Расчет испарителя и холодильной установки секции БМЗ

= t’_вз + t _o,

= 11 – (-2) = 13 ^oC.

= t’’_вз - t _o,

= 3 – (-2) = 5 ^oC.

Q_m =

;

Q_m = 

     8.4 Количество воздуха, охлаждаемого в аппарате

     Количество  воздуха, охлаждаемого в аппарате, определяется из уравнения теплового баланса

     

,  Вт

  кг/с;

     8.5 Конструктивные размеры аппарата необходимые для расчета коэффициентов теплоотдачи

      шаг трубок: S₁=S₂= 0,045 м;

      шаг ребер: U = 0,005 м;

      толщина ребра: d_р = 0,0005 м;

      наружный  диаметр трубки: d_н = 0,015 м;

      количество  трубок по ходу движения воздуха: Z = 8.

          Длина пластин оребрения по  ходу воздуха

        

      Коэффициент оребрения аппарата:

                                b = ,

b =

      Эквивалентный диаметр отверстия между двумя  смежными трубками и ребрами:

d_э =

,

d_э =

м.

     Примем  d_э = 0,009 м.

      8.6 Коэффициент влаговыделения

,

      8.7 Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха a_Н

     Теплофизические характеристики воздуха для средней  температуры воздуха в аппарате:

,

      Коэффициент кинематической вязкости, принимаем n_вз = 13,72*10^-6 м²/с.

      Коэффициент теплопроводности, принимаем l _вз= 2,47*10⁶ Вт/м *град.

      Скорость  воздуха в живом сечении аппарата, принимаем w _вз= 3м/с.

     Число Рейнольдса

      Число Нуссельта

     Коэффициент С =

      Для = ; А = 0,08; для Re = 1967;  В = 0,88,

      С =

      Показатели  n и m:

      n = 0,45 + 0,0066 =0,714;

      m = -0,28 + 0,08 =-0,15.

                                                         

      Коэффициент теплоотдачи

,

                       Вт/м² град

      Коэффициент теплоотдачи с учетом влияния  оребрения

                                                                                                                

                                                                                                     

где   Е  - определяется в зависимости от показателя mh

     Высота  ребра

                                                                                                                

        

.

    Безразмерный  комплекс

                                                         m = ,                                                      

где  a_P =a_H = 24,8;

        d_p = 0,0005 м;

        = 58 Вт/мград.

m =

.

    По  графику ([2] рис.2.1) для mh=0,613      Е=0,83

    Принимая

    Термическим сопротивлением стенки можно пренебречь. Ввиду отсутствия снеговой шубы и  отсутствия масляной пленки на внутренней поверхности труб. 

    6.8 Коэффициент теплоотдачи со стороны  холодильного агента

                                                       .                                                   

    Примем  условно K_u = 23 Вт/м².

    

                                                                                                                       

    Принимаем  = 110 кг/м²с

                                                         

        6.9 Величина удельного теплового  потока

    Величина  удельного теплового потока q_FH определяется графоаналитическим методом

    

                        

    

    Подставляя    получим

                                                                             

    После преобразования

                                                                        

                                                                                                               

    

    Задавая значения  Q₂  получим

q_FH = a_пр* x*Q_1;

      q_FH = 20,8*2,05* Q₁= 42,6* Q₁

    Задавая значения Q₁  получим

 

    Строим  обе зависимости в координатах  Q - q_F . 

      

      Рис.3 График нахождения q_FH.

    Пересечение графиков даст значения q_FH а также Q₁,Q_2,

q_FH =160 Вт/м².

    Коэффициент теплопередачи

                                                                                                                     

        

    8.10 Поверхность теплопередачи аппарата

                                                             ,                                                  

      

     8.11 Конструктивный расчет испарителя

     Общая длина труб

                                                                                                              

      

     Трубы аппарата соединены в несколько  параллельно работающих змеевиков. Питание секции жидким холодильным агентом производится через паук – распределитель.

     Длина труб одной секции определяется из зависимости

.

      Количество  параллельно работающих змеевиков

                                                                                                                     

                                                            

     Примем 

     Длина одной горизонтальной трубы змеевика примем В=1,2 м.

          Общая длина и количество труб в горизонтальном сечении аппарата

                                                       

 

                                                                                                                  

                                                         

     Примем  .

          Ширина аппарата

                                                                                                                  

                                                 

     В результате расчета принимаем следующие  размеры испарителя-воздухоохладителя: С=0,67м, В=1,2м, S₁=0,045м, S₂=0,045м, , d_н=0,015м, d_вн=0,013,  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение 

     В ходе выполнения данного курсового проекта спроектирована холодильная установка. Рассчитан коэффициент теплопередачи ограждений кузова вагона, холодопроизводительность холодильной машины, определены теплопритоки в помещении вагона, выбрана система охлаждения и тип холодильной установки. Произведен тепловой расчет холодильной машины, определены энергетические коэффициенты и тип компрессора. Рассчитан трубопровод и спроектирован испаритель холодильной установки.

     Данные  расчета позволяют оценить работу агрегата при заданных условиях эксплуатации. Кроме этого были изучены особенности кузова вагона и взаимодействия среды внутри помещения со средой наружной.

     Так же были рассмотрены другие холодильные машины и установки, которые применяются на аналогичных вагонных секциях.