Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Мая 2015 в 07:35, контрольная работа
Теоретический компрессор имеет вредное пространство, а всасывание и нагнетание воздуха проходит при постоянных давлениях, как у идеального. Следует иметь ввиду, что клапаны у компрессора самодействующие. Они открываются разностью давлений. Всасывающий клапан открывается, когда давление в цилиндре ниже атмосферного, а нагнетательный открывается, когда давление в цилиндре выше давления в резервуаре.
1 Теоретический и действительный рабочий процесс компрессора
Теоретический компрессор имеет вредное пространство, а всасывание и нагнетание воздуха проходит при постоянных давлениях, как у идеального. Следует иметь ввиду, что клапаны у компрессора самодействующие. Они открываются разностью давлений. Всасывающий клапан открывается, когда давление в цилиндре ниже атмосферного, а нагнетательный открывается, когда давление в цилиндре выше давления в резервуаре.
Рисунок 1 - Теоретический компрессор:1
– всасывающий клапан;
2 – нагнетательный клапан
На рисунке приведена схема цилиндра и теоретический рабочий процесс компрессора, где 1–2 – политропное сжатие воздуха; 2–3 – вытеснение воздуха в резервуар, через открывшийся в точке 2 нагнетательный клапан. Закрывается клапан в точке 3; 3–4 – политропное расширение сжатого воздуха, оставшегося во вредном пространстве; 4–1 – всасывание атмосферного воздуха, через открывшийся в точке 4 всасывающий клапан.
Закрывается клапан в точке 1; V0 – объем вредного пространства; Vh – рабочий объем цилиндра;
VВС – объем всасываемого воздуха; V0/Vh = – относительная величина вредного пространства; VВС/Vh = – объемный КПД компрессора; р2/р1 = – степень повышения давления.
Процесс расширения воздуха, оставшегося в объеме вредного пространства, уменьшает объем всасываемого воздуха и объемный КПД компрессора .
Обозначим показатель политропы 3–4 через nP, тогда ее уравнение будет pV nP = const, а для точек 3 и 4 можно написать соотношение p2V3nP = p1V4nP.
Заменим V3 = V0 = Vh ×
, а V4 = V0 + Vh – VВС = Vh
+ Vh – Vh×
и
получим р2 (Vh ×
)nP = р1 (Vh
+ Vh – Vh×l0)np, р2 ×
nP = р1 (
+1 – l0)nP,
или
Из этого уравнения следует, что с увеличением относительной величины объема вредного пространства d и степени повышения давления b производительность компрессора уменьшается. В связи с этим у реальных компрессоров поршень вплотную приближается к крышке цилиндра для уменьшения d, а степень повышения давления b не превышает пяти.
Действительный рабочий
процесс в компрессоре заметно отличается
от теоретического. Когда заканчивается
процесс нагнетания ли не весь газ выталкивается
из цилиндра, часть его остается в зазорах
между поршнем и цилиндром, в гнездах и
каналах клапанов и т.д. Суммарный объем
этих полостей составляет вредное объем
цилиндра (мертвый объем). Его наличие
приводит к тому, что всасывание газа в
цилиндр начинается не после того, как
поршень прошел ВМТ, а только после того,
как расширится вреден объем до давления
р1. Теоретическая индикаторная диаграмма
с вредным объемом имеет вид фигуры площадью
12341.
Рисунок 2 - Настоящая индикаторная диаграмма ступени компрессора
Работа цикла остается неизменной, поскольку работа сжатия вредливого объема практически равна работе расширения. Поэтому в расчетах используют приведенные выше зависимости, выведенные без учета вредного объема.
Действительный цикл ступени компрессора изображается индикаторной диаграммой, которая показывает изменение давления р газа в цилиндре от объема цилиндра (или хода поршня ) . На этой диаграмме:
- Точка а - окончание закрывания впускного клапана;
- Точка b - начало открытия выпускного клапана;
- Точка с - окончание закрывания выпускного;
- Точка d - начало открытия впускного.
Линия - процесс расширения
газа в мертвом объеме.
Форма индикаторной диаграммы отражает
влияние клапанов на протекание процессов
всасывания и нагнетания, учитывает колебания
давления газа в патрубках цилиндра, перетекание
газа через неплотности, влияние теплообмена
между газом и стенками цилиндра. Неисправности
компрессора также накладывают свой отпечаток
на индикаторную диаграмму.
2 Экранированный компрессор ФГэ
В экранированных герметичных статор электродвигателя вынесен из кожуха, а ротор с боковых сторон и сверху экранирован. Экран изготовляют из нержавеющей стали в виде гильзы. Толщина стенок гильзы в цилиндрической ее части 0,3 мм. Гильзу приваривают к кожуху компрессора. Между ней и ротором оставляют зазор в 0,25 мм.
Такое устройство компрессора упрощает монтаж машины, позволяет значительно легче и проще производить очистку и осушку системы, чем при обычных неэкранированных герметичных компрессорах, и, что особенно важно, в случае необходимости можно производить замену статора на месте эксплуатации машины без освобождения ее от холодильного агента.
1 - герметичный кожух, 2 - компрессор, 3 - разделительная гильза (экран), 4 - статор электродвигателя, 5 - ротор электродвигателя.
На рисунке стрелками показана схема циркуляции масла, которое здесь предназначено не только для смазывания трущихся поверхностей, но и для охлаждения экрана. Циркуляция масла обеспечивается центробежным насосом, установленным на нижнем торце коленчатого вала.
По каналам в коленчатом валу масло подается ко всем трущимся поверхностям и в значительном количестве проходит на верхний торец ротора, откуда установленными здесь лопатками отбрасывается на стенки и днище экрана. Стекая с этих поверхностей, масло попадает в зазор между ротором и экраном. Проходя дальше по зазору, оно охлаждает ротор и экран.
3 Характеристика хладоносителей
Хладоноситель – это промежуточное вещество для отвода теплоты от охлаждаемых объектов и передачи её рабочему веществу холодильной машины (хладагенту).
Использование хладоносителей всегда является невыгодным c точки зрения термодинамики получения холода, т.к. возрастает разность температур между хладагентом и охлаждаемой средой. Применение хладоносителей увеличивает капитальные затраты на холодильную установку, поэтому их применение целесообразно только в ряде специальных случаев – на достаточно крупных предприятиях, которые используют централизованные установки c большим количеством удаленных потребителей холода (это и пищевые комбинаты различного профиля, и молокозаводы, и заводы по производству пива, и кондитерские фабрики, и (в последнее время) супермаркеты преимущественно c аммиачной установкой централизованного холодоснабжения витрин и камер).
Использование хладоносителей позволяет локализовать утечки хладагента в пределах машинного отделения, уменьшить его количество в системе, что несколько упрощает вопросы регулирования температуры в охлаждаемых объектах.
B качестве хладоносителей чаще всего используется вода (в диапазоне 2-12°С) и водные растворы различных веществ (для достижения более низких температур). Из хладоносителей чаще всего применяют водные растворы солей хлористого кальция или хлористого натрия, растворы этилен- или пропиленгликоля, спиртовые растворы и глицерин. Однако все эти вещества имеют существенные недостатки.
Широко применяемые хладоносители – водные растворы хлористого кальция и хлористого натрия, вызывают коррозию металла и преждевременный выход оборудования из строя, а применение их в аппаратах, имеющих элементы из нержавеющих сталей, совершенно недопустимо в связи с активными электролитическими процессами, ведущими к разрушению этих сталей.
Гликоли токсичны, обладают наркотическим действием и при попадании и организм даже в малых количествах они разрушают нервную систему, почки и печень. Кроме того, пропиленгликоли имеют недостаточную температуру замерзания (не ниже -30 °С), высокую вязкость при низких температурах и высокую стоимость.
Из отмеченных хладоносителей этиленгликоль является более дорогим веществом, чем хлористый кальций, однако его раствор обладает меньшей вязкостью и коррозионной активностью, и поэтому он повсеместно вытеснил раствор хлористого кальция в зарубежных установках с промежуточным хладоносителем.
Метиловый спирт не может широко применяться по причинам возможного отравления людей, которые могут использовать его как эквивалент этилового спирта, а водные растворы глицерина имеют высокую вязкость, требующую повышенных энергозатрат при перемещении по трубопроводам и ограниченную температуру замерзания (при 50%-ной концентрации не ниже -23 °С).
Так же в качестве хладоносителей может использоваться аммиак. Достоинством аммиака, используемого в аммиачных системах, является высокое значение удельной массовой и объемной холодопроизводительности при невысокой его стоимости. При низкой стоимости аммиака и озонобезопасности аммиачные системы могли бы применяться достаточно широко. Однако из-за большой аммиакоемкости подобные системы не всегда могут быть рекомендованы к применению в холодильных установках. Экстренный выпуск аммиака из холодильной машины или разрыв теплообменных аппаратов может привести к загазованности местности или при высокой концентрации аммиака в воздухе к его взрыву. Применение схем с хладоносителями позволяет в десятки раз уменьшить количество аммиака в системе. А применение современной пластинчатой теплообменной аппаратуры, изготовленной из нержавеющей стали, устраняет основной недостаток аммиачных холодильных установок – их аммиакоемкость.
В настоящее время разработаны и промышленно освоены хладоносители - экосолы, являющиеся новым поколением хладоносителей. Основной компонент экосолов – этилкарбитол (он малолетуч; температура кипения 203°С). Экосолы не имеют указанных выше отрицательных воздействий на различные металлы, нетоксичны, невзрывоопасны, плохогорючи. Основныe компоненты экосолов применяются в парфюмерии при изготовлении кремов, лосьонов и мазей. При этом теплофизические свойства существенно превышают свойства всех известных хладоносителей. Чрезвычайно важным свойством экосолов является уменьшение объема при понижении температуры, что исключает возможность разрыва трубопроводов и аппаратов при понижении температуры ниже точки замерзания.
4 Холодильные шкафы, их назначение, типы, принципиальные схемы, правила эксплуатации
Холодильные шкафы можно отнести к группе наиболее универсального и широко используемого торгового оборудования. Они предназначены для кратковременного хранения, демонстрации и продажи на предприятиях торговли и общественного питания предварительно охлажденных или замороженных продуктов, полуфабрикатов и готовых блюд.
По уровню поддерживаемой в охлаждаемом объеме температуры шкафы делят на среднетемпературные (О...8°С) и низкотемпературные (морозильные) (-12...-22°С).
Существует большое число разновидностей холодильных шкафов, различающихся формами, размерами, конструктивным оформлением и техническими характеристиками. Некоторые виды шкафов применяют только для хранения, а другие — для хранения и демонстрации продуктов. Шкафы для хранения продуктов обычно имеют глухие двери, а шкафы для демонстрации товара снабжены стеклянными дверями. Во втором случае изделия называются «шкафы-витрины», так как при сохранении конструктивных особенностей позволяют кроме хранения демонстрировать товар.
Как правило, в большинстве шкафов испаритель конструктивно расположен под «потолком» шкафа. Холодный воздух, имея большую плотность, опускается к нижней полке шкафа, охлаждая на своем пути хранящиеся в шкафу продукты.
Подсветку люминесцентными лампами или гибкими нитевидными световыми элементами, как правило, используют в шкафах-витринах и располагают либо горизонтально под потолком холодильного шкафа, либо вертикально с одной или двух сторон.
Шкафы холодильные выпускают емкостью 0,40; 0,56; 071; 0,81; 1,12; 1,40 м3. Комплектуются встроенным холодильным агрегатом. Холодильные шкафы типа ШХ имеют панельно-каркасную конструкцию. Внутренняя и наружная поверхности облицованы листовым металлом. Между облицовками проложена теплоизоляция из пенопласта или пенополистирола. В охлаждаемой камере устанавливают решетчатые полки.
Список использованной литературы