«СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СКВ» (курсовая работа)

«СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СКВ» (курсовая работа)

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Кафедра «Судовые Энергетические Установки и Автоматика»

Курсовая работа по дисциплине

«СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СКВ»

Выполнил: студент группы СМЭ-71

Федоров А.В.

« 24 » марта 2005 г.

____________________

Консультант: академик МАХ В.М. Шавра

« _____ » ______________ 200__г.

_____________________

Проверил: академик МАХ В.М. Шавра

Оценка проекта «______»«_____»________ 200__г.

_______________________

МОСКВА 2005

Задание на Курсовую работу по дисциплине

«СУДОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СКВ»

студенту МГАВТ

Федорову Андрею Владимировичу группы СМЭ-71

Вариант №16

1. Назначение установки : Хранение охлаждённых продук

2. Температура и вид охлаждаемой среды : t[хс]= - 10 -oС, рассол

3. Температура и вид среды, охлаждающей конденсатор :

t[oc]=20 -oC, вода

4. Холодильный агент (ХА) : R717

5. Тепловая нагрузка на испаритель : Q[и]=48 кВт

6. Тип компрессора : открытый

1. ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЦИКЛА ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

1. Схема ХМ и расчет основных параметров цикла.

Исходя из Задание на Курсовую работу, по указанным температурам

и видам сред, а также в зависимости от хладагента и типа компрессора,

определяю следующие основные параметры цикла :

- температуру кипения хладагента t[o] по заданной температуре

охлаждаемой среды t[хс] по формуле : t[o]= t[хс]-th[и] , -oС ,

где th[и] - температурный напор в испарителе , равный 5-oС т.к.

охлаждаемая среда - рассол;

t[o]= - 10 - 5= -15-oС

- температуру конденсации хладагента t[к] по формуле : t[к]= t[oc]+ th[и

]где th[и] - температурный напор в конденсаторе , равный 5-oС т.к.

охлаждаемая среда - вода;

t[к]=20+10=25-oС.

Значения температур всасывания t[1] и перед регулирующим

вентилем t[рв] определяют исходя из вида заданного хладагента и

типа компрессора

Результаты расчетов основных параметров цикла

Таблица 1.1.

Условия работы ХМ и основные параметры теоретического цикла

+------------------------------------------------------------------------+

| «Внешние»/заданные/ | Оновные параметры | |

| | цикла | |

| условия работы ХМ | | |

|-------------------------------+-------------------| |

| Вид охлаждаемой среды: рассол | | |

|-------------------------------| |+ |

| Температура t[хс]: -10-oС | || |

|-------------------------------| Температура ||+ |

| Вид сред, охлаждающей | кипения : ||| |

| | |||----------------+ |

| конденсатор : вода (W) | t[o]= -15-oС |||| | |

|-------------------------------| |||| |+|

| Температура t[oс]: 20-oС | |||| |||

|-------------------------------| |||| |||

| Хладагент: R717 | |||| |||

|-------------------------------+-------------------|||| |||

| | Температура |||| |||

| Тип компрессора: поршневой | всасываемого пара |||| |||

| открытый | : |||| |||

| | |||| |||

| | t[1]= -5-oC |||| |||

|---------------------------------------------------|||| |||

| Температура перед РВ во всех случаях: t[рв]= |||| |||

| t[к]-5-oС=20-oС |||| |||

|---------------------------------------------------|||| |||

| |||| |||

| |||| Температура |||

| |||| конденсации : |||

| |||| |||

| |||| t[к]=25-oС |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

| |||| |||

+------------------------------------------------------------------------+

Построение цикла в координатах i-lgP.

0x08 graphic

Рис.1

Процессы, протекающие в теоретическом цикле(рис.1):

1-2 - процесс сжатия пара х.а. в компрессоре

2-2''- сбив перегрева , или охлаждение пара после компрессора до

конденсатора

2''-3'- конденсация ХА.

3'-3 - переохлаждение жидкого х.а. перед Р.В. D t[рв]= t[к]- t[з

]3-4 - процесс дросселирования в Р.В.

4-1''- процесс кипения х.а. в испарителе.

1.2. Определение основных параметров характерных точек

цикла и его расчет.

Все параметры точек цикла : t,P,i,v определяю по таблицам , а

значение температуры и энтальпии для точки «2» определяю с помощью

термодинамической диаграммы i-lgP.

Параметры всех характерных точек цикла представляю в виде

таблицы 1.2.

Таблица 1.2.

+---------------------------------------------------------------------+

| Параметры |Характерные точки | |

| |-----------------------------------------------+-------|

| точек: || 1'' | 1 | 2 | 2'' | 3' | 3 | 4 |

|-------------||-------+-------+------+-------+-------+-------+-------|

|Температура || -15 | -5 | 100 | 25 | 25 | 20 | -15 |

|t,-oC || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+------+-------+-------+-------+-------|

|Давление || 0,236 | 0,236 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,236 |

|Р,МПа || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+------+-------+-------+-------+-------|

|Уд.объем || 0,508 | 0,532 | | 0,128 | 0,001 | 0,001 | |

|n,м^3/кг || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+------+-------+-------+-------+-------|

|Энтальпия || 1744 | 1768 | 1983 | 1782 | 617 | 593 | 593 |

|і,кДж/кг || | | | | | | |

+---------------------------------------------------------------------+

S=6,919

1.3. Расчет удельных значений характеристик цикла :

Удельная массовая холодопроизводительность машин

q[o]=і[1''] - і[4]=1744-593=1151 0x01 graphic

Удельная массовая холодопроизводительность компрессора

q[ok]=i[1]-i[4]=1768-593=1175 0x01 graphic

Удельная объемная холодопроизводительность компрессора

0x01 graphic

=2209 0x01 graphic

Удельная тепловая нагрузка конденсатора

q[кд]=i[2]-i[3]=1983-593=1390 0x01 graphic

Удельная работа сжатия

l=i[2]-i[1]=1983-1768=215 0x01 graphic

Холодильный коэффициент цикла

0x01 graphic

=5,35

Тепловой балланс

q[кд]=3q[ok]+l=1175+215=1390 0x01 graphic

1.4. Сравнительный цикл

.

Сравнительные условия для среднетемпературного режима

Таблица 1.3

+------------------------------------------------------------+

| | Основные параметры цикла | |

| Хладагент |-----------------------------------+-----------|

| || t [о],-oС | t[k],-oC | t[вс,]-oC | t[рв,]-oС |

|------------||-----------+----------+-----------+-----------|

| Аммиак || -15 | 30 | -10 | 25 |

+------------------------------------------------------------+

Основные параметры характерных точек сравнительного цикла

+----------------------------------------------------------------------+

|Параметры |Характерные точки | |

| |------------------------------------------------+-------|

|точек: ||1'' |1 |2 |2'' |3' |3 |4 |

|-------------||-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------|

|Температура ||-15 |-10 |105 |30 |30 |25 |-15 |

|t,-oC || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------|

|Давление ||0,236 |0,236 |1,167 |1,167 |1,167 |1,167 |0,236 |

|Р,МПа || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------|

|Уд.объем ||0,508 |0,52 | |0,11 |0,002 |0,002 | |

|n,м^3/кг || | | | | | | |

|-------------||-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------|

|Энтальпия ||1744 |1765 |1991 |1785 |641 |617 |617 |

|і,кДж/кг || | | | | | | |

+----------------------------------------------------------------------+

S=6,87

Удельная массовая холодопроизводительность машин

q[o]=і[1''] -і[4]=1765-617=1127 0x01 graphic

Удельная массовая холодопроизводительность компрессора

q[ok]=i[1]-i[4]=1765-617=1148 0x01 graphic

Удельная объемная холодопроизводительность компрессора

0x01 graphic

=2208 0x01 graphic

Удельная тепловая нагрузка конденсатора

q[кд]=i[2]-i[3]=1991-617=1374 0x01 graphic

Удельная работа сжатия

L=i[2]-i[1]=1991-1765=226 0x01 graphic

Холодильный коэффициент цикла

0x01 graphic

=5

Тепловой балланс

q[кд]=q[ok]+l=1148+226=1374 0x01 graphic

Результаты расчета циклов

Таблица 1.4.

+------------------------------------------------------------------------+

| Величина | Рабочий цикл | Сравнительный цикл |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Уд.холодопроизводительность машины | 1151 | 1127 |

| - q[o], 0x01 graphic | | |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Уд.холодопроизводительность | 1175 | 1148 |

| компрессора - q[ok], 0x01 graphic | | |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Уд.объемная | | |

| холодопроизводительность | 2209 | 2208 |

| компрессора - q[vk], 0x01 graphic | | |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Удельная нагрузка конденсатора - | 1395 | 1374 |

| q[кд], 0x01 graphic | | |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Уд.работа сжатия - l, 0x01 graphic | 220 | 226 |

|------------------------------------+--------------+--------------------|

| Холод-ный коэффициент - e | 5,2 | 5 |

+------------------------------------------------------------------------+

2. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КОМПРЕССОРА

2.1. Определение велечины объема,описываемого поршнями

компрессора V[k] , 0x01 graphic

.

2.1.1. Определение количества циркулирующего хладагента G[a] , 0x01

graphic

0x01 graphic

0,042 0x01 graphic

2.1.2. Необходимая холодопроизводительность компрессора , кВт

0x01 graphic

0,042sb1175=49,35 кВт

2.1.3. Расчетная холодопроизводительность компрессора , кВт

0x01 graphic

65,8 кВт

где b-коэффициент рабочего времени (можно принять b=0,75) [Л.1, C.10]

2.4. Расчетный объем,описываемый поршнями компрессора, 0x01 graphic

0x01 graphic

0,040x01 graphic

=144 0x01 graphic

где l-коэффициент подачи (наполнения) компрессора (l=0,79), определяемый

по графику приложения 5а [Л.1, C.27]

2.2. Выбор компрессора по каталогу

Используя каталожные данные [Л.1, C.26], выбираю ближайший компрессор по

известной велечине V^p[k] и привожу его основные характеристики.

Аммиачный компрессор АУ45

Диаметр цилиндров D=81,88 мм=0,08188 м

Ход поршня S=70 мм=0,07 м

Число цилиндров Z=4

Частота вращения n=1440 0x01 graphic

=24 0x01 graphic

2.2.1. Аммиачные компрессоры - поршневые, одноступенчатые, непрямоточные,

блоккартерные.Предназначены для работы в составе холодильных машин и

установок (ХМ и ХУ).

Разность давлений на поршень (нагнетания и всасывания) - не более 12

кГ/см^2, отношение этих давленй - не более 9.

Компрессоры поставляются осушенными, заглушенными, заправленные маслом и

газозаполненными (сухим азотом или аммиаком давлением 0,3-2 кГ/см^2)

Компрессоры могут работать с числом оборотов вала в минуту 1440 и 960.

А-работающий на аммиаке; В-двухцилиндровый ;

У-четырехцилиндровый; УУ-восьми цилиндровый; цифры после букв-усредненная

холодопроизводительность компрессора в сравнительном режиме (тыс.ккал/ч).

2.2.2. Действительный объем, описываемый поршнями компрессор, 0x01 graphic

0x01 graphic

=0,033 0x01 graphic

2.2.3. Действительная холодопроизводительность компрессора , кВт

где l-коэффициент подачи (наполнения) компрессора (l=0,79) ,

определяемый по графику приложения 5а [Л.1, C.27]

0x01 graphic

0,79sb0,035sb2209=61,08 кВт

2.2.4. Действительный коэффициент рабочего времени

0x01 graphic

0,81

Значение b^д должно лежать в пределах 0,5-0,9 [Л.1, C.11]

2.2.5. Действительное количество циркулирующего хладагента, 0x01 graphic

0x01 graphic

0,052 0x01 graphic

2.2.6. Адиабатная мощность компрессора, кВт

0x01 graphic

0,052sb215=11,2 кВт

0x01 graphic

2.2.7. Эффективная мощность, кВт

0x01 graphic

=14,7 кВт

y[e]=0,76 [Л1, с.27]

2.2.8. Холодильный коэффициент компрессора

0x01 graphic

4,16

2.2.9. Расчет характеристик выбранного компрессора при сравнительных

условиях

Расчет производится по тем же формулам, а значения l, q[vk] и l

соответствуют сравнительным условиям работы.

Действительная холодопроизводительность компрессора, кВт

0x01 graphic

0,75sb0,035sb2208=57,96 кВт

где l-коэффициент подачи (наполнения) компрессора (l=0,75) , определяемый

по графику приложения 5а [Л.1, C.27]

Действительное количество циркулирующего хладагента, 0x01 graphic

0x01 graphic

0,05 0x01 graphic

Адиабатная мощность компрессора , кВт

0x01 graphic

0,05sb226=11,4 кВт

Эффективная мощность, кВт

0x01 graphic

14,8 кВт

y[e]=0,77 [Л1, с.27]

Холодильный коэффициент компрессора

0x01 graphic

3,91

2.2.10. Результаты расчета компрессора при двух режимах (рабочем и

сравнительном):

Таблица 2.1.

+-----------------------------------------------------------------------+

| | ]Ед. | Рабочий | Сравнительный |

| Величина | | цикл | цикл |

| | измерения | | |

|---------------------------------+-----------+-------------------------|

| Действительный объем , | 0x01 | |

| описываемый поршнями | graphic | 0,035 |

| компрессора, 0x01 graphic | | |

|---------------------------------+-----------+-------------------------|

| Коэффициент подачи компрессора, | | 0,79 | 0,75 |

| l | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Уд.объемная | 0x01 | | |

| холодопроизводительность | graphic | 2209 | 2208 |

| компрессора, 0x01 graphic | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Действительная | | | |

| холодопроизводительность | кВт | 61,08 | 57,96 |

| компрессора, 0x01 graphic | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Уд.холодопроизводительность | 0x01 | 1175 | 1148 |

| компрессора, 0x01 graphic | graphic | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Действительное количество | 0x01 | | |

| циркулирующего хладагента, 0x01 | graphic | 0,053 | 0,05 |

| graphic | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Уд.работа сжатия, l | 0x01 | 215 | 226 |

| | graphic | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Адиабатная мощность | кВт | 11,2 | 11,4 |

| компрессора, 0x01 graphic | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| y[e | % | 0,76 | 0,77 |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| ]Эффективная мощность, 0x01 | кВт | 14,7 | 14,8 |

| graphic | | | |

|---------------------------------+-----------+---------+---------------|

| Холодильный коэффициент | | 4,16 | 3,91 |

| компрессора , e[е | | | |

+-----------------------------------------------------------------------+

Более высокие значения величин при рабочем процессе обусловлены разностью

между температурами конденсации рабочего и сравнительного цикла. Что

влияет впервую очередь на удельную холодопроизводительность компрессора, а

через неё на удельную объемную холодопроизводительность компрессора и на

холодильный коэффициент компрессора.

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ИСПАРИТЕЛЯ И

КОНДЕНСАТОРА

Цель расчетов - определить необходимую теплопередающую поверхность

основных теплообменных аппаратов /ТОА/ по велечине тепловой нагрузки ,

виду хладагента и заданным средам, с учетом рекомендуемых условий работы.

3.1. Расче испарителя

Установка предназначена для охлаждения жидкого хладоносителя (рассол),

следовательно испаритель будет кожухотрубный «затопленного» типа.

Предварительно выбираем испаритель: [Л.1, C.31]

- горизонтальный кожухотрубный

- k[н] = 500 0x01 graphic

- th[m] = 4 -oС

- 0x01 graphic

= 3000 0x01 graphic

3.1.1. Необходимая величина теплопередающей поверхности , м^2

0x01 graphic

= 16 м^2

По значению Fн выбираем конкретный аппарат: [Л.1, C.33]

Марка - 63ИТГ /трубы гладкие, О25х20 мм/

Площадь внутренней теплопередающей поверхности - 67м^2, меньшего аппарата

в

[Л.1, C.33] нет.

Dхd - 600х8

L = 4580 мм

В = 1075 мм

Н = 1590 мм

Z = 8

Число труб - 216

Длина труб - 4000 мм

Диаметр условного прохода:

Хладоноситель - 100 мм

Вход - 20 мм

Выход - 80 мм

Масса аппарата - 2100 кг

3.1.2. Действительная теплопередающая способность аппарата , Вт

0x01 graphic

=500·67·4=134000 Вт

3.1.3. Коэффициент запаса

0x01 graphic

=2,8

Коэффициент запаса получился большим на 30% (оптимальное значение b не

более 2) это влечет за собой увеличение веса и габаритов испарителя.

Коэффициент запаса можно уменьшить изменив значение площади внутренней

теплопередающей поверхности т.е. уменьшить число труб.

3.2. Расчет конденсатора

3.2.1. Расчетная тепловая нагрузка конденсатора, Вт

0x01 graphic

=0,053.*1395= 73,9 кВт

По величине 0x01 graphic

, аналогично расчету испарителя определяем по [Л.1 С.31]

Тип конденсатора :

- горизонтальный кожухотрубный R717

- 0x01 graphic

= 10000 0x01 graphic

- k[н] = 2000 0x01 graphic

- th[m] = 5 -oС

3.2.2. Необходимая теплопередающая поверхность, м^2

0x01 graphic

=7,39 м^2

По начению 0x01 graphic

выбераем конкретный аппарат : [Л.1, C.33]

Марка - КТГ-32

Площадь внутренней теплопередающей поверхности 36 м^2, меньшего аппарата в

[Л.1, C.33] нет.

D = 500 мм

L = 4430 мм

В = 810 мм

Н = 910 мм

Z = 8

Число труб - 144

Длина труб - 4000 мм

Диаметр условного прохода :

Хладоноситель - 65 мм

Вход - 50 мм

Выход - 20 мм

Масса аппарата - 1155 кг

3.2.3. Действительная величина теплопередающей способности конденсатора

,Вт

0x01 graphic

=2000sb36sb5=360000 Вт

3.2.4. Коэффициент запаса

0x01 graphic

=4,87

Коэффициент запаса получился большим на 59% (оптимальное значение b не

более 2) это влечет за собой увеличение веса и габаритов конденсатора.

Коэффициент запаса можно уменьшить изменив значение площади

внутреннейтеплопередающей поверхности т.е. уменьшить число труб.

4. СХЕМА ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И ЕЁ АВТОМАТИЗАЦИЯ.

Литература: 1, с.15

2, с. 132-138, 141-144

4.1. Выбор типа охлаждающей системы

В силу специальных причин, обусловленных особыми технологическими

требованиями или требованиями правил техники безопасности я выбираю

систему с промежуточным хладоносителем т.к. в охлаждаемый объект нельзя

подавать кипящий хладагент из-за его особых свойств. В моем случае

хладагентом является аммиак (R717).

Описание схемы.

(Схема приведена на рис.2)

Пары хладагента, образующиеся в кожухотрубном испарителе затопленного типа

(И) (в качестве хладоносителя используется рассол ) поступают в отделитель

жидкости (ОЖ), где происходит отделение капель жидкого хладагента от пара,

не допуская попадания жидкости в компрессор.

На входе и на выходе из испарителя происходит контроль температур,

разность которых равная величине перегрева всасываемого пара,

воспринимается регулятором Р и передается на регулирующий орган (РВ),

который в свою очередь изменяет свою пропускную способность. Т.е.

происходит контроль заполнения испарителя хладагентом для обеспечения

максимально возможного отвода теплоты от охлаждаемого объекта.

Из отделителя жидкости пары хладагента поступают в компрессор (КМ),

который сжимает их от давления кипения P[0] до давления конденсации P[к].

Компрессор снабжен двухпозиционным реле давления (РД) (контролирует

давление всасывания и нагнетания) и двух термореле РТ1 (контролирует

температуру нагнетания компрессора) и РТ2 (контролирует температуру

нагнетания рассола на выходе из испарителя и обеспечивает регулирование

холодопроизводительности компрессора).

Из компрессора пары хладогента нагнетаются в маслоотделитель МО, где

происходит отделение паров хладагента от масла (аммиак не растворяет

масло), которое могло попасть в пары хладагента из компрессора.

Из маслоотделителя пары хладагента поступают в горизонтальный

кожухотрубный конденсатор (КД), где пар конденсируется и охлаждается,

передавая тепло охлаждающей среде - воде.

Конденсатор снабжен предохранительным клапаном 1, вентилем для выпуска

воздуха 2 и маслосборником для слива масла 3.

На трубопроводе по которому подается вода в конденсатор установлен

соленоидный вентиль (СВ1) для управления расходом охлаждающей воды.

Соленоидный вентиль открывается при запуске компрессора и закрывается при

его остановке.

Из конденсатора жидкий хладагент подходит к ресиверу (в ресивере хранится

запас хладагента), в котором в случае необходимости происходит пополнение

системы хладагентом.

После ресивера установлен соленоидный вентиль (СВ2), чтобы перекрывать

жидкостной трубопровод при остановке компрессора и не допускать попадание

хладагента в испаритель.

Из ресивера хладагент поступает к автоматическому регулятору РВ, где

дросселируется и подается в испаритель И.

Схема холодильной установки

0x08 graphic

Рис.2

4.2. Автоматика холодильной установки

* Регулирование заполнения испарителя хладагентом:

Отвод теплоты от охлаждаемого объекта с помощью парокомпрессионной

холодильной машины происходит за счет кипения хладагента в испарителе.

Очевидно, что чем больше кипящего хладагента в испарителе, тем больше

теплоты может быть отведено. Однако при избытке жидкого хладагента в

испарителе возникает опасность попадания его вместе с всасываемым паром в

компрессор, что чревато гидравлическим ударом, нарушением циркуляции масла

и срывом работы или аварией холодильной машины.

Исходя из этого задача автоматизации процесса заполнения испарителя

хладагентом заключается в регулировании подачи оптимального количества

хладагента, обеспечивающего максимально возможный отвод теплоты от

охлаждаемого объекта при гарантировании безаварийной работы компрессора и

возврата масла из испарителя.

В проектируемой холодильной установке применяю автоматическую систему

питания испарителя воспринимающую изменение величины перегрева пара

хладагента на входе и выходе из испарителя. На входе и на выходе из

испарителя происходит контроль температур, разность которых равная

величине перегрева всасываемого пара, воспринимается регулятором Р и

передается на регулирующий орган (РВ), который в свою очередь изменяет

свою пропускную способность

* Регулирование холодопроизводительности компрессора:

Применяю систему двухпозиционного регулирования. Холодильная установка

снабжается регулирующим устройством релейного действия РТ2. Оно настроено

на два заданных значения температуры. При повышении темперауры

срабатывание термореле вызывает пуск компрессора. При снижении температуры

до значения t[ост] происходит обратное срабатывание - компрессор

останавливается.

* Автоматика контроля и защиты:

Схема защиты отключаут холодильную установку при выходе за допустимые

пределы любой из контролируемых величин - давления или температуры..

Повторный автоматический пуск невозможен до вмешательства обслуживающего

персонала.

Схема блокировки не позволяет пустить основное оборудование, если

предварительно не будет включено вспомогательное оборудование - насосы,

вентиляторы. Если они во время работы агрегата или машины отключаются, то

последние также останавливаются. После восстановления нормальной работы

вспомогательного оборудования основное может включиться автоматически.

Типы выбранных автоматических приборов:

1. Датчик - реле давления (РД) - используется для контроля давления

всасывания и

нагнетания в целях защиты компрессора.

2. Датчик - реле температуры (РТ1) - используется для защиты компрессора

от

недопустимого повышения температуры нагнетания паров хладагента.

3. Датчик - реле температуры (РТ2) - используется для контроля температуры

нагнетания

рассола на выходе из испарителя и обеспечивает регулирование

холодопроизводительности компрессора.

4. Соленоидный вентиль (СВ1) - используется для управления расходом

охлаждающей

воды

5. Соленоидный вентиль (СВ2) - используется для ограничения подачи

хладагента в испаритель, когда не работает компрессор.

5. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РАБОЧИХ ВЕЩЕСТВ И РАСЧЕТ

ТРУБОПРОВОДОВ,

5.1. Основные свойства хладагента, принятого по заданию. [Л2, с.31-33]

В качестве ХА в рассчитываемой установке применяется аммиак R717

(обозначение ИСО), химическая формула ХА NH[3] (аммиак)

* Термодинамические свойства

К основным термодинамическим свойствам относятся:

* нормальная температура кипения[.] 0x01 graphic

является пределом, ниже которого в системе холодильной машины будет

вакуум, что может привести к подсосу окружающего воздуха и нарушить ее

нормальную работу.

* температура замерзания 0x01 graphic

- это предел, который ограничивает возможность использования данного

хладагента.

* критические температура 0x01 graphic

и давление 0x01 graphic

указывают верхний предел области, в который хладагент может быть в

жидком состоянии. Выше критических параметров хладагент находится в

газообразном состоянии, когда невозможны процессы кипения и

конденсации.

* удельная (скрытая) теплота парообразования r приводится при

атмосферном давлении.

Таблица 5.1.

+------------------------------------------------------------------------+

| | Термодинамические свойства | |

| |-------------------------------------------------+----------|

| Хладагент || 0x01 | 0x01 | 0x01 | 0x01 | r, 0x01 |

| || graphic | graphic | graphic | graphic | graphic |

| || , -oС | ,-oC | ,-oC | , МПа | |

|-----------||------------+-----------+-----------+-----------+----------|

| R717 || -33,3 | -77,7 | 132,4 | 11,3 | 1360 |

+------------------------------------------------------------------------+

* Физико-химические свойства:

К основным физико-химическим свойствам хладагентов относят расворимость в

них масел, взаимодействие с водой, воздействие на конструкционные

материалы.

Аммиак весьма незначительно растворяет масло. Это позволяет отделять масло

от аммиака и выводить его из системы холодильной машины.

Вода неограниченно растворяется в аммиаке.

Аммиак в присутствие воды и кислорода разрушает цветные металлы.

* Физиологические и экологические свойства :

Большое значение для безопасной эксплуатации холодильных машин имеют

токсичность и взрывоопасность хладагентов.

Токсичность оценивают коэффициентом токсической опасности

0x01 graphic

где r[20] - плотность паров хладагента при 20 -oС

ПДК-предельно допустимая концентрация хладагента в воздухе, 0x01 graphic

Таблица 5.2

+----------------------------------------------+

| Хладагент | ПДК, 0x01 graphic | К[т.о]·10^-3 |

|-----------+-------------------+--------------|

| R 717 | 1000 | 5 |

+----------------------------------------------+

.

Аммиак оказывает большую токсическую опасность.Он имеет резкий неприятный

запах, сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. При

его содержании в воздухе более 0,5 % (по объему) происходит отравление.

Поэтому на предприятиях с аммиачными холодильными установками действуют

очень строгие правила техники безопасности.

Кроме того, аммиак взрывоопасен при концентрации 16 - 28%.

5.2. Основные свойства хладоносителя. [Л2, с.42-45]

Хладоносители применяют для «транспортировки холода» от источника его

получения (испарителя) до охлаждаемого объекта (камеры, аппарата и др.).

+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

| | | ]Свойства хладоносителей | |

| | |-----------------------------------------------------+-----------------------------------------|

| |Химическая||| | |Вязкость | | | | |

| ХН | ||| 0x01 | 0x01 | |С[р]sbr,0x01|Коррозионная| | |

| |формула |||graphic|graphic|µ, sb10^4| graphic | стойкость |Токсичность|Пожаро и взрыво безопасность |

| | ||| ,-oC | , -oС | | | | | |

| | ||| | | Паsbс | | | | |

|------+----------|||-------+-------+---------+------------+------------+-----------+-----------------------------|

|Вода | Н[2]О ||| 0,0 | 100 | 15,5* | 4200 | Слабая | Нет | Нет |

|------+----------|||-------+-------+---------+------------+------------+-----------+-----------------------------|

|Рассол| CaCl[2 ||| -55 | 110 | 51,4* | 3524 | Средняя | Средняя | Нет |

+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

^* При температуре 5-oС

5.3.Расчет трубопроводов.

* Всасывающий трубопровод:

- Объемный расход циркулирующего хладагента:

V = G · v = 0,042sb0,532=0,022 0x01 graphic

- Расчетный внутренний диаметр трубопровода:

Принимаею w[р]=15 0x01 graphic

[Л.1, C.35]

0x01 graphic

=0,043 м

Принимаю действительный (ближайший по размеру) диаметр трубопровода

d[вн.д.] = 0,040 м [Л.1, C.36]

- Действительная скорость движения хладагента:

0x01 graphic

17,5 0x01 graphic

* Нагнетательный трубопровод:

- Объемный расход циркулирующего хладагента:

V = G · v = 0,042sb0,204=0,0087 0x01 graphic

- Расчетный внутренний диаметр трубопровода:

Принимаею w[р]=20 0x01 graphic

[Л.1, C.35]

0x01 graphic

=0,024 м

Принимаем действительный (ближайший по размеру) диаметр трубопровода

d[вн.д.] = 0,028 м [Л.1, C.36]

- Действительная скорость движения хладагента:

0x01 graphic

19,2 0x01 graphic

* Жидкостной трубопровод:

- Объемный расход циркулирующего хладагента:

V = G · v = 0,042sb0,001=0,000042 0x01 graphic

- Расчетный внутренний диаметр трубопровода:

Принимаею w[р]=1 0x01 graphic

[Л.1, C.35]

0x01 graphic

=0,007 м

Принимаем действительный (ближайший по размеру) диаметр трубопровода

d[вн.д.] = 0,0108 м [Л.1, C.36]

- Действительная скорость движения хладагента:

0x01 graphic

0,46 0x01 graphic

* Водяной трубопровод:

- Объемный расход циркулирующей воды:

0x01 graphic

=17,1 0x01 graphic

где: 0x01 graphic

- Расчетный внутренний диаметр трубопровода:

Принимаею w[р]=1, 5 0x01 graphic

[Л.1, C.35]

0x01 graphic

=0,12 м

Принимаем действительный (ближайший по размеру) диаметр трубопровода

d[вн.д.] = 0,1 м [Л.1, C.36]

- Действительная скорость движения воды:

0x01 graphic

2,2 0x01 graphic

* Рассольный трубопровод:

- Объемный расход циркулирующей воды:

0x01 graphic

=9,8 0x01 graphic

где: 0x01 graphic

- Расчетный внутренний диаметр трубопровода:

Принимаею w[р]=0,6 0x01 graphic

[Л.1, C.35]

0x01 graphic

=0,12 м

Принимаем действительный (ближайший по размеру) диаметр трубопровода

d[вн.д.] = 0,1м [Л.1, C.36]

- Действительная скорость движения воды:

0x01 graphic

0,87 0x01 graphic

Результаты расчета трубопроводов

Таблица 5.3

+-----------------------------------------------------------------------------------------+

| | | | | w[р], | d[вн.р.], | d[вн.д.], | w[д], |

| Назначение | среда | G, 0x01 | n, 0x01 | 0x01 | | | |

| трубопровода | | graphic | graphic | graphic | мм | мм | 0x01 |

| | | | | | | | graphic |

|----------------+--------+---------+---------+---------+-----------+-----------+---------|

| Всасывающий | R717 | 0,042 | 0,532 | 15 | 43 | 40 | 17,5 |

|----------------+--------+---------+---------+---------+-----------+-----------+---------|

| Нагнетательный | R717 | 0,042 | 0,204 | 20 | 24 | 28 | 19,2 |

|----------------+--------+---------+---------+---------+-----------+-----------+---------|

| Жидкостной | R717 | 0,042 | 0,001 | 1 | 7 | 10,8 | 0,46 |

|----------------+--------+---------+---------+---------+-----------+-----------+---------|

| Трубопровод | | | | | | | |

| | рассол | 8,5 | 0,0007 | 0,6 | 120 | 100 | 0,87 |

| рассольный | | | | | | | |

|----------------+--------+---------+---------+---------+-----------+-----------+---------|

|Трубопр. водяные| вода | 17,1 | 0,001 | 1,5 | 120 | 100 | 2,2 |

+-----------------------------------------------------------------------------------------+

6. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

[Л.4, С.78-89]

6.1. Элементы СХУ должны сохранять работоспособность в условиях качки

и дифферента.

6.2. Элементы холодильных установок, работающие под давлением, должны

подвергаться проверочному расчету на прочность на пробное давление при

гидравлических испытаниях. При этом напряжения не должны превышать 0,9

предела текучести материала.

Холодильная установка должна обеспечивать поддержание требуемых температур

при работе основного оборудования на все потребители холода при

температуре наружного воздуха не ниже 40 °С и температуре забортной воды

не ниже 30 °С.

Мощность привода, холопроизводительность, площади поверхностей

испарителей, конденсаторов, воздухоохладителей, а также площадь

поверхности батарей охлаждения с циркулирующим в них хладоносителем должны

быть достаточными для поддержания регламентируемых температур в

охлаждаемых помещениях при неприрывной работе основного оборудования в

течении 24 ч. в сутки.

Резервное оборудование компрессорной холодильной установки должно состоять

из компрессора с приводным двигателем, конденсатора, системы управления и

арматуры, необходимой для обеспечения независимой работы всех устройств

оборудования.

Мощность резервного оборудования должна быть такой, чтобы при выходе из

строя одного любого основного компрессора или конденсатора обеспечивались

холодом все потребители.

Соединения системы трубопроводов между аппаратами и механизмами должны

быть такими, чтобы машины могли работать при любом сочетании аппаратов,

механизмов и устройств. Теплообменные и другие аппараты необходимо

снабжать соединениями для всасывающих и нагнетательных трубопроводов,

обеспечивающих перекачивание холодильного агента и отсасывание его из

аппарата.

6.3. Материалы частей оборудования, которое контактируют с

коррозионно-активными средами, должны быть изготовлены из материалов,

обладающих достаточной коррозионной стойкостью по отношению к этим средам

или должны иметь антикоррозионные покрытия.

Узлы и конструкции механизмов и аппаратов, которые изготовлены из

материалов, имеющих различный электролитический потенциал, и которые могут

контактировать с морской водой, должны быть защищены от электрохимической

коррозии.

6.4. Насосы, компрессоры, аппараты и трубопроводы должны быть размещены в

отделении холодильных машин так, чтобы было обеспечено удобное их

обслуживание, а также возможность замены частей без снятия агрегатов с

фундамента. При этом перечисленное и другое оборудование необходимо

устанавливать на расстоянии не менее 100 мм от переборок помещений и

поверхностей соседних устройств.

Отделение холодильных машин должно иметь два выхода с дверями,

открывающимися наружу, и расположенных как можно дальше одни от другого.

Если отделение холодильных машин расположено выше или ниже открытой

палубы, то выходы из него должны быть оборудованы стальными трапами,

ведущими к дверям помещений, из которых есть выход на открытую палубу.

Отделение ХМ должно иметь автономную вентиляцию, обеспечиваюую 10-кратный

обмен воздуха. В зависимости от плотности ХА система вентиляции должна

обеспечивать удаление воздуха из самыхъ верхних или нижних частей

помещения.

6.5. Сосуды ХА следует закреплять так, чтобы они не могли сдвинуться при

качке.

Помещения для хранения запасов ХА должны быть снабжены автономной

вентиляцией и изолированы таким образом, чтобы температурамв них не могла

превысить 45°С.

6.6. Трубопроводы ХА и жидкого ХН должны быть изготовлены из бесшовных

труб. Трубопроводы жидкого ХН должны быть изготовлены из стальных труб.

На нагнетательных трубопроводах компрессоров и насосов ХА необходимо

устанавливать невозвратные клапаны.

6.7. На компрессорах, других агрегатах, трубопроводах холодильной

установки следует устанавливать приборы для контроля параметров рабочих

тел и параметров режима работы установки. Кроме того, должна быть

предусмотрена возможность установки КИП, необходимых для проведения

испытаний.

6.8. При использовании автоматического управления холодильной установкой

следует также предусмотреть возможность ручного управления.

.

Использованная литература:

1. Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине

«СХУ и СКВ», В.М.Шавра, И.А.Сундуков. 2001 г.

2. «Основы холодильной техники и технологии», В.М.Шавра

Издательство «ДеЛи принт», 2004 г.

3. «Изучающим основы холодильной техники», В.М.Шаврв и др.

Издательство журнала «Холодильная Техника», 1996 г.

4. «Речной Регистр РФ», часть вторая - «Энергитические установки и

системы»

Содержание:

страница

1. Задание на Курсовую работу 2

2. Построение и расчет теоретического цикла ХМ 3

3. Тепловой расчет компрессора 8

4. Расчет теплопередающей поверхности испарителя

и конденсатора 11

5. Схема холодильной установки и её автоматизация 13

6. Основные свойства рабочих веществ и рассчет

трубопроводов 16

7. Основные эксплуатационные требования 21

8. Использованная литература 23

24

0x01 graphic

0x01 graphic