Проектирование парового компрессионного холодильника - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Проектирование парового компрессионного холодильника

Описание конструкции бытового холодильника. Расчет теплопритоков в шкаф. Тепловой расчет холодильной машины. Теплоприток при открывании двери оборудования. Расчет поршневого компрессора и теплообменных аппаратов. Обоснование выбора основных материалов.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В бывшем СССР первые образцы (10 шт.) бытового холодильника ХТЗ-120 были изготовлены в 1937 г. на Харьковском тракторном заводе (ХТЗ).
Полезный объем холодильников ХТЗ-120 составлял 120 л. Холодильник ХТЗ-120 был оснащен герметичным компрессором холодопроизводительностью около 116 Вт, потребляемой мощностью до 200 Вт. Расход электроэнергии не превышал 60 кВт•ч в месяц. Хладагентом служил сернистый ангидрид (SO2). Наиболее низкая температура на средней полке была -3°С, а в испарителе - до -20°С. В испаритель можно было устанавливать формочку для льда. Внутренний объем холодильника освещался электролампочкой, автоматически включающейся при открывании двери. Габаритные размеры шкафа 1425х615х590 мм, холодильной камеры - 755х455х380 мм. Изоляция толщиной 80 мм была выполнена из древесного войлока.
Организация на ХТЗ нового сложного производства заняла около двух лет. Лишь в 1939 г. начался серийный выпуск бытовых холодильников ХТЗ-120. В 1940 г. их было изготовлено уже 3500. Дальнейшее развитие производства было прервано начавшейся Великой Отечественной войной.
Массовое производство современных компрессионных бытовых холодильников на фреоне (R12) было организовано на Московском автозаводе (ныне ЗИЛ) в 1949…1951 гг. Первый холодильник этого завода «ЗИС-Москва» модель ДХ-2 имел полезный объем охлаждаемой камеры 165 дм3.
Холодильники меньшего размера - «Саратов-2» полезным объемом 85 дм3 - с 1951 г. стал выпускать также Саратовский завод. В 1963 г. вступил в строй один из ведущих заводов бытовых холодильников - Минский.
Главная тенденция развития бытовых холодильников, определяемая спросом населения, - увеличение их полезного объема. Если в 1968 г. только 6,3 % проданных холодильников имели объем 200 дм3 и более, то в 1988 г. их доля возросла до 68%.
Другая тенденция в производстве бытовых холодильников - увеличение объема отделения, предназначенного для хранения замороженных продуктов, и понижение температуры воздуха в нем с -10…-12 до -18…-24 °С.
С 1980 по 1988 г. выпуск двух- и трехкамерных холодильников увеличился в 17,5 раза - со 143 тыс. до 2500 тыс.
В 1990 г. в бывшем СССР в эксплуатации находилось свыше 71 млн. бытовых холодильников и морозильников. Обеспеченность городского населения достигла 101 на 100 семей (в 1970 г. - 43), а сельского - 81 (в 1970 г. - 13).
Выпускаемые холодильники (одно- и двухкамерные) и морозильники представляют широкую гамму оборудования полезным объемом 120…350 дм3, в том числе с объемом морозильного отделения 20…125 дм3. Морозильники сундучного типа имеют полезный объем 94…300 дм3.
В настоящее время бытовые холодильники и морозильники зарубежных фирм, так и отечественных заводов все больше оснащаются элементами комфортности. Это:
Прозрачность полки из высокопрочного стекла или пластика с возможностью перестановки по высоте, предохраняющие от протекания жидкого продукта вниз при неосторожном проливании;
Отделения в холодильных камерах и отдельные камеры с прозрачными дверками, прозрачные выдвижные секции или емкости для хранения в охлажденном (но незамороженном) состоянии при нулевых температурах парного мяса, свежей рыбы и других продуктов;
Отделения замораживания с прозрачными дверками в морозильных камерах;
Дезодораторы для устранения неприятных запахов, включаемые автономной кнопкой на наружном пульте управления;
Аккумуляторы холода в виде лотков-подносов для сохранения низких температур в морозильной камере при неработающем компрессоре, стабилизации температурного режима при его цикличной работе, а также для быстрого замораживания ягод и охлаждения напитков.
Объем морозильной камеры: Vм.к.=280 л, температура морозильной камеры: tм.к.=-24 °C;. Хладагент, используемый в холодильнике, R-12. Аналог холодильника: Свияга-106.
1. Описание конструкции бытового холодильника
Рис. 1 - Бытовой холодильник: 4, - решетчатые полки; 21 - фильтр-осушитель; 22 - прокладка; 23 - конденсатор; 24 - задняя стенка; 25 - задний упор; 26 - винт крепления конденсатора; 27 - болт; 28 - ванночка для сбора и испарения талой воды; 29 - герметичный компрессор; 30 - клеммная колодка; 31 - пускозащитное реле
2. Расчет теплопритоков в шкаф бытового холодильника
2.1 Проводим расчет теплопередающих поверхностей холодильного шкафа
Определяем площади теплопередающих поверхностей холодильного шкафа:
Fбок. стенок=h*глубина без изол. - Sтреуг=1,21*0,525-0,02=0,615 м2;
Fдна=ширина без изол.*(глубина без изол. - 0,2)=0,52*(0,525-0,2)=0,169 м2;
Fпотолка= Sоснования= ширина без изол.* глубина без изол.=0,52*0,525=0,273 м2;
Fзад. стенка. =(h - 0,2)* ширина без изол.=(1,21-0,2)*0,52=0,525 м2;
Fдвери. =h* ширина без изол.=1,21*0,52=0,629 м2.
температура окружающей среды: tо.с.=32 °C;
температура морозильной камеры: tм.к..=-24 °C (****);
Определяем коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций холодильника:
Нужно определить бв - коэффициент теплоотдачи охлаждаемой среды к внутренней поверхности, бн - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности к окружающей среде.
бвг=1,7 Вт/(м2*К) - от внутренней стенки к горизонтальному участку;
бвв=2,1 Вт/(м2*К) - от внутренней стенки к вертикальному участку;
бнг=6 Вт/(м2*К) - от наружной стенки к горизонтальному участку;
бнв=10 Вт/(м2*К) - от наружной стенки к вертикальному участку.
л1=45,4 Вт/(м*К) - коэффициент теплопроводности металла;
лиз=0,021 Вт/(м*К) - пенополиуретана;
д1=1 мм; д2=4 мм; диз - толщина изоляции .
Вычисляем коэффициент теплопередачи:
2.2 Проверка пове рхностей на условия конденсации
Для tо.с.=32 °C > влажность ц?80…85%;
По диаграмме при tо.с.=32 °C точка росы соответствует температуре tр=28 °C.
Все поверхности проходят по конденсации влаги
Определяем теплопритоки через отдельные элементы ограждения холодильника:
Определяем теплопритоки от термической обработки продуктов
Мсуточн.=суточная норма хранения продуктов.
При max коэффициенте эксплуатации морозильная камера заполняется говядиной на 50%, холодильная камера заполняется говядиной на 20%.
Мсуточн.м=сгов•Vм.к.=1000•0,32•0,5=160 кг;
iн - энтальпия при tо.с.=32 °C> iн =329 кДж/кг;
iм.к. - энтальпия при tм.к.=-25 °C> iм.к=-10,9 кДж/кг;
Определяем теплоприток при открывании двери:
, где n=20…30 - количество открываний двери;
3. Тепловой расчет холодильной машины
В данном холодильнике рабочим фреоном является фреон R-12.
Принимается в холодильниках с естественной циркуляцией
t0=tм.к.-(8…15) °С - температура кипения фреона;
tк=tо.с..+(10…20) °С - температура конденсации фреона;
По t0 и tк определяем давление кипения p0 и давление конденсации pк:
Рис. 5 - М-К - мотор-компрессор; КД - конденсатор; ФО - фильтр-осушитель; ТО - теплообменник; РВ - регулирующий вентиль (капиллярная трубка); И - испаритель
Строим рабочий цикл холодильной машины с учетом следующего:
Процесс 1-1' - подогрев паров хладагента в М-К. Давление в т.1 - есть давление кипения:
p1=p0•(1-двс), где двс=0,03…0,05 - потери давления на всасывающих клапанах.
p2=pк•(1+днаг), где днаг=0,03…0,06 - потери давления на нагнетательных клапанах.
p1=p0•(1-двс)=0,037•(1-0,04)=0,03552 МПа=0,035•106 Па;
p2=pк•(1+днаг)=0,65•(1-0,045)=0,61 МПа=0,61•106 Па.
Для определения положения т.4 используем уравнение теплового баланса:
h3-h4=Kp•(h1-ha), где Kp - коэффициент, учитывающий долю регенерации в процессе перегрева;
Заполняем таблицу основных параметров рабочих точек цикла:
h4=h3-Kp•(h1-ha)=312,5-0,5•(614,28-507,14)=258,9 кДж/кг;
Удельная массовая холодопроизводительность: q0=ha - h5=507,14 - 258,9=248,24 кДж/кг;
удельная объемная холодопроизводительность: ;
удельная теплота отводимая в конденсаторе: qк=h2 - h3=767,8 - 312,5=455,3 кДж/кг;
удельная изоэнтропная работа цикла: йs=h2 - h1'=767,8 - 628,5=139,3 кДж/кг;
массовый расход рабочего тела холодильной машины:
теплота отводимая в конденсаторе: Qк=m•qк=3,08•10-3•455,3•103=1,383 кВт;
изоэнтропная мощность компрессора: Ns=m•йs =3,08•10-3•139,3•103=430,14 Вт;
4.1 Тепловой расчет и подбор холодильного компрессора
Определяем объемный расход в компрессоре:
VД=m•х1'=3,08•10-3•1,24=3,81•10-3 м3/с.
Определяются составляющие коэффициента подачи и рассчитывается коэффициент подачи:
mp =0,9ч1,05 - политропа расширения конечных параметров;
GM=0,02ч0,05 - относительный массовый объем;
лдр - коэффициент дросселирования; лдр=0,95ч1,0=0,99;
лпл - коэффициент плотности; лпл=0,90ч0,95=0,95;
Теоретическая объемная производительность компрессора:
По объемной производительности подбирается марка холодильного компрессора по [ГОСТ 17008-85 «Компрессоры герметичные холодильные»].
Vh=8,65•10-3 м3/с - компрессор ХКВ-8 ЛП УХЛ.
, где n - частота вращения; D - диаметр поршня; S - ход поршня;
Сср - средняя скорость движения поршня; Сср =1,8 м/с;
Погрешность между рассчитанной и уточненной производительности составила 0,2%, что в пределах нормы (5%).
4.2 Энергетически е потери и мощность компрессора
Ni - мощность, затрачиваемая на сжатие паров хладагента в действительном компрессоре, называется индикаторной.
где зi - индикаторный КПД для малых холодильных компрессоров; NS - изоэнтропная мощность.
Nтр - мощность на преодоление сил трения Nтр=Pтр•Vh=45•103•9,68•10-3=435 Вт, где Pтр=40…50 кПа - удельное давление трения.
4.3 Определяем эффективную мощность и ли мощность на валу компрессора
Потери, связанные с трением, учитываются в механическом КПД:
Для того чтобы перейти от эффективной мощности Ni к мощности потребляемой электродвигателем из сети NЭ, необходимо учесть КПД электродвигателя.
Электрический КПД: зЭ=зi•змех•зэ.дв.=0,8•0,576•0,75=0,345.
При сопоставлении различных компрессоров и их механических характеристик используют эффективный холодильный коэффициент: и общий (электрический) коэффициент:
5. Расчет теплообменных аппаратов
Расчет теплообменных аппаратов проводится на основе известной рассчитанной нагрузки на аппарат (Q0, Qк).
Определяем среднюю разность температур между воздухом и хладагентом и коэффициент теплопередачи от хладагента к воздуху.
Дtн, Дtк - разность температур потоков на входе и выходе из теплообменного аппарата.
k - коэффициент теплопередачи от воздуха к хладагенту.
В конденсаторе k=9…12 Вт/(м2•К)>k=11,0 Вт/(м2•К);
В испарителе k=3,7…7 Вт/(м2•К)>k=5,0 Вт/(м2•К).
Средний логарифмический перепад температур:
Определяем площадь поверхности конденсатора:
Вычислим действительную площадь конденсатора:
Предположим, что на длине=580 мм можно разместить 17 секций змеевика.
Вычислим наружный радиус закругления:
Определяем длину прямых и закругленных частей змеевика:
йпрям. уч.=0,71 - 2• Rзакругл.среднее=1,1 - 2•0,0145=1,071 м;
йзакругл. уч.=р• Rзакругл.среднее=3,14•0,0145=0,045 м.
Найдем количество прямых и закругленных участков, исходя из того, что всего 10 секций:
йзмеевика= Nпрям.уч• йпрям. уч.+ Nзакругл.уч.• йзакругл. уч.=34•1,071+34•0,045=37,96 м.
йтр.змеевика=2•р• Rтрубки= р•dтрубки=3,14•0,006=0,01884 м.
Fзмеевика= йзмеевика• йтр.змеевика=37,96•0,01884=0,71 м2.
Для того чтобы найти площадь прутков, зададимся dпрутков=1,5 мм=0,0015 м и шаг между прутками а=6 мм=0,006 м.
Fпрутка=0,58•р• dпрутка=0,58•3,14•0,0015?0,003 м2.
Вычислим количество прутков, которых можно разместить на высоте=1100 мм с шагом между ними равным 6 мм: Nпрутков=1100/6?183 шт.
Площадь прутков: Fпрутков= Nпрутков• Fпрутка=183•0,003=0,55 м2.
Поэтому действительная площадь конденсатора:
Fконд.д=Fзмеевика+Fпрутков=0,71+1,1=1,81 м2.
Так как , поэтому расчет конденсатора произведен верно.
Средний логарифмический перепад температур:
Действительная площадь испарителя:
Так как , поэтому расчет испарителя произведен верно.
Площадь внутреннего сечения трубопровода определяется: , где Vi=m•хi - объемный расход хладагента в трубопроводах; щi - скорость движения хладагента в трубопроводах; хi - удельный объем в соответствующей точке.
где dвн.i - внутренний диаметр трубопровода.
m=3,01•10-3 кг/с - массовый расход рабочего тела в холодильной машине;
х1=1,27 м3/кг - удельный объем в 1-ой точке;
Vвс=m•х1=3,01•10-3•1,27=3,82•10-3 м3/с- объемный расход хладагента во всасывающем трубопроводе.
Для всасывающего трубопровода: щвс=8…15 м/с. Принимаем щвс=8 м/с.
Расчет нагнетательного трубопровода:
Vнаг=m•х2=1,19•10-3•0,025=2,98•10-5 м3/с- объемный расход хладагента в нагнетательном трубопроводе.
Для всасывающего трубопровода: щнаг=10…18 м/с. Принимаем щнаг=11 м/с.
Обычно это медная трубка: dвнутр=0,7…1,0 мм, принимаем dвнутр=1 мм.
При заданном внутреннем диаметре вычисляем длину капиллярной трубки:
где R= dвнутр/2=1/2=0,5 мм=0,0005 м; м - динамическая вязкость хладагента, определяется по [В. Мааке, Жан-Луи Кошпен - «Польманн: Учебник по холодильной технике].
Объемный расход через капиллярную трубку: Vкап=m•х3=3,01•10-3•0,00035=0,00000105 м3/с.
6. Обоснование выбора основных материалов
Ограждение холодильника - трехслойное. Наружный слой выполняется из Ме - Сталь 10, толщиной=1 мм; промежуточный - пенополиуретан ППУ-309М ТУ 2226-214-00244147-2001, толщиной от 30 до 45 мм; внутренний слой - ударопрочный полистирол УПС-0803Л толщиной=4 мм ГОСТ 28250-89;
Трубки конденсатора выполняются из меди диаметром=6 мм. К змеевику под прямым углом к трубам приварены прутки из стальной проволки диаметром=1,5 мм ГОСТ 2246-70;
Испаритель О-образный изготавливается из нержавеющей стали;
Капиллярная трубка и фильтр-осушитель выполняются из меди. На капиллярные трубки существует ГОСТ 2624-77 «Трубки капиллярные медные и латунные»;
Уплотнители для дверей поливинилхлоридные ТУ 6-55-12-88;
Герметичность шкафа холодильника обеспечивается пастой ПВ-3 на основе хлорвиниловой смолы. Поверхность шкафа фосфарируют, затем грунтуют и дважды покрывают эмалью МЛ-12-01;
Эмаль М4-123 черная ТУ6-19-979-84 и Лак МЛ-133 для холодильника.
1. Бабакин Б.С., Выгодин В.А. «Справочник: бытовые холодильники и морозильники».
2. Варгафтик Н.Б. «Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей».
3. Мааке В. и др. «Польманн: учебник по холодильной технике».
Описание конструкции двухкамерного компрессионного холодильника. Теплопритоки в шкаф холодильника. Тепловой расчет холодильной машины. Обоснование выбора основных материалов. Расчет поршневого компрессора, теплообменных аппаратов, капиллярной трубки. курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.08.2013
Принцип действия холодильника, процесс охлаждения. Классификация бытовых холодильников, основные структурные блоки. Расчет холодильного цикла, испарителя, конденсатора и тепловой нагрузки бытового компрессионного холодильника с электромагнитным клапаном. курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.03.2012
Определение вместимости холодильника, расчет его площадей. Необходимая толщина теплоизоляции. Конструкции ограждений холодильника. Теплоприток через ограждения. Продолжительность холодильной обработки продукта. Расчет и подбор воздухоохладителей. курсовая работа [104,1 K], добавлен 09.04.2012
Назначение компрессионного холодильника и его особенности, виды, представленные на рынке. Принцип работы, типовые неисправности и методы их устранения. Расчет теплового баланса, теплопритоков от охлаждаемых продуктов, ремонтопригодности холодильника. курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.12.2012
Выбор продуктов для загрузки в морозильную и холодильную камеры. Расчет теплопритоков от продуктов, через стенки камер холодильника. Вычисление холодопроизводительности испарителя, компрессора и конденсатора. Построение диаграммы холодильного цикла. курсовая работа [3,2 M], добавлен 19.01.2015
Расчетный режим холодильных установок. Расчет площадей, объемно-планировочное решение холодильника. Тепловой расчет холодильника и выбор системы охлаждения. Оценка и подпор компрессоров и теплообменных аппаратов. Автоматизация холодильной установки. дипломная работа [109,9 K], добавлен 09.01.2011
Выбор строительных конструкций холодильника. Планировка машинного отделения и компоновка камерного оборудования. Расчет наружных стен, полов, покрытия охлаждаемых камер. Определение теплопритоков в охлаждаемые помещения через ограждающие конструкции. курсовая работа [404,6 K], добавлен 20.04.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование парового компрессионного холодильника курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат: Создание и управление компанией за рубежом
Баллистический Маятник Неупругий Удар Лабораторная Работа Решение
Сочинение На Тему От Увлечения К Профессии
Курсовая работа по теме Ошибки в бухгалтерском учёте и финансовой отчетности: классификация и порядок исправления
Дипломная работа по теме Налогообложение ГОУ СПО 'Сарапульский колледж для инвалидов'
Дипломная работа по теме Объективная сторона преступления по российскому уголовному праву
Дипломная работа по теме Brownfield-проект
Контрольная работа: Анализ организационной структуры компании Кока-Кола Рефрешментс Москоу
Криминологическая Характеристика И Профилактика Проституция Курсовая Работа
Реферат по теме Осложнения общей анестезии, связанные с неисправностью аппаратуры
Сочинение Встреча С Лосем
Реферат: Діяльність органів міліції Станіславської області в 1939-1946 роках. Історико-правовий аспект
Учебное пособие: Методические указания к лабораторной работе практикума по радиоэлектронике Новосибирск, 1997
Реферат На Тему Жизнь
Реферат: В.В. Жириновский. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: История античного города Тиры
С Прыказкай Сочинение Миниатюрная По Бел Литу
Контрольная работа: Контент-анализ и его процедура
Сочинение Живая Жизнь Высоцкого
Реферат: A Brief Look Into Alaska Flight 261
Программы Windows XP Professional - Программирование, компьютеры и кибернетика отчет по практике
Демократизация - Политология контрольная работа
Организация локальной сети для использования системы "1С: Предприятие" в учебном процессе - Программирование, компьютеры и кибернетика презентация