Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 Розрахунок числа і розмірів камер
1.1 Визначаємо вантажний об’єм камери зберігання:
(1.1)
де Е ємність камери, т;
gv норма завантаження, т/м3.
1.2 Визначають вантажну площу камер Fгp тобто площу, яка буде зайнята вантажем.
(1.2)
де hВ — вантажна чи висота висота штабеля, м.
Висоту штабеля в одноповерхових холодильниках з будівельною висотою 6 м варто приймати 5 м.
1.3 Визначають будівельну площу камер (м2).
. (1.3)
де βВ коефіцієнт використання будівельної площі камер, що враховує проходи і проїзди в камерах, відступи від стін, колон, устаткування, відстані між штабелями, площа, займану колонами й устаткуванням.
Значення коефіцієнта використання будівельної площі приведені нижче в залежності від площі камер (м2):
від 400 0,8—0,85.
1.4 Визначають число будівельних прямокутників.
(1.4)
де f — будівельна площа одного прямокутника, обумовлена обраною сіткою колон, м2.
Описання технологічного процесу холодильника
Будівля холодильника одноповерхова з сіткою колон 6х12 м. До торцевих стін споруди примикають залізнична і автомобільна платформи. Платформи об’єднанні вантажним коридором, в який є вихід із усіх камер і експедиційного приміщення. Фрукти приймають із платформ і зберігають у стандартних ящиках (дерев’яних), що забезпечує зручне фасування та використання завантажувально-розвантажувальних механізмів в повній мірі. Досить широко ведеться транспортування и зберігання яблук в контейнерах, що забезпечує повну механізацію вантажно-розвантажувальних робіт.
При розміщенні підприємств торгівлі і загального харчування на першому поверсі багатоповерхової будівлі, холодильні камери розміщують в підвальних або напівпідвальних приміщеннях, при цьому мають бути вирішенні питання для вертикального переміщення вантажів. Для розвантаження автотранспорту передбачають люки і похилі спуски. Камери бажано групувати в блоки, що дозволить зменшити об’єм ізоляційних робіт, а також теплопритоки в камери.
2.1 Визначаємо товщину ізоляційного шару зовнішньої стіни температурний режим камери -1 ◦C.
Конструкція зовнішньої стіни.
1 Оздоблювальний шар
(цементно-піщана штукатурка) δ1=0,02(м), λ1=0,88(Вт/мК);
2 Цегляна кладка δ2=0,38(м), λ2=0,82(Вт/мК);
3 Гідро та пароізоляція δ3=0,005(м), λ3=0,3(Вт/мК);
(бітумна мастика і гідро
ізол).
4 Теплова ізоляція λ4=0,047(Вт/мК).
(плити з пінопласту
полістирольного)
(2.1)
Приймаємо товщину ізоляційного шару.
Рахуємо для зовнішньої стіни:
(2.2)
2.2 Визначаємо товщину ізоляційного шару покриття.
Конструкція покриття холодильника:
1.Покрівельний шар δ1=0,012(м), λ1=0,3(Вт/мК);
( паро та гідроізоляція)
2. Армована бетонна стяжка δ2=0,04(м), λ2=1,4(Вт/мК);
3. Засипна теплоізоляція δ3=0,5 (м), λ3=0,2(Вт/мК);
(керамзит)
4. Плитна теплоізоляція
(пінопласт полістирольний) λ4=0,047(Вт/мК);
5. Залізобетонна плита покриття δ5=0,22(м) λ5=1,5(Вт/мК).
(2.3)
Приймаємо товщину ізоляційного шару.
Рахуємо для покриття:
(2.2)
3 Визначення теплопритоків в камері холодильника
3.1 Теплопритоки через стіни, перегородки, перекриття Q1 розраховують по формулі
Q1 = kД F (tз – tв) (3.1)
Де kД — дійсний коефіцієнт теплопередачі огородження, з розрахунку товщини ізоляційного шару, Вт/(м2К) ;
F-площа поверхні огородження, м2;
tз — температура зовні огородження, 0С;
tв — температура повітря усередині охолоджуваного приміщення, °С.
1) Теплопритоки через першу стіну:
Q1ст1 = kД F (tз – tв)=0,26∙144(28,2+1)=1093,25 (Вт)
F=6×24=144 м2;
kД=0,26;
tВ=-1˚С;
tЗ=28,2˚С.
2) Теплопритоки через другу стіну:
Q1ст2 = kД F (tз – tв)=0,28144(-1+1)=0 (Вт)
F=6×24=144 м2;
kД=0,28;
tВ=-1˚С;
tЗ=-1˚С.
3) Теплопритоки через третю стіну:
Q1ст3 = kД F (tз – tв)=0,435144( 2+1)=187,92 (Вт)
F=6×24=144 м2;
kД=0,435;
tВ=-1˚С;
tЗ=-1˚С.
4) Теплопритоки через четверту стіну:
Q1ст4 = kД F (tз – tв)=0,435144(6+1)=438,48 (Вт)
F=6×24=144 м2;
kД=0,435;
tВ=-1˚С;
tН=6˚С;
5) Теплопритоки від покриття:
Q1пок = kД F (tз – tв)=0,25576(28,2+1)=4204,8 (Вт)
F=24×24=576 м2;
kД=0,25;
tВ=-1˚С;
tЗ=28,2˚С.
6) Теплопритоки від підлоги:
Q1під = ∑kум F (tз – tв)
Розбиваємо підлогу на зони по 2 м від зовнішньої стіни. Площі, умовні коефіцієнти теплопередачі і температури зовнішнього і внутрішнього повітря відповідних зон:
kД I=0,47; kД II=0,23; kД III=0,12; kД IV=0,07;
FI=48 м; FII=48 м; FIII=48 м; F IV=432 м;
tВ=-1˚С; tВ=-1˚С; tВ=-1˚С; tВ=-1˚С;
tЗ=28,2˚С. tЗ=28,2˚С. tЗ=28,2˚С. tЗ=28,2˚С.
Q1під I=0,47∙48∙(28,2+1)=658,75 Вт;
Q1під II=0,23∙48∙(28,2+1)=322,37 Вт;
Q1під III=0,12∙48∙(28,2+1)=168,19 Вт;
Q1під IV =0,07∙432∙(28,2+1)=883,01 Вт;
Q1під=658,75+322,37+168,19+883,01=2032,32 Вт.
7) Теплопритоки від сонячної радіації (Вт)
Q1C = kд F tс
tс — різниця температур, що характеризує дію сонячної радіація в літню пору, ◦С.
tс=14,9◦С;
kД=0,25;
F=24×24=576 м2.
Q1C=0,25×576×14,9=2145,6 Вт.
Отже, теплопритоки через огороджуючі конструкції приміщення складають:
Q1= Q1ст1+ Q1ст2+ Q1ст3+ Q1ст4+ Q1пок+ Q1під+ Q1C= =1093,25+0+187,92+438,48+4204,8+2032,32+2145,6=10102,37 Вт.
3.2 Теплопритоки від продуктів при їх холодильній обробці
Q2В = Mк i 1000 / ( 3600) (3.2.1)
Мк – поставка продуктів в камеру за добу, вона залежить від ємності камери, але для овочів та фруктів Мк становить 10% від цієї ємності.
Мк =750×0.1=75 (т)
Δі – різниця питомих ентальпій відповідно початкової і кінцевої температури продуктів:
іпоч=306,95 (кДж/кг),
ікін=267,9 (кДж/кг), і=39,05(кДж/кг).
- тривалість холодильної обробки:
= 24 год.
Так як продукти поступає і зберігається в тарі, тому необхідно врахувати тепло, яке виноситься з тарою.
Q2Т = Mт Ст (t1 – t2) 1000 / ( 3600) (3.2.2)
де Мт — добове надходження тари, в даному випадку дерев’яних ящиків, т/добу; береться 20 % від маси вантажу:
Мт = 75×0,2=15 (т/доба);
Ст – питома теплоємність тари, кДж/(кг • К), для дерев’яної тари:
Ст = 2,5 кДж/(кг • К);
t1 -температура тари при надходженні вантажу, t1 = 0°C;
t2 — температура тари при виході вантажу, t2 = -1 °C.
(3.2.3)
Q3 = Мв (із – ів) (3.3.1)
де, із і ів – питома ентальпія зовнішнього і внутрішнього повітря:
із = 95 кДж/кг;
ів =7 кДж/кг.
Мв – витрата вентиляційного повітря кг/c:
(3.3.2)
де,в - щільність вентиляційного повітря при температурі і відносній вологості повітря, в = 1,395 кг/м3;
- кратність повітрообміну, = 3;
V – об’єм вентильованого повітря, V = 864 м3.
Q3 = 0,04∙(95-7)=3,5 (Вт).
3.4 Теплопритоки від додаткових джерел тепла при експлуатації як сума теплопритоків окремих видів:
Q4 = q1 + q2 + q3+q4 (3.4.1)
де, А – кількість теплоти що виділяється на один м2 підлоги, для камер зберігання А=1,2 Вт/м2;
F – площа камери, м2.
2) від перебування людей.
(3.4.2)
де, кількість людей, яка береться в залежності від площі, =3 людини.
3) від електродвигунів.
(3.4.3)
де, Nє – потужність електродвигуна, для камери зберігання приймають 1 – 4 кВт.
4) від відкривання дверей.
(3.4.4)
де, В – питомий приплив теплоти при відкривані дверей 15 Вт/м2;
3.5 Теплопритоки від «дихання » фруктів:
(3.5.1)
- тепловиділення плодів поставки (23,5 Вт/т для груш і яблук при t=1 ºС);
- тепловиділення плодів зберігання (20 Вт/т для груш і яблук при t=0 ºС).
4 Визначення навантаження на камерне устаткування
і компресор
Навантаження на камерне устаткування визначаємо, як суму всіх тепло припливів в дану камеру:
(4.1)
Компресори підбирають на групу камер, що мають приблизно однакові температурні режими роботи.
Холодопродуктивність компресора визначаємо за формулою:
, (4.2)
де b – коефіцієнт робочого часу, b=0,7-0,9;
к – коефіцієнт, що враховує втрати трубопроводу і апарата холодильних установок, приймається в залежності від температури кипіння холодоагенту.
|
t0 , ºС |
-40 |
-30 |
-10 |
|
к |
1,1 |
1,07 |
1,05 |
У нашому випадку при t0 = -10 ºС , к = 1,05.
5 Вибір розрахункового робочого режиму
Робочий режим холодильної установки характеризується чотирма основними температурами:
(5.1)
(5.2)
де tвд1 – температура води, що по дається на конденсатор, що на 6…8 ºС нище температури зовнішнього повітря.
(5.3)
Побудова циклів продовжується в наступній послідовності:
1´ – на перетині ізотерми t0 з лінією сухої насиченої пари;
2´ – на перетині ізотерми tк з лінією сухої насиченої пари;
3´ – на перетині ізотерми tк з лінією рідини;
3 – на перетині ізотерми tп з ізобарою Рп в області переохолодженої рідини.
4) на перетині ліній tвс і Р0 в області перегрітої пари знаходжу точку 1, яка визначає стан пари, що всмоктується конденсатором;
5) через точку 1 провожу лінію постійної ентальпії до перетину із ізобарою Рк точки 2, яка визначає стан пари в кінці процесу стиску;
6) отриману точку 4, яка знаходиться на перетині ліній постійної ентальпії, що проходить через точку 3 з ізобарою Р0 в області вологої пари.
Точка 4 характеризує стан холодоагенту після дроселювання в регульовані вентилі.
Процеси, що зображені на діаграмах
4-1 – кипіння холодоагенту у випарнику при t0 і р0 ;
1´-1 – перегрів пари на всмоктуванні в компресор від t0 до tвс при постійному тиску р0;
1-2 – адіабатний стиск в компресорі;
2-3´ – процес відведення тепла в конденсаторі, який поділяється на 2 процеси:
1) 2-2´ – охолодження пари до стану насичення при постійному тиску рк,
2) 2´-3´ – конденсація холодоагенту при tк і рк.
3´-3 – переохолодження рідкого холодоагенту в конденсаторі, пере охолоджувачі або теплообміннику від tк до tп при тиску рк;
3-4 – дроселювання холодоагенту в регулюючому вентилі від рк до р0 по лінії постійної ентальпії.
По таблицях насиченої пари визначаю параметри точок, що знаходяться на границях кривих сухої насиченої пари і насиченої рідини:
1´ – для сухої насиченої пари при t0;
2´ – для сухої насиченої пари при tк ;
3´ – для рідини при tк ;
3 – для рідини при tп, окрім тиску, який в процесі переохолодження змінюється і тому в даній точці дорівнює тиску конденсації.
Параметри точок 1, 2, 4 визначаю по діаграмі згідно побудов:
1 – в області перегрітої пари на перетині ліній р0 і tвс ;
2 – в області перегрітої пари на перетині ліній постійної ентальпії і рк;
4 – в області вологої пари на перетині ліній постійної ентропії і 3 (р0 і t0).
Усі параметри точок, які виміряні в одній системі одиниць звожу до таблиці.
|
№ точки |
t , ºС |
Р, МПа |
V, м2/кг |
і, кДж/кг |
S, кДж/кг·К |
стан |
|
1´ |
-10 |
0,29 |
0,42 |
1650 |
8,7 |
суха насичена пара |
|
1 |
-5 |
0,29 |
0,42 |
1660 |
8 |
перегріта пара |
|
2 |
95 |
1,05 |
0,15 |
1860 |
8,8 |
перегріта пара |
|
2´ |
28,2 |
1,02 |
0,12 |
1680 |
8,3 |
суха насичена пара |
|
3´ |
28,2 |
1,02 |
0,004 |
520 |
1,4 |
рідина |
|
3 |
23,2 |
0,94 |
0,002 |
510 |
1,3 |
рідина переохолодження |
|
4 |
-10 |
0,29 |
0,05 |
500 |
1,35 |
волога пара |
Вступ
В даній розрахунково-графічній роботі головним об’єктом проектування являється холодильна установка, незалежно від її призначення, чи охолодження камер холодильника, чи охолодження продуктів або матеріалів на виробничих підприємствах, чи охолодження повітря в системі кондиціювання тощо.
Проектування будь-якої холодильної установки можна підрозділити на наступні етапи: вибір розрахункових параметрів, визначення навантаження на холодильну установку, розрахунок і підбір допоміжного обладнання, розробка схеми холодильної установки, прийняття об’ємно-планувальних рішень по розташуванню основного і допоміжного обладнання.
Висновок
Основним завданням даної розрахунково-графічної роботи є розробка схеми та розрахунок холодильної установки, тобто отримання, транспортування і використання штучного холоду в технологічних процесах для забезпечення необхідного температурного режиму, з метою збереження охолоджених фруктів.
Насосно-циркуляційна схема холодильної установки з верхньою подачею аміаку в прибори охолодження:
а-с – горизонтальним циркуляційним ресивером;
б-с – вертикальним циркуляційним ресивером;
1 – ресивер дренажний;
2 – ресивер циркуляційний горизонтальний;
3 – насос аміачний;
4 – насос циркуляційний вертикальний;
5 – охолоджуючий ресивер;
6 – пристінні батареї з проміжним відводом пару;
7 – колонка розподільна.
Трубопроводи:
І – до компресора;
ІІ – від конденсатора;
ІІІ – гарячого пару від масловідділителя;
IV – випуску аміаку з запобіжних клапанів;
V – запуску масла.
Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України
Вінницький національний технічний університет
Кафедра ТГП
Розрахунково-графічна робота №1
З дисципліни
“Теплові насоси та холодильні установки”
Виконала: ст. гр.
Перевірив: Титко О.В.
Вінниця 2011