan je od glavnih procesa za poboljšanje opreme za izmjenu topline rashladnih mašina. S tim u vezi, provode se istraživanja u oblastima energetike i hemijskog inženjerstva. Radi se o proučavanju režimskih karakteristika strujanja, turbulizacije toka stvaranjem umjetne hrapavosti. Osim toga, razvijaju se nove površine za izmjenu topline, koje će izmjenjivače topline učiniti kompaktnijim.

Odabir racionalnog pristupa za proračun isparivača

Prilikom projektovanja isparivača potrebno je izvršiti strukturne, hidraulične, čvrstoće, termičke i tehničko-ekonomske proračune. Izvode se u nekoliko verzija, čiji izbor ovisi o pokazateljima učinka: tehničkim i ekonomskim pokazateljima, efikasnosti itd.

Da bi se izvršio termički proračun površinskog izmjenjivača topline, potrebno je riješiti jednadžbu prijenosa topline i ravnoteže topline, uzimajući u obzir određenim uslovima rad uređaja ( dimenzije dizajna površine za prijenos topline, granice promjene temperature i obrasci koji se tiču ​​kretanja rashladnog i hlađenog medija). Da biste pronašli rješenje za ovaj problem, morate primijeniti pravila koja će vam omogućiti da dobijete rezultate iz originalnih podataka. Ali zbog brojnih faktora, pronađite zajednička odluka nije moguće za različite izmjenjivače topline. Istovremeno, postoji mnogo metoda za približne proračune koje je lako izvesti ručno ili mašinski.

Moderne tehnologije omogućuju vam da odaberete isparivač pomoću posebnih programa. Uglavnom ih pružaju proizvođači opreme za izmjenu topline i omogućavaju vam da brzo odaberete željeni model. Prilikom korištenja ovakvih programa potrebno je voditi računa da oni pretpostavljaju rad isparivača u standardnim uvjetima. Ako se stvarni uvjeti razlikuju od standardnih, učinak isparivača će biti drugačiji. Stoga je preporučljivo da uvijek izvršite verifikacione proračune dizajna isparivača koji ste odabrali u odnosu na njegove stvarne radne uslove.

Povratak