Омский государственный технический университет Установки и системы холодильн

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Установки и системы холодильной техники

Методические указания к лабораторным работам

 

Омск 2007

Составитель: В.А. Максименко, канд. техн. наук, доц. каф. КХМУ

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Омского государственного технического университета

Лабораторная работа № 1

ПУСК, НАСТРОЙКА НА ОПТИМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ И ОСТАНОВКА

МАЛЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ ФРЕОНОВЫХ МАШИН

Цель работы:

1. Пуск холодильной машины.

2. Создание оптимального режима работы и остановка холодильной машины.

Отклонения от оптимального режима работы холодильной машины вызывают снижение холодопроизводительности, увеличение эксплутационных затрат, нарушение требуемого режима в охлаждаемых объектах, а в некоторых случаях – аварийную ситуацию. Отклонение от оптимального режима выявляют сравнением и анализом значений всех рабочих параметров с оптимальными.

К числу основных ненормальностей, существенно влияющих на экономичность и безопасность работы установки, относятся следующие: понижение температуры кипения (t0) в испарительной системе, повышение температуры конденсации (tк) в конденсаторе, повышение температуры нагнетания (tн) компрессора, влажный ход компрессора.

Лабораторная работа проводится на холодильной машине АК-ФМ4М     (рис. 1).

Пуск холодильной машины

Перед пуском путем внешнего осмотра установите исправность машины, отсутствие подтеков масла, натяжение приводного ремня, надежность заземления. Откройте вентиль подачи воды на конденсатор и убедитесь в наличии протока охлаждающей воды.

На нагнетательный и всасывающие вентили установите манометр и мановакуумметр. Для этого необходимо вращать шпиндели всасывающего и нагнетательного вентиля торцевым ключом против часовой стрелки до упора, снять заглушки с тройников и присоединить к ним манометрические трубки с приборами. Затем, повернув шпиндель по часовой стрелке на пол-оборота, установить его в рабочее положение магистраль – тройник. Включите машину и постепенно откройте жидкостной запорный вентиль на выходе из конденсатора. При необходимости (по указанию преподавателя) включите ТЭНы, установленные в камере охлаждения.

Рис. 1. Схема холодильной установки:

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – жидкостной запорный вентиль;

4 – водяной запорный вентиль; 5 – водомер;

6 – нагнетательный двухходовой вентиль; 7 – манометр;

8 – реле давления; 9 – мановакуумметр;

10 – всасывающий двухходовой вентиль; 11 – термометровая гильза;

12 – теплообменник; 13 – фильтр-осушитель; 14 – ТРВ; 15 – испаритель;

16 – камера; 17 – ТЭН-4

Первые циклы работы машины еще не соответствуют установившемуся режиму. Когда температура внутри охлаждаемого объекта окажется одной и той же после нескольких остановок машины, можно считать, что наступил установившийся режим.

Нормальная работа холодильной установки соответствует общим признакам: в камере устанавливается исходно-заданная температура; компрессор работает без стука; температура картера и электродвигателя выше температуры окружающего воздуха не более, чем на 20–30 °С; в разрыве слива протекает вода; отсутствует искрение контактов, гудение в магнитном пускателе.

Приборы защиты должны останавливать компрессор при давлении конденсации выше 11,5·105 Па и электродвигатель, если ток в силовой сети превышает на 20 % номинальное значение.

Создание оптимального режима работы

Оптимальным можно считать такой режим работы холодильной машины, при котором в охлаждаемом объекте поддерживается заданная температура, а расход воды, электроэнергии и износ машины – минимальные.

Оптимальный режим работы действующей машины создается путем правильной настройки приборов.

Настройка реле температуры

Настройка реле температуры холодильного оборудования производится на заданный режим, например, указанный в табл. 1.

                                                                                                    Таблица 1

Наименование объекта	Температура в объекте, °С	Температура кипения, °С	Настройка реле давления Ризб = 105 Па	Рабочее давление Ризб = 105 Па
Режим работы компрессора	выкл.	вкл.	выкл.	вкл.	выкл.	вкл.	вкл.
Камера охлаждения	4	6	–14	2	0,9	2,4	1,3

Чувствительный элемент термореле воспринимает температуру воздуха в охлаждаемом объекте. Поместите в камеру охлаждения 4–5 термометров, равномерно располагая их по объёму камеры. По показаниям термометров определите среднюю температуру выключения и включения холодильной установки.

Определите рабочее давление по показанию мановакуумметра. Рабочее давление установится через несколько минут после включения компрессора и некоторое время будет постоянным. При помощи таблицы насыщенных паров     (прил. 1) определите температуру кипения рабочего тела.

Разность между температурой воздуха в объекте tоб и температурой кипения t0 для малых фреоновых установок составляет от 15 до 18 °С. После остановки компрессора температура кипения возрастает и к моменту включения разность между tоб и t0 составляет 2–4 °С (для низкотемпературного режима – до 10 °С).

Настройка реле давления

Настройку РД на выключение и включение производят согласно заданному режиму, например, в соответствии с табл. 1. Давление выключения можно быстро определить путем медленного вращения шпинделя всасывающего вентиля по часовой стрелке до упора; при этом необходимо следить за показанием мановакуумметра, зафиксировать давление, при котором компрессор выключится. После остановки компрессора, медленно вращая шпиндель против часовой стрелки, следя за показаниями мановакуумметра, фиксируется давление, при котором компрессор включится.

После проверки давления включения и выключения компрессора шпиндель всасывающего вентиля устанавливается в рабочее положение. Через некоторое время определите давление и замерьте температуру в охлаждаемом объекте. Проверку регулировки и настройку РД проводит преподаватель.

Настройка терморегулирующего вентиля

Правильная настройка ТРВ обеспечивает равномерное автоматическое заполнение испарителя (воздухоохладителя). При правильной настройке ТРВ температура паров при выходе из испарителя должна быть на 3–5 °С выше температуры кипения. Пары хладагента, проходя по всасывающей трубке от испарителя к компрессору, подогреваются еще на 5–7 °С. Температура паров, поступающих в компрессор, должна быть на 10 °С выше температуры кипения.

Если холодильная машина имеет регенеративный теплообменник, то холодные пары, идущие от испарителя к компрессору, подогреваются еще на 20–25 °С, а жидкий фреон, идущий от конденсатора к ТРВ, охлаждается на 12–15 °С.

После настройки ТРВ замерьте температуру после испарителя, на входе в теплообменник и на выходе из него, а также перед компрессором. ТРВ можно настраивать по рабочему давлению. Через несколько минут после включения компрессора рабочее давление должно быть на
0,3–0,5·105 Па выше давления выключения. Определите давление выключения и через несколько минут определите рабочее давление. Настройте работу ТРВ так, чтобы рабочее давление соответствовало значениям табл. 1.

При правильном заполнении испарителя всасывающий трубопровод равномерно покрывается инеем примерно на 1 м от испарителя. При работе на низкотемпературном режиме весь всасывающий трубопровод покрывается инеем до всасывающего вентиля. При настройке ТРВ необходимо следить за тем, чтобы всасывающий вентиль покрывался инеем не более, чем на половину (во избежание гидравлического удара). В случае покрытия инеем всего всасывающего вентиля и части крышки цилиндра, а также в случае возникновения стуков в крышке цилиндра (во всасывающих клапанах) необходимо немедленно выключить компрессор и позвать преподавателя.

Регулировка температуры конденсации

В холодильных машинах, имеющих конденсатор воздушного охлаждения, разность между tК и tВ1  при оптимальном режиме устанавливается в

10–12 °С.                                    

В холодильных машинах, имеющих конденсатор водяного охлаждения, оптимальное давление поддерживается водорегулирующим вентилем. Нагрев воды в конденсаторе tw2 – tw1 и давление Рк  зависят от количества подаваемой воды. Для летних условий нагрев воды в конденсаторе составляет 6–8 °С, что обеспечивает оптимальный расход воды. Зимой при поступлении воды с температурой 5–8 °С оптимальный нагрев воды в конденсаторе около 15–20 °С.

В летний период вода может поступать с температурой 18–20 °С, давление конденсации устанавливается в пределах 5–6·105 Па; зимой вода может поступать с температурой 5–6 °С, давление конденсаций при этом будет падать до 3–4·105 Па. Если летом температура воды достигает 25 °С, то давление конденсации повышается до 7·105 Па. Для предупреждения повышения давления конденсации уменьшают подогрев воды в конденсаторе, увеличивая подачу воды.

Проследите на действующей холодильной машине, как будут изменяться температура и давление конденсации с изменением подачи воды в конденсатор. Между регулировками подачи воды должен быть интервал в несколько минут.

Прикрыв водяной запорный вентиль 5, установленный перед конденсатором на подающей водопроводной линии, уменьшите подачу воды. Определите значения tw2–tw1, tк, Рк.

Увеличьте подачу воды в конденсатор. Определите значения tw2–tw1,
tк, Рк.

Отрегулируйте подачу воды по условиям оптимального режима. Определите величины tw2–tw1, tк, Рк.

Полученные значения температур и давлений внесите в табл. 2 и проанализируйте полученные результаты.

                                                                                                    Таблица 2

Условия подачи воды в конденсатор	tw1, °С	tw2, °С	tw =tw2–tw1	tk, °С	Рк=10-5, Па	Wэл, кВт
Уменьшенная подача
Увеличенная подача
Оптимальная подача

Температура нагнетания

Температура нагнетания находится в зависимости от температуры кипения хладагента t0, температуры всасывания tвс, температуры конденсации tк.

Если компрессор будет засасывать пары R-12 с t0 от –15 до –30 °С, то температура нагнетания установится порядка 40–45 °С. При наличии регенеративного теплообмена в схеме холодильной машины, когда tвс=
= 10–15 °С, температура нагнетания tн устанавливается на уровне
70–75 °С. При увеличении или уменьшении температуры tк изменяется и температура tн.

На действующей холодильной машине отрегулируйте ТРВ так, чтобы компрессор засасывал из испарителя насыщенные и перегретые пары. Полученные значения занесите в табл. 3. Проведите анализ изменения температуры.

После настройки холодильной установки на оптимальный режим работы в отчете начертите схему холодильной машины, на которой в соответствующих точках проставьте температуры, соответствующие оптимальному режиму эксплуатации.

                                                                                                    Таблица 3

Настройка ТРВ	t0, °С	tвс, °С	tн, °С	tк, °С
Всасывание насыщенных паров
Всасывание перегретых паров
Оптимальный режим

Остановка холодильной машины

После проведения лабораторной работы выключите холодильную машину.

Для этого закройте жидкостной вентиль на конденсаторе – машина несколько минут будет работать, а затем выключится. Избыточное давление в испарительной системе при выключении машины должно составлять    0,15–0,2·105 Па. Если при автоматическом выключении машины указанный предел давления не достигается, необходимо изменить нижний предел давления на РД. После выключения машины необходимо закрыть всасывающий вентиль, обесточить установку и закрыть нагнетательный вентиль.

Контрольные вопросы

1. В какой последовательности производится пуск малых холодильных машин?

2. Какой режим работы холодильной установки называется оптимальным?

3. Какое давление называется рабочим?

4. Какой нагрев воды считается оптимальным в летнее и зимнее время?

5. В какой последовательности производится остановка малых холодильных машин?

                                                                                                

Приложение 1

Температура, ОС	Давление абс., Р = 105 Па	Энтальпия, кДж/кг	Температура, ОС	Давление абс., Р = 105 Па жидк.	Энтальпия, кДж/кг
		жидк.	пара			жидк.	пара
–50	0,3919	354,55	528,90	1	3,193	400,95	552,51
–49	0,4127	355,42	529,37	2	3,298	401,90	552,95
–48	0,4345	356,29	529,84	3	3,406	402,85	553,39
–47	0,4571	357,17	530,31	4	3,516	403,80	553,84
–46	0,4806	358,05	530,78	5	3,629	404,75	554,28
–45	0,5051	358,93	531,25	6	3,745	405,70	554,71
–44	0,5306	359,81	531,72	7	3,863	406,67	555,15
–43	0,5571	360,70	532,19	8	3,984	407,62	555,59
–42	0,5847	361,57	532,66	9	4,108	408,58	556,02
–41	0,6133	362,46	533,13	10	4,235	409,54	556,45
–40	0,6430	363,34	533,60	11	4,365	410,50	556,88
–39	0,6738	364,23	534,07	12	4,497	411,46	557,32
–38	0,7057	365,12	534,54	13	4,633	412,42	557,74
–37	0,7389	366,01	535,01	14	4,772	413,38	558,17
–36	0,7732	366,90	535,48	15	4,913	414,36	558,59
–35	0,8088	367,80	535,95	16	5,058	415,32	559,02
–34	0,8457	368,69	536,42	17	5,206	416,29	559,44
–33	0,8839	369,59	536,89	18	5,357	417,27	559,86
–32	0,9234	370,49	537,36	19	5,511	418,24	560,27
–31	0,9643	371,39	537,83	20	5,669	419,22	560,69
–30	1,006	372,28	538,30	21	5,830	420,20	561,10
–29	1,050	373,19	538,76	22	5,994	421,18	561,51
–28	1,095	374,10	539,23	23	6,162	422,16	561,92
–27	1,142	375,00	539,70	24	6,333	423,14	562,33
–26	1,190	375,09	540,17	25	6,508	424,13	562,73
–25	1,240	376,81	540,63	26	6,686	425,11	563,13
–24	1,291	377,73	541,10	27	6,868	426,11	563,53

                                                                                         Окончание прил. 1

                                                                                                  

–23	1,344	378,64	541,56	28	7,053	427,10	563,93
–22	1,399	379,56	542,03	29	7,242	428,08	564,33
–21	1,455	380,47	542,49	30	7,435	429,08	564,72
–20	1,513	381,38	542,96	31	7,631	430,08	565,11
–19	1,573	382,30	543,30	32	7,832	431,08	565,49
–18	1,634	383,22	543,88	33	8,036	432,08	565,88
–17	1,698	384,14	544,34	34	8,244	433,09	566,26
–16	1,763	385,06	544,80	35	8,456	434,09	566,64
–15	1,830	385,98	545,26	36	8,672	435,10	567,01
–14	1,899	386,91	545,72	37	8,892	436,11	567,38
–13	1,970	387,83	546,18	38	9,116	437,12	567,75
–12	2,044	388,76	546,64	39	9,344	438,14	568,12
–11	2,119	389,70	547,10	40	9,577	439,16	568,48
–10	2,196	390,63	547,55	41	9,814	440,18	568,84
–9	2,275	391,56	548,01	42	10,05	441,20	569,19
–8	2,357	392,48	548,46	43	10,30	442,22	569,54
–7	2,440	393,42	548,92	44	10,55	443,25	569,54
–6	2,526	394,36	549,37	45	10,80	444,28	570,24
–5	2,614	395,30	549,92	46	11,06	445,32	570,57
–4	2,705	396,23	550,27	47	11,33	446,36	570,91
–3	2,798	397,17	550,72	48	11,59	447,40	571,24
–2	2,893	398,12	551,17	49	11,87	448,44	571,57
–1	2,990	399,06	551,62	50	12,14	449,49	571,89
0	3,091	400,00	552,06	51	12,43	450,54	572,21

Лабораторная работа № 2

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ
НА ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПРЕССОРА

Роль компрессора в цикле холодильной машины

С помощью компрессора холодильной машины осуществляется один из термодинамических процессов, составляющих цикл: сжатие пара хладагента. Кроме того, компрессор содействует осуществлению двух других процессов: непрерывным отсасыванием пара он обеспечивает кипение хладагента в испарителе, а нагнетанием в конденсатор создает необходимые условия для сжижения пара. В этом состоит основное отличие холодильного компрессора от газового.

Другая особенность холодильного компрессора в том, что его производительность всегда рассматривается применительно к заданному циклу, и ее принято характеризовать эффектом охлаждения холодильной машины, то есть холодопроизводительностью Q0.

Производительность газовых компрессоров обычно определяется объемом засасываемого газа, отнесенным к параметрам, при которых газ поступает в компрессор.

Холодопроизводительность компрессора холодильной машины находится в прямой зависимости не только от массы или объема, но и от параметров пара, который он засасывает.

Холодильная машина, выполняя различные производственные функции, работает при различных тепловых и температурных режимах. Холодопроизводительность машины зависит не только от размеров компрессора (объема описываемого поршня Vh), но также от удельной объемной холодопроизводительности используемого хладагента qv и коэффициента подачи компрессора. Последние две величины зависят от pежима работы холодильной машины, то есть температур кипения, конденсации и переохлаждения жидкости перед регулирующим вентилем.

Цель настоящей работы – определить влияние режима работы холодильной машины на холодопроизводительность компрессора, для чего необходимо обеспечить переменный режим работы машины. Переменный режим работы холодильной машины осуществляется за счет переменной тепловой нагрузки на испаритель, которая создается при изменении температуры в камере, по мере охлаждения воздуха.

Схема экспериментального стенда и принцип работы холодильной машины приведены в описании лабораторной работы № 1.

Порядок проведения работы

1. Включить холодильную машину.

2. Проверить правильность работы компрессора и установки в целом.

3. При различных режимах работы записывать показания потенциометра манометров и ваттметра.

4. Замеры проверять через 5 мин. Сделать не менее пяти замеров для построения графических зависимостей.

Журнал наблюдений работы холодильной машины

Наименование замеряемых величин	Размерность	Замеры
		1	2	3	4	5
Давление конденсации (нагнетания)	Р, (кг/см2;МПа)
Давление кипения (всасывания)	Р0, (кг/см2;МПа)

Окончание журн. набл. раб. холод. машины

Температура на всасывании	t1, °С
Температура на нагнетании	t2, °С
Температура перед ТРВ	t3, °С
Температура в камере	t4, °С
Температура окружающего     воздуха	t5, °С
Атмосферное давление	Рат, (мм.рт.ст.), Па
Объём, описываемый поршнями      компрессора	Vh, м3/ч

Обработка результатов испытаний

1. По данным журнала наблюдений строятся циклы холодильной машины и определяются параметры их узловых точек для всех режимов работы.

2. Определить удельные объемы холодопроизводительности хладагента, кДж/м3:

3. Определить индикаторные коэффициенты подачи компрессора:

.

Здесь m – коэффициент политропы сжатия m = 1,1;  – потери давления во всасывающих клапанах;  = 0,005 МПа;  – потери давления на нагнетании  = 0,01 MПа;  – относительная величина мертвого пространства  = 5%.

4. Коэффициенты подачи, учитывающие подогрев хладагента:

,

где  и  – температуры кипения и конденсации рабочего тела в кельвинах.

5. Коэффициенты подачи компрессора:

.

6. Холодопроизводительность компрессора в различных режимах работы холодильной машины (кВт):

.

7. Построить графики зависимостей Q0; ; qw=f(t0,t).

8. Провести анализ полученных результатов.

Составление отчета

Отчет по работе должен содержать:

– принципиальную схему машины;

– журнал наблюдений;

– обработку результатов испытаний;

– графики зависимостей Q, , qw;

– анализ полученных результатов.

Контрольные вопросы

1. Для чего служит компрессор в паровой холодильной машине?

2. Чем отличается газовый компрессор от компрессора, работающего в составе паровой холодильной машины?

3. Чем определяется производительность компрессора паровой холодильной машины?

4. Как осуществляется переменный режим работы в испытываемой холодильной машине?

5. Как определяется холодопроизводительность компрессора в условиях его работы в паровой холодильной машине?

6. Что такое коэффициент подачи компрессора?

7. Как изменяется холодопроизводительность компрессора при изменении температуры (давления) кипения? Какой фактор имеет определяющее значение?

8. Как изменяется холодопроизводительность компрессора при изменении температуры (давления) конденсации?

9. Как изменится холодопроизводительность компрессора при изменении температуры регулирующим вентилем?

10. Как изменяется коэффициент подачи компрессора при изменении режима работы холодильной машины.

Лабораторная работа № 3

ВЫЯВЛЕНИЕ И УСТРАНЕНИЕ ОСНОВНЫХ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

МАЛЫХ ФРЕОНОВЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Цель работы – изучение причин и признаков:

1) высокого давления в испарителе и устранения неисправности;

2) низкого давления в испарителе и устранения неисправности;

3) высокого давления конденсации и устранения неисправности;

4) неисправностей, не связанных с резким уменьшением холодопроизводительности машины, и их устранения.

Для усвоения материала рекомендуется пользоваться литературой [7], [9].

В процессе домашней подготовки изучают неисправности, их устранение по описанию лабораторной работы. Работу по устранению неисправностей можно начинать только после разрешения преподавателя.

Объектом изучения являются действующие холодильные установки с агрегатами воздушного и водяного охлаждения. В работе используется комплект инструментов, необходимых для технического обслуживания малых холодильных машин. Для имитации неисправностей необходимы клапанная доска с пропилами седла нагнетательного клапана, сетка-фильтр ТРВ, залитая свинцом с отверстием 0,5–1 мм в заливке.

Высокое давление в испарителе и устранение неисправности

Высокое давление в испарителе может быть вызвано следующими причинами:

- увеличением мертвого объема из-за возрастания зазоров в шатунно-поршневой груше;

- увеличением зазора между ротором и цилиндром или между лопастью и пазом в цилиндре ротационного компрессора;

- поломкой всасывающего клапана или неплотным прилеганием клапана к седлу;

- поломкой пружины лопасти в ротационном компрессоре;

- поломкой нагнетательного клапана или неплотным прилеганием клапана к седлу;

- перепуском сжатых паров на сторону всасывания;

- высокой температурой конденсации;

- большой тепловой нагрузкой на испаритель;

- проскальзыванием приводного ремня;

- нарушением работы регулирующего вентиля;

- засорением фильтра на всасывающей линии.

После усвоения причин неисправностей создайте имитацию (под руководством преподавателя или лаборанта) нескольких неисправностей. Обратите внимание на признаки, характерные для имитированной неисправности.

Составьте таблицу основных неисправностей (табл. 1) и по мере выполнения лабораторной работы заполняйте ее.

                                                                  

                                                                                                    Таблица 1

Признаки неисправности	Дополнительные признаки неисправности	Название неисправности и возможные причины	Способ устранения
Р0	Рк	обмерзание испарителя

Ниже приведены примеры некоторых неисправностей и способы их устранения.

Поломка всасывающего клапана или неплотное прилегание клапана к седлу. Закройте всасывающий вентиль на «систему», включите машину и, когда давление упадет до 0 Па, закройте нагнетательный вентиль. Выключите машину. Снимете крышку блока цилиндров, прокладки и один из всасывающих клапанов. На его место установите поломанный клапан. Соберите компрессор. Откройте всасывающий и нагнетательный вентили в рабочее положение. Включите холодильную машину. Определите признаки, характерные для этой неисправности. Устраните неисправность.

Поломка нагнетательного клапана или неплотное прилегание клапана к седлу. Уменьшите давление хладагента в компрессоре, затем выключите холодильную машину.

Снимите крышку цилиндра, прокладки, клапанную доску. На место снятой клапанной доски установите клапанную доску, у которой седло под нагнетательным клапаном имеет специально сделанные неглубокие (0,5 – 1 мм) пропилы, или установите сломанный нагнетательный клапан. Поставьте вентили в рабочее положение и включите холодильную машину. Определите признаки, характерные для этой неисправности. Устраните неисправность.

Перепуск сжатых паров на сторону всасывания. Для выявления характерных признаков этой неисправности установите прокладку с разрезанной перегородкой между всасывающей и нагнетательной полостями. Включите холодильную машину. Определите признаки, характерные для этой неисправности. Устраните неисправность.

Нарушение работы регулирующего вентиля. Включите холодильную машину. Открывая постепенно ТРВ, создайте большое поступление хладагента в испаритель, но не допускайте гидравлического удара. Определите признаки, характерные для случая, когда игольчатый клапан ТРВ застопорился в открытом положении.

Низкое давление в испарителе и устранение неисправности. Причинами низкого давления в испарителе могут быть:

     - наличие грязи или замерзшей влаги в дросселирующем отверстии                                ТРВ;

    - неправильная регулировка ТРВ;

- засор сетки фильтра на входе в ТРВ;

- утечка фреона из термочувствительной системы ТРВ;

- засор фильтра на жидкостной линии;

- недостаточное количество фреона в системе;

- наличие большой снеговой шубы на испарителе;

- настройка РД на слишком низкое давление выключения.

Создайте имитацию нескольких неисправностей. Признаки и устранение неисправностей внесите в табл. 1.

Неправильная регулировка ТРВ. Включите холодильную машину. Закрывая постепенно ТРВ, создайте недостаточное поступление хладагента в испаритель. Признаки, характерные для случая, когда дросселирующее отверстие недостаточно открыто, внесите в табл. 1.

Засор сетки фильтра на входе в ТРВ. Для имитации этой неисправности соберите хладагент в ресивер. Оставьте небольшое избыточное давление 0,1·105–0,2·105Па в системе. Это делается для того, чтобы воздух не попал в систему.

Отверните накидную гайку на входе в ТРВ, выньте сетку-фильтр, осмотрите, не засорена ли она. На ее место поставьте сетку-фильтр, залитую свинцом, с небольшим отверстием (примерно 0,5–1 мм). Затяните накидную гайку, откройте жидкостный вентиль на ресивере, включите холодильную машину.

Определите признаки, характерные для этой неисправности, устранения неисправности и внесите в табл. 1.

Высокое давление в конденсаторе и устранение неисправности. Причины высокого давления в конденсаторе:

- недостаточное поступление охлаждающего воздуха или воды;

- загрязнение конденсатора;

- попадание воздуха в систему холодильной машины.

- избыток холодильного агента;

- неполное открытие жидкостного вентиля.

Создайте неисправность по своему выбору. Ознакомьтесь с признаками этой неисправности. Внесите в таблицу неисправности (см. табл. 1) признаки неисправностей и их устранения.

Неисправности, не связанные с резким уменьшением холодопроизводительности машины. Эти неисправности могут быть вызваны следующими причинами:

- стуками в агрегате;

- неисправностями системы смазки;

- негерметичностью системы.

Создайте указанные неисправности, ознакомьтесь с признаками неисправностей, затем устраните их.

Отчет должен содержать заполненную таблицу неисправностей (см. табл. 1).

Контрольные вопросы

1. Каковы причины увеличения зазоров в шатунно-поршневой группе?

2. Какие неисправности приводят к увеличению коэффициента рабочего времени?

3. Как может попасть воздух в систему холодильной машины?

4. Как устраняется замерзание терморегулирующего вентиля?

5. Каковы причины нарушения герметичности системы?

Лабораторная работа № 4

ДЕФЕКТАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ КОМПРЕССОРА

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДА РЕМОНТА

Цель работы:

1) определение износа цилиндров компрессора;

2) определение износа поверхности поршня;

3) определение износа поршневых колец компрессора;

4) определение износа коленчатого вала бескрейцкопфного компрессора;

5) измерение величины линейного вредного пространства вертикальных и V-образных компрессоров.

Перед проведением лабораторной работы рекомендуется ознакомиться с материалом учебника [7] на с. 265–304. Объектом изучения является компрессор ФУ-40 или АВ-22.

Инструменты и приспособления: гаечные ключи 17·19 и 24·27 мм, комплект торцевых ключей, отвертки, штихмас, рычажная скоба с ценой деления 0,002 мм, щуп, лупа 3,5x, индикатор-нутромер, микрометрическая скоба с ценой деления 0,01 мм.

Система планово-предупредительного ремонта (ППР) представляет собой комплекс организационно-технических мероприятий профилактического характера. В систему ППР входят профилактические осмотры и ремонты (малый, средний и капитальный).

В профилактический осмотр (О) входят работы по осмотру, промывке, очистке, регулировке оборудования, а также работы по замене по мере необходимости изношенных или дефектных деталей.

Малый (текущий) ремонт (М) состоит из комплекса работ, обеспечивающих нормальную эксплуатацию оборудования до очередного планового ремонта. При этом устраняются неисправности заменой или восстановлением отдельных составных частей (быстроизнашивающихся деталей), проводятся регулировочные работы.

Средний ремонт (С) включает комплекс работ по восстановлению эксплуатационных характеристик изделий путем ремонта или замены изношенных либо поврежденных составных частей и проверку технического состояния остальных составных частей с устранением обнаруженных неисправностей.

В капитальный ремонт (К) входят работы по полной разборке и дефектации изделия, проверке и замене или ремонту всех составных частей, в том числе и базовых, сборке изделия и его комплексной проверке, регулировке и испытанию.

  

Рис. 1. Структура ремонтного цеха компрессоров

а) ФВ-20, ФУ-40, ФУУ-80;

б) АВ-22, АУ-45, АУУ-90

Системой ППР предусматриваются ремонтные циклы различной структуры, межремонтные и межосмотровые периоды. Ремонтный цикл для компрессоров – это период работы между двумя капитальными ремонтами. Межремонтный период – период между двумя последовательными плановыми ремонтами компрессора. Межосмотровый период – период работы компрессора между двумя последовательными профилактическими осмотрами или между осмотром и очередным плановым ремонтом.

Структура ремонтного цикла (в часах) компрессоров приведена на    рис. 1, данные об амортизации, наработке, коэффициенте рабочего времени, долговечности представлены в табл. 1.

                                                                                                   

                                                                                                    Таблица 1

Компрессор	Амортизационный срок, годы	Наработка в году, ч	Коэффициент рабочего времени	Долговечность, ч
АВ-22, АУ-45, АУУ-90	15	3000	0,35	45000
ФВ-20,ФУ-40, ФУУ-80	15	2500–3000	0,35	45000

Основным техническим документом для выполнения любого вида ремонта является дефектовочная ведомость. При разборке компрессора соблюдайте последовательность, установленную технологическим процессом ремонта. Затем осмотрите, замерьте дефектуемые детали и определите отклонение их размеров от первоначальных. Далее определите необходимость и вид предстоящего ремонта.

Определение износа цилиндров компрессора. Износ цилиндра компрессора проявляется в образовании конусности (по длине цилиндра) и овальности по сечению с расположением большой оси овала в плоскости движения кривошипного механизма в бескрейцкопфных компрессорах.

Произведите наружный осмотр цилиндров компрессора с целью выявления трещин и определите состояние поверхности зеркала цилиндра (наличие задиров, выбоин и др.).

Для определения степени и характера износа втулки цилиндра компрессора произведите с помощью обычного микрометрического или индикаторного штихмаса либо с помощью индикатора (рис. 2) измерение     (рис. 3) внутреннего диаметра цилиндра в трех сечениях (1, 2, 3) по высоте и в двух плоскостях: вдоль оси коленчатого вала (2) и перпендикулярно оси коленчатого вала (1–1).

Рис. 2. Индикатор для измерения диаметра цилиндра:

1 – цилиндр; 2 – самоустанавливающийся штихмас

 

Измерение производите в плоскости верхнего кольца при нахождении поршней в верхней и нижней мертвых точках и посередине. Для измерений может быть использован шаблон (рис. 4), облегчающий установку штихмаса в определенные сечения цилиндра. Данные замеров занесите в табл. 2. Определите в сечениях 1, 2, 3 эллипсность D3–D 4 и конусность
Dl–D2. Сравните полученные данные с указанными в табл. 3, 4. Установите возможные причины износа и вид ремонта.

                                                                                                            Таблица 2

№ положения диаметра цилиндра	Расстояние от верхней кромки	Измеряемый диаметр цилиндра, мм
		первичные измерения	измерения при проверке
		в плоскостях
		1–1	2–2	1–1	2–2
1
2
3

                                                                                                 Таблица 3

 

Деталь	Ход поршня компрессора, мм	Эллипсность по чертежу, мм	Эллипсность, при которой допускается дальнейшая эксплуатация компрессора без замены детали	Предельная эллипсность, по достижении которой деталь заменяется или восстанавливается, мм
			вид ремонта	величина эллипсности, мм, не более
Поршень (наружный диаметр)	70 (чугунный, алюминиевый)	–	С	0,06	0,08
Шатунная шейка коленчатого вала	70	0,015	К	–	–
Гильза цилиндра	70	0,02	С	0,04	0,08

Определение износа поверхности поршня. Проверьте зазоры в сопряжении поршень - цилиндр с помощью щупа в четырех диаметрально противоположных местах при положениях поршня в верхней и нижней мертвых точках (рис. 5). Данные измерений занесите в табл. 5.

                                                                                                  

                                                                                                   Таблица 4

Деталь	Ход поршня компрессора, мм	Эллипсность по чертежу, мм	Эллипсность, при которой допускается дальнейшая эксплуатация компрессора без замены детали	Предельно допустимая эллипсность, при которой деталь заменяется или восстанавливается до исходного значения, * мм
			вид ремонта	величина эллипсности, мм не более
Шатунная шейка коленч. вала			К
Гильза цилиндра (блок)			С

* Восстановление деталей производится до исходной величины погрешности формы (по чертежу).

                                                                                                   Таблица 5

№ цилиндров	Верхнее положение поршня	Нижнее положение поршня
	δ1	δ2	δ3	δ4	δ1	δ2	δ3	δ4
1
2

                                                                                                  Таблица 6

Диаметр поршня, мм	Разность диаметров по длине (конусность)	Овальность, мм	Радиальный зазор между поршнем и цилиндром, мм
До 40	0,15	0,15	0,08–0,10
51–100	0,20	0,20	0,10–0,20
101–450	0,25	0,25	0,15–0,25
151–200	0,30	0,30	0,10–0,30
201–250	0,35	0,35	0,25–0,35

Для определения степени и характера износа диаметр поршня измерьте рычажной скобой с ценой деления 0,002 мм в трех местах по методу, описанному для цилиндра. Ориентировочно зазор между чугунным поршнем и гильзой составляет от 0,1 до 0,16 мм на каждые 100 мм диаметра; например, если диаметр гильзы 82 мм, то нормальный зазор должен быть от 0,082 до 0,13 мм.

Если поршень изготовлен из алюминиевого сплава, то зазор в сопряжении поршень - гильза принимается 0,2–0,26 мм на каждые 100 мм диаметра цилиндра. Более точные величины зазоров указаны в табл. 6. Результаты измерений сравните с величинами допустимого износа и нормального зазора по табл. 6. Определите характер ремонта в случае, если износ превышает допустимые нормы.

Определение износа поршневых колец компрессора. Основными показателями износа поршневого кольца служат зазор в замке и упругость кольца (рис. 6).

В процессе износа поршневых колец увеличивается зазор в свободном состоянии кольца, уменьшается его толщина, вследствие чего снижается его упругость. Для сравнения упругости изношенного кольца с оптимальной упругостью, соответствующей новому кольцу, определите удельное давление р (в кПа), с которым кольцо прижимается к стенке цилиндра под действием сил упругости:

,

где  А – величина деформации кольца, см (А = f – С);

Е – модуль упругости чугуна поршневых колец

(Е = 9,8·107–11,8·107 кПа или 1,0·106–1,2·106 кгс/см2);

B – толщина кольца, см;

D – диаметр кольца, см;

f – зазор в замке кольца в свободном состоянии, см;

С – зазор в замке кольца при рабочем состоянии, см (измеряется в шаблоне при помощи щупа).

Полученные на основании расчета данные сравните с давлением Рк, которое выбирается в зависимости от диаметра цилиндра Dц.

Dц, мм	Рк, кПа	Рк, кгс/см2
40–100	137–108	1,4–1,1
100–300	137–49	1,4–0,5

Сравните зазор с данными, указанными в табл. 7. Установите пригодность колец для дальнейшей работы и причины износа.

                                                                                                        

     Таблица 7

Сопряжение	Ход поршня компрессора	Начальный по чертежу, мм	Зазор, при котором допускается дальнейшая эксплуатация компрессора без замены деталей	Предельный зазор, по достижении которого детали восстанавливаются	Рекомендуемый зазор после восстановления, мм, не более
			вид ремонта	величина зазора, мм	вид ремонта	величина зазора, мм
Аммиачные бескрейцкопфные компрессоры
Поршень-цилиндровая гильза	70	0,12–0,21	С	0,32	К	0,4	0,18
Коленчатый вал - шатунный подшипник	70	0,26–0,07	М	0,09	С	0,12	0,08
Замок поршневого кольца	70	0,3–0,7	О	1,5	М	2,0	0,8
	130	0,6–0,9		2,2		3,0	1,0
	150	0,6–0,9		2,2		3,0	1,0
Фреоновые компрессоры
Поршень-цилиндровая гильза	50	0,05–0,13	С	0,29	К	0,35	0,1
	70	0,4–0,155		0,33		0,40	0,12
Коленчатый вал - шатунный подшипник	50	0,025–0,063 (баббитовая заливка)	М	0,1	С	0,12	0,4
		0,014–0,053 (вкладыш)		0,09		0,12	0,3
	70	0,026–0,07		0,095		0,12	0,045
Замок поршневого кольца в рабочем положении	50	0,2–0,4	С	1,7	К	2,5	0,3
	70	0,15–0,45	М	2,5	С	3,0	0,3
	130	0,6–0,9	О	2,2	М	3,0	0,7

Определение износа шеек коленчатого вала бескрейцкопфного компрессора. Износ шеек коленчатого вала проявляется главным образом в нарушении геометрической формы (образовании овальности), а также в повреждении поверхности шеек вала рисками, вмятинами и раковинами.

Произведите наружный осмотр коленчатого вала и установите с помощью лупы наличие трещин и характер износа шеек вала (риски, выкрашивание, вмятины и др.).

Измерьте с помощью микрометрической скобы (с ценой деления       0,01 мм) диаметр шеек вала в трёх поясах, один из которых (2) находится посередине шейки, а два других (1 и 3) – по ее краям на расстоянии          5–10 мм от галтели (рис. 7).

Рис. 7. Схема определение износа

шеек коленчатого вала

В каждом поясе измерение произведите в вертикальной (1–1) и горизонтальной (2–2) плоскостях. Результаты измерений занесите в табл. 8.

                    Таблица 8

Наименование замеров

Величина замеров шеек вала (в мм) в поясах

1

2

3

А

Б

В

А

Б

В

А

Б

В

в полостях

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

1–1

2–2

Диаметр по паспорту

Диаметр по замерам

Эллипсность

Конусность

На основании данных измерения диаметра шеек ревизуемого вала установите характер износа – овальность и конусность. Данные измерения сравните с данными табл. 4, 7, 9. Если искажение геометрической формы превысит некоторый предел, то происходит нарушение жидкостного трения и возрастание ударной нагрузки, вследствие чего возникает форсированный износ.

     Таблица 9

Наименование шеек коленчатого вала	Диаметры (в мм) шеек вала компрессоров
	ФВ-20, ФУ-40, ФУУ-80	АВ-22, АУ-45, ФУУ-90
Коренные	60	60
Шатунные	58	58

* Больший размер со стороны привода

На основании произведенных измерений определите допустимое искажение геометрической формы шеек коленчатого вала по формуле:

Yмакс = 0,5εδнач/1-ε,

где е – коэффициент, показывающий, во сколько раз вращающаяся деталь (вал) изнашивается быстрее неподвижной (подшипника) (для бронзовых вкладышей    е = 0,5; для баббитовых е = 0,3);

δнач – начальный зазор в подшипнике, мм (принимается по данным завода-изготовителя, см. табл. 7).

На основании измерений и таблиц определите, какой вид ремонта необходим в данном случае. Определите наиболее вероятные причины износа.

Измерение величины линейного вредного пространства вертикальных и         V-образных компрессоров. У вертикальных и V-образных компрессоров величина линейного вредного пространства составляет 0,3–1,5 мм в зависимости от размеров и конструкции компрессора.

При помощи маховика (если его нет, то на конец вала компрессора наденьте рукоятку на шпонке) отведите поршень от края верхней точки на  15–20 мм. По контрольной плите установите приспособление (рис. 8) с индикатором так, чтобы стержень индикатора выступал на 0,5 мм больше максимально допустимого мертвого пространства. Например, линейная величина мертвого пространства для компрессоров ФВ-20, ФУ-40,      ФУУ-80 – 0,4–0,9 мм. Установите стержень индикатора так, чтобы стрелка малой шкалы переместилась на одно деление, а стрелка большой шкалы показывала 0,4 мм.

Рис. 8. Приспособление изменения линейного вредного пространства:

1 – кронштейн для крепления индикатора; 2 – индикатор;

3 – винт крепления индикатора; 4 – корпус нагнетательного клапана;

5 – поршень; 6 – цилиндр

Перемещение ножки происходит при ослаблении винта крепления индикатора (см. рис. 8).

Подготовленное приспособление установите вместо нагнетательного клапана и рукояткой или маховиком медленно проворачивайте коленчатый вал, наблюдая за показаниями индикаторов. Максимальное показание индикатора будет соответствовать положению верхней мертвой точки поршня. Измерение произведите в трёх точках через 120°. Полное проворачивание коленчатого вала производить не следует.

Удобнее производить поворот рукоятки на 30–40° в обе стороны таким образом, чтобы поршень проходил через положение верхней мертвой точки.

Полученную при измерениях среднюю величину вредного пространства сравните с допустимыми для данной марки компрессора.

В зависимости от выявленных отклонений мертвого пространства установите способы регулировки.

Допустимая величина линейного мертвого пространства компрессоров ФВ-20, ФУ-40, ФУУ-80 составляет 0,4–0,9 мм; АВ-22, АУ-45,              АУУ-90 – 0,4–0,8 мм; ФВ-6, ФУБС-12, ФУУБС-25 – 0,3–0,7 мм.

Отчет должен содержать: эскизы дефектуемых деталей с данными замеров (цилиндра, поршня, поршневого кольца, коленчатого вала).

Контрольные вопросы

1. Чем вызвано появление конусности в цилиндрах?

2. Чем вызвано появление овальности в цилиндре?

3. В чем причины аварийного износа поршня?

4. На основании каких данных можно сделать вывод о наличии увеличенного зазора между поршнем и цилиндром?

5. В чем причина повышенного износа поршневых колец?

6. Как ремонтируют цилиндровые гильзы при наличии рисок и задиров?

7. Как устраняют механические повреждения поверхности шеек коленчатого вала?

8. Как регулируют величину линейного мертвого пространства?

Лабораторная работа № 5

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПК

Цель работы:

1. Знакомство с возможностями использования пакета прикладных программ (ППП) по САПР холодильных установок с конденсаторами воздушного охлаждения (КВО).

2. Приобретение практических навыков использования САПР для проектирования холодильных установок: формирование исходных данных, их подготовка к работе на ЭВМ, решение задачи проектирования с помощью ЭВМ, обработка полученной информации.

Примечание:

Для выполнения лабораторной работы необходимо иметь представление о программировании на языке ФОРТРАН, навыки практической работы за терминалом ЭВМ (ввод и корректировка информации с экрана терминала, вывод информации на печатающее устройство и т.п.).

Описание ППП по САПР холодильных установок

Применяемый пакет прикладных программ (ППП) по САПР холодильных установок позволяет провести полностью автоматизированное оптимальное проектирование крупных компрессорных холодильных установок рассольного хладоснабжения с конденсаторами воздушного охлаждения (КВО) и компрессорами поршневого типа. Расчетная схема таких установок представлена на рис. 1.

Особенностью данной схемы является возможность работы установки в зимний период с отключением компрессора, то есть выработка холода в этот период производится путем естественной циркуляции хладагента.

Решение задачи оптимального проектирования такой установки базируется на анализе возможных вариантов, сравнительные характеристики которых формируются с помощью математической модели холодильной установки.

Математическое описание представлено в виде системы нелинейных алгебраических и трансцендентных уравнений с ограничениями. Решение задачи поиска функции цели базируется на методе скользящего допуска [1]. Математическая модель построена по иерархическому принципу.   

Рис. 1. Расчетная схема холодильной установки

с конденсатором воздушного охлаждения:

1 – компрессор; 2 – конденсатор воздушного охлаждения; 3 – вентиль регулирующий; 4 – испаритель; 5 – фильтр; 6, 7, 8 – задвижка; 9 – клапан обратный

В летний период задвижки 7 и 8 закрыты, установка работает в обычном режиме. Обратный круговой цикл в диаграмме S-T изобразится линией 1-2-3-4-5-6-7-1. В зимний период, когда под действием низкой температуры наружного воздуха давление конденсации становится ниже температуры кипения, компрессор 1 отключается, а задвижки 7 и 8 открываются. В диаграмме S-T круговой цикл изобразится линией 1-10-9-8-1.

Схема связей отдельных модулей представлена на pиc. 2.

Структура программы имеет три основные подсистемы:

•  первая предусматривает оценку работоспособности схемы с учетом использования естественно-циркуляционного контура в зимний период, проведение проектного расчета на данном шаге по параметрам оптимизации и анализ условий перехода на режим естественной циркуляции в течение года;
•  вторая реализует проверочный расчет установки с компрессором   с оценкой положения регулирующих устройств и угла установки лопастей вентилятора;
•  третья реализует проверочный расчет установки в режиме работы без компримирования, с определением необходимого угла установки лопастей вентилятора.         

        

                                                                                    

Рис. 2. Структурная схема математической модели

холодильной установки

В основу положен модульный принцип построения программ, причем модулями служат вычислительные блоки. Работа вычислительных блоков организуется управляющей программой. В программе используются модули расчета испарителя кожухотрубного типа, конденсатора с воздушным охлаждением, трубопровода, расчета холодильного цикла с использованием компрессора поршневого типа и др. Все модули предназначены для выполнения проектных и проверочных расчетов в соответствии с требованиями, предъявляемыми к программам для САПР предприятий нефтехимии и нефтеперерабатывающей промышленности.

В качестве параметров оптимизации на расчетном режиме выбраны следующие:

1. Минимальная разность температур в испарителе Δtmin,ис и скорость хладоносителя ω. Оба параметра оказывают влияние на изменение приведенных затрат на испаритель и рассольный насос, обуславливают выбор марки испарителя и числа ходов по рассолу в проектном варианте.

2. Минимальная разность температур Δtmin,кон и отношение максимальной разности температур в конденсаторе (Δtmax/Δtmin)кон к минимальной. Эти параметры оказывают влияние на изменение приведенных затрат на конденсатор воздушного охлаждения и компрессор, обуславливают выбор марки конденсатора в проектном варианте, определяют величину эксплуатационных затрат на компрессор и конденсатор.

3. Падение давлений во всасывающем ΔPи-км и нагнетательном ΔPкм-к трубопроводах в режиме естественной циркуляции (ЕЦ) хладагента. Эти параметры определяют величину капиталовложений на трубопроводы, определяют условия перехода на режим ЕЦ, оказывая тем самым влияние на величину энергетических затрат.

Диаметр опускного трубопровода выбирается исходя из условий работоспособности системы в режиме ЕЦ, при имеющемся превышении конденсатора над испарителем h. Рассматривая случай максимально возможного использования давления столба жидкости, с учетом гидродинамического равновесия системы получаем

                  . (1)

Можно отметить, что на диапазон изменения величин падения давления на всасывании и на нагнетании наложены ограничения по максимально возможному значению диаметров труб по ГОСТ. Если падение давления в жидкостной линии, вычисленное из (1), отрицательно или настолько мало, что необходимый диаметр условного прохода регулирующего клапана выходит за ограничения ГОСТ (dymax = 300 мм), вариант оценивается как не обеспечивающий режим ЕЦ по заданному расположению оборудования. В этом случае производится проверка по граничным, минимально возможным значениям ΔPи-км и ΔPкм-к, определенным из условия установки труб с максимальным диаметром. Если и в этом случае dy регулирующего клапана выходит за пределы ГОСТ, программа выводит информацию о целесообразности увеличения h. В случае, если это невозможно, вариант использования ЕЦ не рассматривается.

Таким образом, диаметр опускного трубопровода выбирается по ΔP (уравнение 1) и подлежит оптимизации лишь косвенно – через ΔPи-км
и ΔPкм-к.

Величины Δtmin,ис , Δtmin,кон, (Δtmax/Δtmin)кон, ΔPи-км и ΔPкм-к обуславливают выбор марки компрессора на расчетном режиме.

В качестве критерия оптимизации принята сумма всех приведенных затрат с учетом оптимальной эксплуатации установки в течение года. В общем виде критерий оптимизации можно представить в виде

                          ,                                     (2)

где  Тi – срок окупаемости отдельного элемента системы;

Ki – капитальные затраты на отдельный элемент;

Эij – эксплуатационные расходы по отдельному элементу системы   за  

j-й отрезок времени, в течение которого характеристики системы принимаются постоянными.

В данной САПР реализован следующий порядок расчета холодильной установки:

1. Задается диапазон изменения текущей температуры наружного воздуха, от максимально до минимально возможной с шагом  ΔТ. В каждой точке текущей температуры  tbi  задается её длительность в часах в течение года τ.

2. При заданных в первом приближении параметрах оптимизации Δtmin,ис , Δtmin,кон, (Δtmax/Δtmin)кон, ΔPи-км и ΔPкм-к производится проектный расчет холодильной установки с выбором из ГОСТ поверхности и марки теплообменных аппаратов, компрессора, диаметров труб.

3. С учетом выбранного оборудования при максимально возможном расходе воздуха через КВО определяется точка перехода работы холодильной установки на режим без компримирования хладагента, то есть определяется температура tпер. При этом принято, что, поскольку поверхность испарителя уже выбрана, температура кипения в испарителе  есть величина постоянная в режиме эксплуатации.

Необходимый расход хладагента Ga, обеспечивающий заданную холодопроизводительность установки Qo, в режиме ЕЦ определяется по выражению:

                                       ,               (3)

где ro – удельная теплота парообразования.

При вычисленном таким образом расходе и заданной текущей температуре наружного воздуха производится проверочный расчет системы  «всасывающий трубопровод – нагнетательный трубопровод – конденсатор» с проверкой на полную конденсацию хладагента в КВО. Начальная текущая температура наружного воздуха принимается равной температуре кипения и в случае неполной конденсации убывает с шагом ΔТ.

4. В каждой точке интервала текущих температур tbi наружного воздуха производится проверочный расчет установки по одному из следующих вариантов:

а) tbi > tпер

производится проверочный расчет системы «всасывающий    трубопро-       вод – компрессор – нагнетательный трубопровод – конденсатор» с оптимизацией на каждом шаге по tbi температуры конденсации tк (используется метод «золотого сечения»). Жидкостной трубопровод и испаритель при этом не рассматриваются, так как они не оказывают влияния на изменяемую часть приведенных затрат Эi  на каждом шаге по текущей температуре tbi;

б) tbi  tпер

производится проверочный расчет системы «всасывающий трубопро- вод – нагнетательный трубопровод – конденсатор» с вычислением на каждом шаге по tbi переменной части приведенных затрат Эi. Система «опускной трубопровод – испаритель – компрессор» не рассматривается по тем же причинам, что и в пункте а. На каждом шаге по tbi вычисляются необходимый расход воздуха и соответствующий ему угол установки лопастей вентилятора.

5. Определяется функция цели – суммарные приведенные затраты при оптимальной эксплуатации установки в течение года:

                                             ,      (4)

где m – число интервалов температур tbi; А – постоянная часть приведенных затрат, определяемая текущими параметрами оптимизации, руб./год.

6. С помощью процедуры поиска минимума функции Е определяются оптимальные значения параметров оптимизации Δtmin,ис , Δtmin,кон, (Δtmax/Δtmin)кон, ΔPи-км и ΔPкм-к (используется метод скользящего допуска).

Ввод необходимых данных для расчета и оптимизации

Для удобства работы с программой предусмотрена оболочка, которая сохраняет указанные для расчета данные. Данные для расчета сгруппированы по назначению и содержатся в восьми закладках, расположенных вверху окна программы (рис. 3).

Рис. 3

1.  Ввод данных необходимо начать с общих данных (рис. 4). Заполняем строки число, месяц, год и информацию о расчете. Остальные данные необходимо оставить без изменения, этого достаточно для проведения правильного расчета.

Рис. 4

1.  Затем переходим на закладку параметры оптимизации (рис. 5). В окнах этой закладки указываются основные параметры оптимизации, которые влияют на результат математического расчета. Минимальная разность температур в испарителе выбирается в диапазоне 2–4 оС для системы рассольного хладоснабжения. Скорость хладоносителя принимается в пределах 1,0–3,0 м/с. Минимальная разность температур в конденсаторе для условий Западной Сибири выбирается в диапазоне 6,5–8,5 оС. Отношение MAX и MIN разности температур в конденсаторе принимаем равной 2. Расчетная разность давлений в трубопроводе всасывания и нагнетания выбирается в диапазоне 0,0–1,0 бар.

Рис. 5

1.  Переходим к закладке испаритель (рис. 6). Температура входа хладоносителя в испарителях обычно на 4–5 оС выше температуры выхода хладоносителя. Температура выхода хладоносителя задается технологическим регламентом, либо принимается на 7–8 оС ниже температуры продукта на выходе из аппарата. Массовый расход хладоносителя также задается установкой, Вт;  – удельная массовая холодопроизводительность хладагента. Давление хладоносителя на входе определяется исходя из свойств выбранного  хладоносителя.
2.  В закладке воздушный конденсатор (см. рис. 7) поле расчетной температуры наружного воздуха заполняем исходя из расчета по формуле , где  – среднемесячная температура самого жаркого месяца,  – максимальная температура в данной местности. Коэффициент запаса поверхности выбирается в пределах 1,12–1,15. Код хладагента выбирается из таблицы (табл. 1).

Рис. 6

                                                   

 Рис. 7

                                     Таблица 1

Рабочее тело	Код хладагента	Рабочее тело	Код хладагента
Аммиак	1	И-гектан	16
Фреон 22	2	Н-октан	17
Фреон 12	3	И-нонан	18
Фреон 114	4	Н-декан	19
Фреон 11	5	И-ундекан	20
Метан	6	Вода	21
Этилен	7	Р-p NaCl	50
Этан	8	Р-p NaCl2	51
Пропилен	9	Р-p этиленгликоля	52
Пропан	10	Пропиленгликоль	53
Н-бутан	11	Фреон 30	54
И-бутан	12	Фреон 11	55
Н-пентан	13	Толуол	56
И-пентан	14	Р-p этилового спирта	57
П-гексан	15

1.  Закладки трубопровод (всасывание), трубопровод (нагнетание), трубопровод (жидкостной) (см. рис. 8) содержат схожие параметры, которые необходимо указывать применительно к конкретному расчету.
2.  Закладка данные для расчета (см. рис. 9). Для правильной работы программы указываем MIN температуру наружного воздуха; при уменьшении шага поиска по температуре увеличивается время расчетов программы, но при этом возрастает точность расчетов. Номер климатической зоны берется из таблицы (см. табл. 2). Показатель адиабаты и газовая постоянная для выбранного хладагента выбираются из справоч-ников [2].

Рис. 8

Рис. 9

Название климатической зоны	Номер клим. зоны	Название климатической зоны	Номер клим. зоны
Санкт-Петербург	1	Армения	7
Москва	2	Свердловск	8
Киев	3	Грузия	9
Алма-Ата	4	Азербайджан	10
Новосибирск	5	Омск	11
Хабаровск	6	Одесса	12

                                                                                                           

  Таблица 2

После ввода данных во всех закладках, необходимо поставить галочку рядом с надписью запускать FLEX (рис. 10). Затем нажать на надпись сохранить и в появившемся окне сохранить файл исходных данных как а2. После сохранения программа начнет выполнять расчеты и выбор оборудования для холодильной установки.

Рис. 10

Для просмотра результатов расчета необходимо открыть файл а1 редактором блокнот и настроить шрифт текста Terminal. В этом файле подробная информация о расчете, произведенном программой. После расчета программа выводит характеристики выбранного первоначально оборудования, затем таблицу работы холодильной установки. Затем программа выводит характеристики оборудования и таблицы работы холодильной установки, каждого последующего варианта в процессе оптимизации. Наиболее оптимальный вариант холодильной установки содержится в конце отчета. Отчет расчета холодильной установки по указанным в рисунках параметрам приведен в прил. 1.

Библиографический список

1.  Химмешбасед Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. 534с.
2.  Теплофизические основы получения искусственного холода: справочник. М.: Пищевая промышленность, 1980. 231с.

3. Богданов С.Н., Иванов О.П. и др. Холодильная техника. Свойства веществ: справочник. Л.: Машиностроение, 1976. 166 с.

4. Данилов Г.Н., Богданов С.Н. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок. Л.: Машиностроение, 1973. 328 с.

5. Курылев Е.С., Герасимов Н.А. Холодильные установки. Л.: Машгиз,    1970. 512 с.

6. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машины / Под ред.  Н.Н. Кошкина. Л.: Машиностроение, 1976. 464 с.

7. Холодильные машины / Под ред. Н.Н. Кошкина. М.: Пищевая промышленность, 1973. 512 с.

8. Холодильные машины и установки / Е.В. Мальгина и др. М.: Пищевая промышленность, 1980. 591 с.

9. Холодильные машины / Под ред. И.А. Сакуна. Л.: Машиностроение,     1985. 510 с.

10. Лабораторные работы по холодильным установкам / Г.М. Перельмин, В.В. Свищев, В.И. Канторович. М.: Пищевая промышленность, 1978. 128 с.

Содержание

Лабораторная работа № 1 3

Лабораторная работа № 2 11

Лабораторная работа № 3 15

Лабораторная работа № 4 18

Лабораторная работа № 5 30

Библиографический список 42

Редактор Е.Е. Дорошенко

Компьютерная верстка  В.С. Николайчук

ИД № 06039 от 12.10.2001.

Сводный темплан 2007.

Подписано к печати 11.01.2007. Бумага офсетная.

Формат 60х84 1/16. Отпечатано на дупликаторе

Усл.печ.л. 2,75. Уч.-изд. л. 2,75.

Тираж   50  экз. Заказ 57.

Изд-во ОмГТУ, 644050, г. Омск, пр. Мира, 11

Типография ОмГТУ

Анализ работоспособности схемы в режиме естественной циркуляции хладагента, расчет установки, определение условий перехода на режим работы без компримирования хладагента

Выбор

оборудования по ГОСТ

Проверочный расчет

работы холодильной

установки без

компрессора

Проверочный расчет

работы холодильной

установки

с компрессором

Процедура оптимизации

Расчет

процессов

теплообмена

Расчет свойств хладагентов

и

хладоносителей

Расчет

гидравлических потерь

Процедура оптимизации

Рис. 3. Схема измерения диаметра цилиндра

Рис. 4. Шаблон для измерения

диаметра цилиндра:

1 – шаблон; 2 – штихмас; 3 – цилиндр

ис. 5. Схема определения износа поверхности поршня:

1 – поршень; 2 – цилиндр;

3 – шатун; 4 – коленчатый вал

Рис. 6. Схема измерения зазоров в замке поршневого кольца:

D – наружный диаметр кольца; D1 – внутренний диаметр кольца;

В – толщина кольца; С – зазор в замке кольца при рабочем состоянии;

f – зазор в кольце при свободном состоянии; А – величина деформации кольца

1. ОСНОВНЫЕ КАТЕГОРИИ МОРАЛИ
2. Природно-экономическая характеристика совхоза
3. Тема- Расчёт фонда заработной платы и среднемесячного заработка работников станции Цель- Практическое
4. Правовое положение и организация управления ООО Премьер Тула-плюс
5. Под угрозой угольного голод
6. по теме Научнотехнический стиль языка Внимательно изучите и письменно законспектируйте учебный м
7. Реферат- Социально-психологические проблемы руководства педагогическим коллективом
8. Портрет Что может быть проще и сложнее очевиднее и глубже
9. тематических формул Редактор формул Microsoft Eqution Для написания формул в Microsoft Word XP используется редактор
10. Контрольная работа- Использование положений уголовно-исполнительного права при отбывании наказания осужденными
11. 10 Транспортировка в цепях поставок Фоменко А.html
12. н~ктесі ар~ылы ~тетін ж~не и нормаль векторы 1;2;3 болатын жазы~ты~ты~ те~деуін жаз.
13. Составление деловых документо
14. Види родини Гортензієві України Виконала студентка природничогеографічного факультет
15. Вариант 1 Резцы.
16. В основном в промышленности применяют ВЗУ в которых ПО перемещаются по лотку и проходя мимо различного род
17. Реферат- Мировая экономика
18. СЕМЬ НАВЫКОВ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЛЮДЕЙ
19. тема Залози внутрішньої секреціїРозділ- Біологія Ендокринна система
20. на тему- ldquo;Характеристика життя і творчості Джеймса Джойсаrdquo; Iрландський письменникмо

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе