Холодильные машины

Содержание 

Введение………………………………………………………………..	2
1.Тепловой  расчёт цикла…………………………………………..	3
2.Разработка  компрессора………………………………………...	5
2.2.Конструктивный  расчёт основных узлов и деталей  компрессора……	6
2.3.Расчет  газового тракта компрессора……………………………………	12
2.4. Динамический расчет компрессора…………………………………...	16
2.5. Уравновешивание и расчет системы  смазки…………………………	21
3.Разработка  конденсатора………………………………………………….	30
4.Разработка  испарителя…………………………………………………….	34
Литература……………………………………………………………………	37
Приложение.

 

Введение. 

      Охлаждением называется процесс отвода теплоты  или отдачи работы, который сопровождается понижением температуры и протекает с участием не менее двух тел: охлаждаемого и охлаждающего.  В холодильной технике различают естественное и искусственное охлаждение. Естественное охлаждение осуществляется вследствие самопроизвольной передачи теплоты окружающей среде (атмосферному воздуху, воде естественных водоемов и грунту), имеющей более низкую температуру, чем охлаждаемое тело.

      С развитием научно-технического прогресса  в последние десятилетия естественное охлаждение практически во всех сферах деятельности человека заменяют искусственным.

      Искусственный холод получают двумя способами. Первый основан на аккумулировании естественного холода, второй - на существующей в природе закономерности, выражаемой вторым законом термодинамики. Второй способ составляет основу машинного охлаждения. Согласно второму закону термодинамики для получения холода необходимо затратить внешнюю работу. При этом теплота отводится от охлаждаемого источника и подводится к источнику окружающей среды. Охлаждаемый источник называют также источником теплоты низкой температуры.

      Диапазон  температур, достигаемых с помощью  холодильных машин, достаточно широк: от положительных значений температур до температуры предела искусственного охлаждения, близкой к абсолютному нулю(-273,15°С).

      Для переноса теплоты в машинах при  осуществлении холодильного цикла  используются рабочие вещества, которые называют также холодильными агентами. Холод к объекту охлаждения обычно передается с помощью промежуточного теплоносителя(воздуха, воды, рассола и др.).

      Холодильные машины применяют в пищевой, мясомолочной промышленности и сельском хозяйстве  для замораживания и хранения пищевых продуктов, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности; для кондиционирования воздуха; в горной промышленности; в металлургической промышленности; в радиотехнике и др.

      В настоящее время преимущественно  используют холодильные машины компрессорного типа.  

 

1.Тепловой расчет  цикла

Цикл, расчет которого будет производиться представлен  на рисунке:

Рис. 1 Теоретический  цикл одноступенчатой холодильной  машины в h-P диаграмме.

Исходные данные для расчета следующие:

Холодопроизводительность Qо, кВт		115
Температура, К:
кипения То		271
конденсации Тк		307
Рабочее вещество		R717 (аммиак)

Принятая величина перегрева рабочего тела перед компрессором при работе на аммиаке ∆Т_пер=5К.

Значение параметров узловых точек теоретического цикла холодильной машины приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Параметры  узловых точек.

Параметры	Узловые точки
	1	1’	2	3	3’	4
Р, МПа	3,982	3,982	13,121	13,121	13,121	3,982
h, кДж/кг	1484	1458	1661	344	358	344
Т,	8	-2	95	31	34	-2
υ, м3/кг	0,325	0,31	0,128	-	-	0,038

Удельная массовая холодопроизводительность

 кДж/кг

Массовый расход рабочего вещества:

кг/с

Действительная  объемная производительность:

 м³/с

Удельная адиабатная работа компрессора:

 кДж/кг

Адиабатная мощность компрессора:

кВт

Максимальная  индикаторная мощность компрессора:

 кВт,

где k=1,16 – показатель адиабаты аммиака;

 м³/с – теоретический объем описываемый поршнями;

- максимальное давление кипения  (при Т=283К)

Индикаторная  мощность:

 кВт,

где - индикаторный коэффициент

Мощность трения

 кВт,

где - удельное давление трения, кПа

Эффективная мощность:

 кВт

Максимальная  эффективная мощность:

кВт

Механический  КПД компрессора:

Эффективный КПД  компрессора:

Эффективный холодильный  коэффициент:

 

2.Разработка  компрессора

Расчет основных параметров компрессора

Отношение давлений

Коэффициент подачи находим по графику (/1/ стр. 106)

Теоретический объем описываемый поршнями:

 м³/с

Число цилиндров  для поршневых холодильных компрессоров выбирают в пределах 2-8

Принимаем число  цилиндров Z=8

Диаметр цилиндра компрессора:

м

Принимаем D=0,11м.

Для непрямоточных  машин 

Ход поршня

м

Частота вращения вала компрессора:

 c^-1

Принимаем n=24 c^-1

Средняя скорость поршня:

Теоретический объем, описываемый поршнями:

 м³/с

%

 

2.2.Конструктивный  расчёт основных  узлов и деталей  компрессора. 

Конструктивный  расчет основных узлов и деталей  компрессора.

По принятому  диаметру цилиндра компрессора произведем конструктивный расчет основных узлов и деталей компрессора.

Поршень

Толщины днища:

м;

Толщина стенки:

м;

Высота поршня:

м;

Расстояние между  нижней кромкой поршня и осью поршневого пальца:

м;

Наружный диаметр  поршневого пальца:

м;

Внутренний диаметр  поршневого пальца:

м;

Расстояние между  бобышками поршня (длина шатунного  подшипника):

м;

Длина бобышки:

м;

Толщина поршневого кольца:

м;

Высота поршневого кольца:

м;

Длина поршневого пальца:

м;

Внутренний диаметр  пальца:

м;

Диаметр отверстий  под палец:

м;

Внутренний диаметр  поршня:

м;

Высота до канавки:

м;

Диаметр без  учета канавок:

м;

Диаметр:

м;

Высота до оси  пальца:

м;

Расстояние от оси до днища:

м;

Высота до канавки  кольца:

м;

Расстояние между  канавками:

м;

Высота верхней  части:

м;

Рабочая длина  бобышки:

м;

Полная длина  пальца:

м;

Поршневые кольца

Радиальная толщина  кольца:

м;

Высота кольца:

м;

Величина теплового  зазора замка кольца:

м

Количество уплотнительных колец (зависит от скорости вращения вала):

т.к. n=24 рад/с, то 2 кольца

Расстояние между  соседними поршневыми кольцами выбирается равным высоте кольца.

Крышка  цилиндра

Высота крышки:

м;

м;

Диаметр крышки:

м;

Длина крышки:

м;

Ширина крышки:

м;

Диаметр шпильки:

м;

Ширина выступа  под шпильку:

м;

Ширина выступа  до оси шпильки:

м.

Гильза  цилиндра

Толщина:

м;

Внешний диаметр:

м;

Средний диаметр:

м.

Шатун

Внутренний диаметр  втулки верхней головки шатуна:

м;

Диаметральный зазор между поршневым пальцем и внутренней поверхностью втулки:

м;

Внутренний диаметр  верхней головки шатуна (наружный диаметр втулки):

м;

Наружный диаметр  верхней головки шатуна:

м;

Внутренний диаметр  вкладыша нижней головки шатуна (диаметр шатунной шейки):

м;

Внутренний 

м;

Наружный диаметр  нижней головки шатуна: