Коммерциялық емес акционерлік қоғам

(1)

Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Инженериядағы менеджмент және кәсіпкерлік кафедрасы

ЖЫЛУТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ПРОЦЕСТЕР МЕН ҚОНДЫРҒЫЛАР

«Инженерия және инженерлік іс» бағытында 6В07115 «Жылуэнергетика»

білім беру бағдарламсы бойынша даярланатын студенттер үшінкурстық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

Алматы 2021

ҒҰМАРБЕК ДӘУКЕЕВ АТЫНДАҒЫ АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС

УНИВЕРСИТЕТІ

(2)

ҚҰРАСТЫРУШЫ: Абильдинова С.К. Жылутехнологиялық процестер мен қондырғылар. «Инженерия және инженерлік іс» бағытында 6В07115

«Жылуэнергетика» білім беру бағдарламсы бойынша даярланатын студенттер үшін курстық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар.- Алматы: АЭЭБУ, 2021. – 52 б.

Әдістемелік нұсқауда типтік бір сатылы тоңазытқыш қондырғыны есептеу және таңдау тапсырмалар берілген және бу компрессиялық тоңазытқыш қондырғыны жылулық есептеу әдістемесі көрсетілген.

Жылулық есептеу хладагенттің нақты түрі үшін орындалады және бу компрессиялық тоңазытқыш қондырғынынің теориялық және нақты айналымдағы жұмыстарын қамтиды.

Есептеулер қортындысы бойынша тоңазытқыш қондырғының қосалқы жабдықтары: буландырғыш, май айырғыш, ресивер, қайтадан салқындатқыш, ауаны шығарғыш, фильтрлер, құбырлар және құбыршалы біріктіргіштер, арматура және хладагенттің температурасын, қысымын, және шығынын реттегіштер іріктеледі.

Әдістемелік нұсқаулар 6В07103 - Жылуэнергетика оқу бағдарламасы Методикалық әдістеме «Инженерия және инженерлік іс» бағытында

6В07115 «Жылуэнергетика» білім беру бағдарламсы бойынша даярланатын студенттер үшін құрастырылған.

Безендіру.-24, кесте.-16, библиогр.- 11 атау.

Пікір беруші: М.Е.Туманов, доцент каф. ТЭУ

Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2021 жылғы жоспары бойынша басылады.

(3)

3

Кіріспе

Курстық жұмыс өнеркәсіптік өндіріс объектілері үшін бу компрессорлық тоңазытқыш қондырғыларын жобалауға арналған және

"Жылутехнологиялық процестер мен қондырғылар" пәнінің ажырамас бөлігі болып табылады.

Жылу трансформаторларының, атап айтқанда, өнеркәсіптегі, көліктегі, ауыл шаруашылығындағы және тұрмыстағы тоңазытқыш қондырғыларының маңызы үздіксіз артып келеді.

Қазіргі уақытта жасанды салқын экономиканың көптеген жетекші салаларының сәтті дамуына, жаңа технологиялық процестердің пайда болуына және халықтың тұрмыстық жағдайының жақсаруына ықпал ететін фактор болып табылады.

Тоңазытқыш қондырғылары азық – түлік кәсіпорындарының таптырмайтын жабдығына айналды, сонымен қатар техниканың әр түрлі салаларындағы процестерді күшейтуге арналған қуатты құрал ретінде қызмет етеді: химия өнеркәсібінде – пластмассалар мен жасанды талшықтар өндіру үшін, көлікте, әсіресе авиацияда, ауа баптау жүйелерінде, машина жасауда – металдарды төмен температурада термиялық өңдеу үшін, құрылыста- топырақты мұздату үшін қолданыс табады. Жасанды салқын қоғамдық және тұрғын үй ғимараттарында, медицина мен фармакологияда кеңінен қолданылады.

Курстық жұмыстың міндеті:

- ЖТПжҚ пәнін үйрену кезінде алған білімдерін тереңдету және бекіту;

- жасанды салқынды алу үшін қондырғылардың ұтымды сұлбаларын таңдауда практикалық дағдыларды игеру;

- компьютерлік технологияларды қолдана отырып, тоңазытқыш қондырғыларының негізгі және қосалқы жабдықтарын жобалау, есептеу, таңдау және пайдалану.

(4)

4 1 Жалпы әдістемелік нұсқаулар

Курстық жұмысты орындаудың алдындағы қажетті шаралар - салқынмен қамтамасыз ету жүйелеріне арналған ЖТПжҚ пәнінің бөлімдерін игеру және "Жылу және масса алмасу", "Сығымдағыштар мен жылу қозғалтқыштары" және "Техникалық термодинамика" пәндерінен алған білімдерін қолдану .

Курстық жұмыс түсіндірме жазбадан және графикалық бөлімнен тұрады. Есептік-түсіндірме жазбада әдістемелік нұсқауға сәйкес барлық сұрақтар мен есептеулер көрсетіледі.

Анықтамалық, оқулық және әдістемелік әдебиеттерді пайдаланған кезде оған міндетті түрде сілтеме жасалады. Барлық есептеулер СИ жүйесінде жасалады.

2 Курстық жұмысқа тапсырма

t0 - температурасына сәйкес жасанды салқын алу үшін салқын өндірулігі Q₀ болатын бір сатылы бу компрессиялық тоңазытқыш қондырғыны есептеу және таңдау қажет. Тоңазытқыш қондырғы әртүрлі хладагенттермен жұмыс істейді. Салқындатқыш судың температурасы t_в

=20⁰С. Жұмыс нұсқалары 1.1-кестеде келтірілген. Арнайы әдебиеттерді қолдана отырып, тапсырма нұсқасында көрсетілген хладагенттің параметрлері мен қасиеттерін сипаттаңыз.

Тоңазытқыш қондырғыларының барлық түрлерін бірқатар ұқсас белгілерге сәйкес жіктеуге болады. Олардың әрқайсысы қондырғының бір ғана ерекшелігін көрсетеді, Сондықтан тоңазытқыш қондырғысының анықтамасында екі немесе одан да көп белгілер болуы мүмкін. Тоңазытқыш қондырғылар немесе станциялар мынадай көрсеткіштер (белгілер) бойынша ерекшеленуі мүмкін.

Тоңазытқыш қондырғылар міндетіне сәйкес келесі түрлерге жіктеледі:

орталықтандырылған және орталықтандырылмаған тоңазытушы стационарлық және жылжымалы суықпен жабдықтаушы, жылумен жабдықтаушы, аралас (жылумен және салқынмен жабдықтаушы), жылу энергиясын жинақтаушы және тасымалдаушы және энергияны кәдеге жаратушы қондырғылар.

Өндірулігі бойынша тоңазытқыш қондырғылары: ірі өндірулікті 3,0 МВт - тан жоғары; орташа - 1,00 МВт-қа дейін, ұсақ-60 кВт-қа дейін болып жіктеледі.

Температуралық режимі бойынша тоңазытқыш қондырғылар: жоғары температуралы (+10 ÷ -10°С), орташа температуралы (+5 ÷ -20°С) және төмен температуралы (- 20 ÷ -120°С) болып жіктеледі.

(5)

5

Жұмыс режимі бойынша: стационарлық, стационарлық емес, үздіксіз немесе циклдік, жылу энергиясының аккумуляторымен жабдықталған стационарлық емес болып бөлінеді.

Тоңазытқыш агенттің түріне қарай: аммиак, фреон, пропан, этан, көмірқышқыл газы, тоңазытқыш агенттердің қоспаларымен жұмыс жасаушы түрлерге бөлінеді.

Салқындату түрі бойынша: тікелей, аралық салқындатушы болып жіктеледі.

Есептеу бөлімі.

1) T-S және i-lgp диаграммалары бойынша бу компрессиялық тоңазытқыш машинаның теориялық жұмыс айналымын есептеңіз. Сұлба бойынша арнайы нүктелердің параметрлерін, аппараттардың жылу жүктемелерін, тоңазытқыш коэффициентін және ПӘК-ін анықтау қажет;

2) нақты айналымды есептеп компрессорды таңдаңыз, тұтынылатын қуатты анықтаңыз және компрессор үшін электр қозғалтқышын таңдаңыз;

3) әртүрлі жұмыс режимдерінде суық өндірулікті анықтаңыз;

4) Жылулық, гидравликалық және құрылымдық есептеуді жүргізу және стандартты конденсаторды таңдау қажет.

1.1- кесте. Курстық жұмысқа алғашқы мәліметтер Нұс

қа

№ Хладагент Салқын өндірулік,

Q0 кВт

Температу- ра t₀, ⁰С

Ішкі

адиабаттық және

электрмехани- калық ПӘК

0i



_эм

1 2 3 4 5 6

1 Хладон R-13

18 - 70 0,79 0,87

2 Хладон R-14

70 - 100 0,8 0,9

3 Хладон R744

55 - 15 0,79 0,87

5 Хладон R744

60 - 65 0,8 0,9

Жоғары қысымды хладагенттер (орташа температуралы) 6 Аммиак

R717

348 - 28 0,78 0,85

7 Хладон R-22

250 - 35 0,75 0,86

(6)

6

5 )

қосал қы жабд ықтар ды:

булан дырғ ыш, май бөлгі ш, ресив ер, салқы ндатқ ыш, ауа бөлгі ш, сүзгі, құбыр лар, бірікт іруші құбыр ды, армат ура және темпе ратур а, қысы м және салқындатқыш ағынының реттегіштерін іріктеу қажет [3].

Графикалық бөлім.

1) A4 форматындағы парақта бір сатылы компрессиялық тоңазытқыш қондырғысының схемалық диаграммасын орындаңыз;

2) A4 форматындағы парақтарда компрессор мен конденсатордың сызбасын орындаңыз.

8 Хладон R-12

50 - 23 0,8 0,9

9 Хладон R-114

70 - 32 0,8 0,9

116 - 40 0,82 0,88

120 - 42 0,79 0,85

12 Аммиак R717

250 - 28 0,78 0,85

30 - 30 0,75 0,86

27 - 12 0,8 0,89

50 - 15 0,75 0,87

1 2 3 4 5 6

16 Хладон R718

60 -20 0,81 0,9

17 Хладон R152

75 -25 0,81 0,9

110 -20 0,81 0,9

90 -18 0,81 0,9

20 Хладон R-600а

125 -23 0,81 0,9

25 - 25 0,8 0,9

100 - 27 0,75 0,88

120 - 30 0,8 0,85

144 - 18 0,81 0,9

(7)

7

3 Бу компрессиялық тоңазытушы қондырғыны жылулық есептеу әдістемесі

3.1 Теориялық жұмыс айналымды есептеу

Термодинамикалық айналымды құру берілген жұмыс параметрлеріне сәйкес жүзеге асады. Ол үшін 𝒕_𝟎, 𝒕_к, 𝒕_п температураларын білу қажет.

Бұл температуралар салқындайтын камераның температурасы мен сыртқы ортаның температурасына (салқындатқыш су) байланысты тағайындалады, яғни көрсетілген параметрлерге негізделген [4]. Буландырғыштағы хладагенттің қайнау температурасы 1.1 кестеден алынады; конденсациялану температурасы конденсаторға кіретін судың температурасынан 10⁰С жоғары қабылданады, яғни; қайтадан салқындау температурасы кіретін судың температурасынан 5⁰С жоғары қабылданады, яғни t_п = t_в + 5 .

Осы температураларды таңдап, теориялық айналымды құрады, содан кейін оны есептейді, яғни 1 кг хладагенттің теориялық салқындату қабілетін, конденсатордағы жұмыс мөлшерін және т.б. анықтайды.

Тапсырма шарты бойынша бу компрессиялық тоңазытқыш қондырғысы -10⁰С –тан -50⁰С -қа дейінгі салқындату диапазонында жұмыс істейтіндіктен, ең ұтымды хладагенттерге аммиак, R –134А, R – 600A фреондары және т.б.

жатады.

3.2 Процесті i-lgp диаграммасында тұрғызу

Диаграмманы құру келесі түрде жүргізіледі (3.1-сурет): берілген t₀

температураға сәйкес қысым p₀, МПа -да анықталады; 1 - нүкте осы параметрлердің көмегімен табылды.1 -ші нүктеден шығып аса қызған бу аймағына өтетін адиабата тұрғызылады, ол

p

_к- изобарамен қиылысқанда 2’ - ші нүктенің параметрлері анықталады. (1-2’ сызығы - компрессордағы адиабаталық сығылу процесін көрсетеді). Әрі қарай 2’-2 сызығы салынады (аса қызған будың t_ктемператураға дейін салқындау процесі), (2’-3 будың конденсациясы); 3-4 (конденсаттың қайтадан салқындауы).

4 - нүкте хладагенттің реттеу клапаны алдындағы күйін сипаттайды. Ол

p

к изобараның t_пизотермамен қиылысуымен анықталады. Қорытындылай келе, 4-5 сызығы салынады (i =const болған жағдайдағы дроссельдену процесі).

(8)

8

3.1 сурет. - lgP - h – диаграммасында термодинамикалық процесті бейнелеу

Құрастырылған айналымды есептеу. Диаграммадан компрессор соратын құрғақ будың энтальпиясы 𝑖_𝟏, кДж/кг анықталады; сығудың соңында энтальпия 𝑖_𝟐, кДж/кг болады; реттегіш клапанның алдындағы сұйық хладагенттің энтальпиясы 𝑖_𝟒 = 𝑖_𝟓 , кДж / кг; сорылған будың меншікті көлемі 𝑣₁, м3 / кг [8].

Көрсетілген мәліметтер арқылы анықтайды:

- 1 кг хладагенттің салқын өндірулігін

5 1

0 i i

q = − , кДж/кг; (1.1) - компрессордың сығу үшін жасаған меншікті теориялық жұмысын

l =

ýì

i i

 ¹

2 −

 , кДж/кг, (1.2) мұнда i₂ - компрессордан шығатын хладагент буының энтальпиясы энтальпиясы, оны келесі формуладан анықтайды

i i

a i i

l i i

i  

1 2 1 1

2

 − +

= +

= ;

- конденсатордағы 1 кг хладагенттің беретін жылуы

q=q₀ +l, кДж/кг; (1.3) - айналымның теориялық тоңазыту еселеуіші

l q

ò

= 0

 ; (1.4) - буландырғышқа берілген хладагент мөлшері,

0

6 0

.

3 q

G= Q , кг/сағ; (1.5)

(9)

9

- компрессордың жұмсаған теориялық қуаты

т т

N Q

1000

= 0 , кВт; (1.6) - компресордың сіңірген буларының көлемі

Gv1

V = , м³/сағ; (1.7) мұнда v₁ - буландырғыштан шығатын хладагент буларының меншікті көлемі;

конденсатордың жылулық жүктемесі

т

Q т

Q 

 1

0

= + , Вт; (1.8) хладагенттің көлемдік салқын өндірулігі (стандарттық жағдайда)

1 0

v

q_vc = q , кДж/м³. (1.9) Берілген хладагент түрі үшін температура t мен қысымның pшекті мәндері тексеріледі. Мұндай шекті мәндерден тыс жағдайларда бір сатылы тоңазытқыш машиналарды пайдалану экономикалық тұрғыдан тиімсіз.

Аммиакпен жұмыс жасайтын бір сатылы тоңазытқыш машиналар қайнау температурасының 0 мен -30⁰С диапазонында жұмысқа жіберіледі және оның хладагентінің конденсацилану температурсы 40⁰С –тан аспауы, қысымдардың өзара қатынасы 9

н к

p p

және қысымдардың айырмасы

2 .

0 1

− p

p МПа болуы тиіс; хладондар үшін қайнау температурасының мәндері 0 мен -46⁰С диапазонында , ал конденсацилану температурсы 40⁰С- тан аспауы қажет, қысымдардың өзара қатынасы 12

н к

p p

және қысымдардың айырмасы p−p₀ 3.2 МПа болғаны жөн.

Егер шекті параметрлерді тексеру нормаға сәйкес болса, алдында таңдалған тоңазытқыштың бір сатылы сұлбасы дұрыс ретінде қабылданады.

Процесті T-S диаграммасында тұрғызу i-lgp диаграммасындағы ретпен жүргізіледі.

(10)

10

АС2,АС1 –жылутасымадағыштың аралық (қайтадан) салқындатқышқа кіруі және шығуы; К- конденсатор; КМ-компрессор; Б- буландырғыш; РД-реттегіш

дроссель; С1,С2 –жылутасымадағыштың буландырғышқа (конденсаторға) кіруі және шығуы; 1÷5 – процестің арнайы нүктелері

3.2 сурет. - Бір сатылы булысұйықты компрессиялық тоңазытушы қондырғының сұлбасы (а) және ондағы процестің T−s диаграммасында

бейнеленуі (б) 3.3 Нақты айналымды есептеу

Бу компрессорлы машинаның нақты жұмыс айналымының теориялықтан айырмашылығы компрессордың ішінде және сыртында көлемдік және энергетикалық шығындардың орын алуы [5,6]. Көлемдік шығындар тоңазытқыш машинаның жұмыс өндірулігін кемітеді, ал энергетикалық шығындар қуатты тұтыну нақты айналымда теориялыққа қарағанда көбейетінін білдіреді.

Машинаның жұмыс өндірулігін кемітетін көлемдік шығындар негізінен компрессорда туындайды. Көлемдік шығындардың барлық түрлері практикалық жағдайда беріс еселеуішімен анықталады, оны келесі жолмен анықтайды

пл w i 



= , (1.10) Мұнда _i - индикаторлық сору коэффициенті;

w - қыздыру коэффициенті;

пл - тығыздық коэффициенті.

Индикаторлық сору коэффициенті _i =_с_др үшін компрессордың сығушы кеңістігінің зиянды көлемінің c₀, салыстырмалы мәнін шамамен

(11)

11

(4-8)% деп қабылдап, қысымдардың өзара қатынасының

н к

p p

, мәні белгілі болған жағдайда көлемдік шығындар еселеуішін келесі формуламен анықтайды





























− +

= 1

1 χ

Ро Рк cо c 1

λ , (1.11) мұнда c0 – зиянды кеңістік көлемінің абсолюттік мәндері аралығы (c0=0.01–0.08);

 – политропа көрсеткіші, зиянды кеңістіктен газ көлемінің ұлғайуы осы адиабата бойымен жүреді. Аммиакпен жұмыс жасайтын машина үшін  = 0,82…1,25. Тез қимылдаушы компрессорлар үшін политропа көрсеткіші мен адиабата көрсеткіштерінің айрмашылығы аз болады.

Дросселдету еселеуіші _др шамасын 0,91-0,999 мәндер аралығынан қабылдайды. Ірі вертикал компрессорлар үшін жылыту еселеуішін келесі формуламен жуық түрде анықталады

к

w T

T₀

 = , (1.12) мұнда T₀ - буландырғыштағы жасанды салқын алынатын температура,

Tк - конденсаторды салқындатушы судың температурасы.

w=Т0/(ТК +26) – (ірі горизонтал аммиакпен жұмыс жасаушы компрессорлар үшін жылыту еселеуіші).

Тығыздық еселеуіші _пл - мәнінмына аралықтан (0,95-0,99) қабылдайды. Сонымен беріс еслеуіші келесі формуламен анықталады (1.10).

Компрессордың сағаттық өндірулігі



V_п =V , м³/сағ. (1.13) Компрессордың өлшемдері және құрылымдық параметрлері таңдалады.

Қарапайым қимылды поршенді компрессор үшін өндірулік

D Szn V_п

60 4

 2

= . (1.14) Цилиндрлер саны z , поршеннің жүрісі S, мм және компрессор иінінің айналу жиілігі n, айн/мин ТМД кәсіпорындарында шығарылатын редукторларға сәйкес қабылданады

 

⁵ . Осыдан поршеннің диаметрін анықтайды

Szn

D V^п

60

= 4 , мм. (1.15) ТМД елдерінде жасалған аммиакпен және хладонмен жұмыс жасайтын компрессорлар каталогы бойынша компрессор түрі таңдалады (қосымшаның А.1-А.5 кестелері). Компрессорлар жоғарыда айтылған талаптарды

(12)

12

қанағаттандырады. Егер таңдалған компрессор V_п шамасы бойынша лайықты болса, яғни 1 сағат бойы поршеннің қамтитын көлеміне тең болса,  беріс коэффициентінің мәні нақталады, себебі алдында ол жуық түрде қабылданған.

3.4 Тұтынатын қуатты анықтау және компрессордың жылу қозғалтқышын таңдау

Сығымдау жұмысының нақты процесте теориялықпен салыстырғанда жоғары болуы негізінен компрессор цилиндрінде жылу алмасудың болуы және будың сорылуы мен ұлғайуы кезінде гидравликалық кедергілер шығуының нәтижесінде болады. Жұмыстың мұндай өсуі индикаторлық тиімділік пәгімен _i анықталады.

Жуықтап есептеу үшін проф. П. П. Левиннің эмпирикалық формуласын қолдануға болады

 

7 ,

bt0 w

i = +

 , (1.16) мұнда b - коэффициенті, аммиакты вертикаль машиналар үшін 0,001, хладондар үшін - 0,0025, және сол кезде индикаторлық қуат мына формуламен анықталады

i т i

N N

=  , кВт. (1.17) Компрессордың қозғалмалы бөліктерінің үйкелісінен болатын энергия шығындары механикалық ПӘК _м арқылы ескеріледі. Заманауи цилиндрлері вертикал орналасқан компрессорлар үшін _м= 0,850,9. Осы аралықтан механикалық ПӘК-тің _м мәні таңдалып компрессордың қозғауына қажет тиімді қуаты анықталады

м i e

N N

= , кВт. (1.18) Электр қозғалтқышын таңдау үшін тиімді қуаттың мәні нақты шамаға келтіріледі, яғни беске немесе онға пропорционал шама қабылданады (мысалы құаттың есептелген мәні 99,6 кВт болса, оны 100 кВт деп қабылдайды).

Электр қозғалтқыштың қуатын анықтайды

р

Ne

N ⁼ , кВт, (1.19) мұнда р - редуктордың ПӘГі, р=0,88.

Компрессорлар, әдетте, тұрақты жылдамдықпен жұмыс істейді, яғни олардың электр жетектері реттелмейді. Реттелмейтін жетегі бар электр қозғалтқышын таңдағанда, тек айнымалы ток қозғалтқыштарын қарастыру керек.

(13)

13

Компрессорларды жүргізу үшін негізінен электр қозғалтқыштарының үш түрі қолданылады: қысқа тұйықталған роторы бар асинхронды (а), синхронды қозғалтқыш (СҚ) және фазалық роторы бар асинхронды (АҚ).

Тоңазытқыш технологиясында қоршаған орта жағдайларына байланысты келесі қозғалтқыштар қолданылады: қорғанысы бар, жабық үрленетін, жарылысқа төзімді.

Орташа және жоғары қуатты электр жетектерінде А және АҚ сериялы жаңартылған үш фазалы асинхронды қозғалтқыштар қолданылады. Олар номиналды қуаты 55-тен 400 кВт-қа дейінгі диапазонда 220, 380, 3000 және 6000 В кернеуде орындалады.

Қосымшаның А.1-А.5 кестелерінен біліктің номиналды қуаты мен айналу санына сәйкес электр қозғалтқышының нақты түрі таңдалады.

3.5 Жылуалмастырушы жабдықтарды таңдау

Бір сатылы компрессиялық тоңазытқыш қондырғысының сұлбасы қосымшаның 1а, 1б -суреттерінде көрсетілген. Негізгі жабдықтар орындалған есептеулер негізінде және компрессордың сипаттамаларына сәйкес таңдалады.

3.5.1 Конденсатор

В холодильных установках применяют конденсаторы следующих типов:

кожухотрубные (горизонтальные и вертикальные), кожухозмеевиковые, элементные, двухтрубные, пакетно-панельные, пластинчатые. Кожухотрубные конденсаторы характеризуются высокой интенсивностью теплопередачи.

Использование их в системе оборотного водоснабжения с градирней позволяет работать с минимальным расходом воды.

Тоңазытқыш қондырғыларында конденсатордың келесі түрлері қолданылады: қабықты-құбыршалы (горизонталды және вертикалды), қабық- қабық, элементті, екі құбырлы, пакет-панелді, пластиналы. Қабықты- құбыршалы конденсаторлардың жылуды беру қарқыны өте жоғары. Оларды градирнямен жабдықталған айналмалы сумен жабдықтау жүйесінде пайдалану кезінде судың ең аз шығынымен жұмыс істеу мүмкіндігі болады.

Соңғы уақытта су тапшылығына байланысты ауамен салқындатушы конденсаторлар қолданылады. Ірі тоңазытқыш қондырғыларында көлденең қабықты-құбыршалы конденсаторлар ең көп таралған. Олардың аммиак пен фреондарға арналған дизайны негізінен жылу алмасу бетінің материалы мен жылу алмасу сипатына қарай ерекшеленеді. Аммиакпен жұмыс жасайтын тоңазытқышта диаметрі 25х2,5 мм (жылу алмасу бетінің ауданы 300 м² дейін) және 38х3 мм (жылу алмасу бетінің ауданы >300 м²) жіксіз тегіс болат

(маркасы болат 10) құбырлар пайдаланылған. Фреон конденсаторларында конденсацияланатын хладагент тарапынан жылу беру коэффициенттерінің

(14)

14

мәні төмен болуына байланысты, әдетте, сыртқы қабырғалары қырлы болып жасалған түсті металл құбырлар қолданылады.

Қырлану коэффициенті 3,99 фреондық қабықты-құбырлы конденсаторлар үшін температура градиенті m = 6...10⁰С және судың жылдамдығы 1,4 м/с болған жағдайда жылу беру коэффициенті kК = 2000 ...

2100 Вт/(м² ·К) құрайды.

Алдында конденсатордың толық жылу жүктемесі (1.8) формуласы бойынша анықтағаны белгілі.

Бұл жүктеме үш аймақтан алынатын жылуды қамтиды: аса қызған будың салқындау аймағынан, хладагент буының конденсациялануы аймағынан және хладагент сұйықтығының ішінара салқындау аймағынан.

Сұйық хладагенттің қайтадан салқындауы жеке салқындатқыш аппаратта жүзеге асырылады және бөлек есептеледі. Қайтадан салқындату аймағының жылулық жүктемесі аз, мысалы, аммиакты машинада конденсатор жүктемесінің шамамен 2%-ын құрайды.

Кондентордың қыздырушы бетінің ауданын келесі формуламен есептейді

t k F Q^к

=  , (1.20) мұнда t - жұмыс заты мен судың температуралары айырмасының орташа мәні (температуралық тегеурін),⁰С;

k - жылуды беру еселеуіші,

град м

Вт

2 ;

Qк- конденсатордың жылулық жүктемесі, Вт [2].

Qк шамасын қайтадан салқындатқыштың жылулық жүктемесін шегеру негізінде келесі теңдеуден табуға болады

𝑄_к = 𝑄 − 0.278(𝑖₄− 𝑖₃), Вт. (1.21) Конденсаторда судың температурасы шамамен 5⁰С – қа көтерілді деп қабылдап, температуралық тегеурінді анықтаймыз

в к

в к в к

t t

t t t t t

− 

− 

− 

 −

= −



3 . 2

) (

)

( , (1.22)

мұнда t_в,t_в - конденсаторға берілген салқындатушы судың кірердегі және шығардағы мәндері, ⁰С.

Осыдан кейін конденсатордың түрі таңдалады. Мысалы А.7-А.8 кестелерінен қабықты-құбыршалы горизонтал конденсаторды таңдауға болады (кестені қара). Таңдалған аппраттың түрін, хладагент атын және температуралық тегеурінді біле тұра жылу беру еселеуішінің k жуықталған мәнін қосымшаның А.10 кестесінен анықтайды.

(15)

15

Осыдан кейін конденсатордың F- қыздыру бетінің ауданын (1.20) формуласынан анықтайды. Конденсаторды салқындатушы судың шығыны

) (

6 . 3

в в

к

w c t t

G Q

− 

= 

 , м³/ч. (1.23) Конденсатор құбыршаларының саны

Lz d n F

 ср

= , (1.24) мұнда d_ср- құбыршаның орташа диаметрі.

Мысалы, ішкі және сыртқы диаметрі 25/28 мм құбыршалардың орташа диаметрі 26,5 мм=0,0265 м; ТМД өнеркәсібі шығаратын қабықты - құбыршалы конденсаторы үшін қабылданатын құбырлардың ұзындығы - 𝐿;

конденсатордың қыздыру беті 100 м²жуық болған жағдайға арналған өткелдердің саны -

z

[4].

3.5.2 Буландырғыш

Так как холодильная установка в дальнейшем применяется для охлаждения пищевых или продуктов промышленного производства, хранимых на специальных складах, считается, что установка охлаждает рассол для дальнейшего использования по назначению.

Тоңазытқыш қондырғы алдағы уақытта арнайы қоймаларда сақталатын тамақ өнімдерін немесе өнеркәсіптік өнімдерді салқындату үшін қолданылатын болғандықтан, қондырғыны тұзды ерітінділерді салқындату үшін де пайдалануға болады деп санаймыз.

Буландырғыш - жылу алмасу аппараты, оның жылуын салқындайтын ортадан төмен температурада қайнайтын хладагент алып отырады. Тұзды ерітіндіні салқындатуға арналған буландырғыштарды жасау оңай және қызмет көрсетуі қарапайым болып және жоғары жылу техникалық қасиеттерге ие болуы керек. Ең көп таралған қабықты-құбырлы буландырғыштар.

Хладагентті салқындату үшін батырылған типтегі құбырлы буландырғыштар ең көп таралған. Оларда хладагент (тегіс немесе қабыршақты) құбырлардың сыртқы бетінде қайнайды, ал салқын тасығыш құбырлардың ішімен ағып кетеді.

Буландырғыштың түрін таңдау жылу беру бетін есептеуге негізделген.

Жуықталған есептеулер үшін жылу беру бетінің ауданын, жылу ағыны тығыздығының qF мәнін 3.3 – кестеден қабылдау арқылы анықтауға болады.

3.1 – кесте. ИТР типті фреондық буландырғыштағы жылу ағыны тығыздығының qFішкі (Вт/м) мәндері (R-22 хладагенті үшін t0 = – 15  +5⁰С болған жағдайда берілген)

Салқынтасығыш жылдамдығы, м/с

Температуралар құламасының орташа мәні, ⁰С

4 5 6

1,0 3300 4700 5700

(16)

16

1,5 4700 6400 7900

Мысалы:

2

0 59,375

6400 380000 q м

F Q

F

И = = = .

3.2 – кесте. Батырылған типтегі горизонтал қабықты-құбыршалы буландырғыштар

Маркасы

Жылу алмасу бетінің ауданы, м2

Габариттік

өлшемдері Штуцерлердің шартты өткізуі,

мм Құбырлар

саны

Қабықтың диаметрі, мм Ұзындығы, мм Буды Сұйықты Салқын тасығышты

Хладагент R-22

ИТР-65 65 500 2435 100 32 80 210

Орналасу шарттары берілмеген жағдайда, екі немесе бірнеше буландырғыш секциялары бар (есептеу бойынша) және тұзды ерітінді құйылған ыдысы бар тік құбырлы буландырғышты таңдауға болады. Әрбір секция тік қысқа құбырлардан тұрады, олар ұштары бүгіліп, көлденең коллекторларға бүйірден дәнекерленген. Секцияларды сұйық аммиакты немесе басқа салқындатқышты беру, буды сору және майды ағызу үшін коллекторға біріктіреді.

Жылынған тұздық ерітінді бактарға төгіледі және пропеллер тәрізді араластырғышпен буландырғыш секциялар бойымен айдалады.

Буландырғыш түрін таңдау буландырғыштың бетін келесі формула арқылы есептеу негізінде орындалады [8]

t k F Q

= ⁰ , (1.25) мұнда Q₀ - қажетті жұмыстық салқын өндірулік, Вт;

tср

 - айналмалы қозғалыстағы тұз ерітіндісі мен хладагент температураларының логарифмдік айырмасы; практикалық есептеулерде t_ср

әдетте 5⁰С –қа тең деп қабылдайды;

k- жылу беру еселеуіші, оны есептеулер үшін буландырғыщ түрі мен хладагент атауына негізделген практикалық мәліметтер бойынша қабылдайды, қосымшаның А7 кестесінен алынады;

Жылу беру бетін (1.25) формуламен есептеп болған соң, қосымшаның А.6; А.7 и А.8 кестелерінен нақты типтік өлшемдері бар буландырғыш таңдалады.

(17)

17 3.5.3 Май айырғыш

Май айырғыштар компрессордан хладагент буымен шығарылатын майды ұстайды, оның жылу алмасу аппараттарына – конденсаторлар мен буландырғыштарға көп мөлшерде өтіп кетуіне жол бермейді.

Май айырғыштар конденсатор мен компрессор арасындағы қысымы жоғары құбырға орнатылады. Бір сатылы аммиакты компрессиялық қондырғылар үшін іші қуыс және лақтырғыш саптамалары бар май айырғыш таңдалады. Майдың бөлінуі будың қозғалыс бағытының күрт өзгеруіне байланысты, сонымен бірге жылдамдықтың 0,7 м/с дейін төмендеуі кезінде байқалады. Май бөлгіштен май жинағышқа, ал одан кейін сыртқа шығады.

Май жинағыштағы қысымды төмендету үшін оны сорушы құбырмен жалғастырады.

Май айырғыштар мен май жинағыштарды таңбалау құбыржолдардың диаметрі бойынша жүргізіледі. Құбырдың диаметрі мына формула бойынша анықталады



d = 4V , м. (1.26) Құбыр желісінің есептелген диаметріне май айырғыштың арнайы типтік өлшемдері бар корпусы және май жинағыштың үлгілік өлшемдері сәйкес келуі тиіс [8].

(1.26) формулада көрсетілген V шамасы - компрессор сіңіретін хладагент буының көлемі.

Дәлірек айтқанда, май айырғыштар таңдау байланыстырушы фитингтердің диаметріне сәйкес жасалады.

3.3 – кесте. Аммиакқа арналған жуылмалы май айырғыштар

Маркасы Өлшемдері, мм Штуцердің шартты

өткізгіш диаметрі, мм

Сыйымдылығы, м³

Диаметрі Биіктігі Бу Сұйық

80 ОММ 307х9 1570 80 20 0,078

3.5.4 Ресивер

Ресиверлер әр түрлі жұмыс режимдерінде буландырғыш пен конденсаторды сұйық хладагенпен толтыру қызметін атқарады. Ресиверлер дәнекерленген цилиндрлік болат ыдыстар. Мақсатына байланысты ресиверлер желілік, қосалқы, дренаждық және айналымдық болып жіктеледі.

Қабылданған сұлбаға сәйкес желілік ресиверді таңдаған кезде, оның сыйымдылығы жүйеде айналатын хладагенттің сағаттық мөлшерінің V_п, м³/сағ жартысына тең болуы қажет. Ресивердің сыйымдылығы

1800 



5

= _x

p G

V _{, м}³/с (1.27) мұнда G_x,₅- хладагенттің шығысы және оның h – lgP диаграммасындағы 5 нүктедегі меншікті көлемі ( 3.1 суретті қара).

(18)

18

Ресивердің өлшемдері оның сыйымдылығы бойынша анықталады, ол конденсатор деңгейінен төмен орналасады, осыған байланысты теңестіруші бу жолы көзделеді. Ресивер манометрмен, хладагентті атмосфераға шығаруға арналған серіппелі сақтандыру клапанымен және сұйықтық деңгейінің көрсеткішімен жабдықталады.

3.4 кесте – Горизонтал РД типті аммиак ресиверлері

Маркасы Өлшемдері, мм Штуцердің шартты

өткізгіш диаметрі, мм

Сыйымдылығы, м³

Диаметрі Биіктігі Сұйық Приборға

1,5 РД 800х8 3610 50 25 1,651

3.5.5 Қайтадан салқындатқыш

Қайтадан салқындатқыш сұйық хладагентті конденсация температурасынан төмен салқындату үшін қолданылатын жылу алмастырғыштар. Олар сумен салқындатылған қарама-қарсы екі құбырлы аппараттар. Салқындатқыш су ішкі құбырлар арқылы, ал сұйық хладагент құбыр аралық кеңістіктен өтеді. Бұл аппараттар құрылымдық жағынан диаметрі 38х3,5 (ішкі) және 57х3,5 (сыртқы) бір немесе екі секциялы қарама - қарсы орналасқан құбырлардан жасалады; хладагент құбыраралық кеңістік арқылы өтеді.

Қайтадан салқындатқышты таңдау жылулық есебі негізінде келесі формула бойынша жүзеге асырылады

t kF

Q_п =  , (1.28) мұнда Q_п - қайтадан салқындатқыштың жылулық жүктемесі;

k= 565

К м

Вт



2 (тәжірибелік мәліметтерден);

) (

) lg(

3 . 2

) ( ) , (

, в п

в п к

в п в п к

t t

t t t

t t

−

= −

 , t_п_,_в − қайтадан салқындатқыштан кейінгі судың температурасы, оны 3.1 тараудағы мәліметтер бойынша қабылдайды.

t k F Q^п

=  , м² (1.29) Қосымшаның A. 6, A. 7 кестелеріне сәйкес F, м² нақты қыздыру беті және жалпы габариттік өлшемдері бар «Компрессор» зауытының салқындатқышын таңдаймыз [8].

3.5 кесте– «Компрессор» зауытының аммиакты қайтадан салқындатқышы Маркасы Салқындау бетінің

ауданы, м²

Секциялар саны Биіктігі

16ПП 15,6 2 1450

3.5.6 Ауа салқындатқыш

(19)

19

Ауа салқындатқышы жүйеден ауаны шығару қызметін атқарады.

Курстық жұмыста Кабулашвили ұсынған ВНИХИ конструкциясындағы ауа салқындатқыш таңдалады. Мұнда хладагент пен пен ауа қоспасы ауаның ең көп жиналған жерінен аппараттың құбыраралық кеңістігіне жеткізіледі және мұнда хладагенттің булану жүйесін реттейтін клапаннан өтетін суық ішкі құбырмен жанасқанда салқындатылады. Хладагент-ауа қоспасының құрамындағы хладагент конденсацияланады, содан кейін ішкі құбырға, содан кейін булану жүйесіне жіберіледі, ал құрамында инертті газдары бар ауа құбыраралық кеңістіктің жоғарғы бөлігінен сәл ашық клапан арқылы шыны ыдысқа құйылған су деңгейіне шығарылады, судан ауа көпіршіктердің шығуын және онымен бірге өтіп кететін хладагент булардың сіңуін бақылау отырады.

Ауа салқындатқышы бір-біріне салынған төрт жіксіз құбырдан тұрады.

1-ші және 3-ші құбыршаларда хладагент төмен температурада буланып кетеді, ал 2-ші және 4 – ші құбыршаларда хладагент - ауа қоспасы айналып жүреді.

3.5.7 Фильтрлер

Сүзгілер - хладагент ағынын реттегішті ластаушы немесе компрессордағы беттерді зақымдауы мүмкін бөгде бөлшектерді механикалық тәсілмен ұстап қалатын ұсақ тесіктері бар тот баспайтын болаттан жасалған экрандар [3,9].

Сүзгілерді келесі тұстарда:

- хладагент шығысының барлық реттегіштерінің;

- қысым реттегіштерінің, электромагнитті және басқа да автоматты клапандардың алдында;

- компрессордың сорғыш келте құбырының алдында орнату қажет.

Жүйенің осы компоненттерінің көпшілігі кірістегі ауыстырылатын сүзгілермен шығарылады. Егер құрылғыда сүзгі болмаса, оны 3.3 суретте көрсетілгендей орнатуға болады.

Сүзгілер компрессорға жақын сору бетіне орнатылады. Құрылымы бойынша олар бу торлы сүзгілер түрінде орындалады, оларды таңдау кезінде жалғағыш штуцердегі хладагент жылдамдығы wг =1....1,5 м/с диапазонында белгіленеді.

Штуцердің диаметрі белгілі теңдеу арқылы анықталады

. 𝑑 = (^4·𝐺^х

𝜋·𝑤_г)^0,5 (1.29)

(20)

20

3.3- сурет. Құбырларымен хладагент қозғалатын қапты құбыршалы буландырғышқа термореттегіш вентилді қосу

Бұл схемада, егер сорушы құбырмен хладагент жоғары қарай қозғалса, 3.5 суреттегі А - аралығы мүмкіндігінше аз болуы керек.

Компрессор цилиндрлерін дақтан, тоттан және т.б. ластану түрлерінен қорғау үшін және автоматты басқару құралдарын бітелуден қорғау үшін ұяшықтарының өлшемі 0,4 мм –ге тең болаттан жасалған торларды екі-үш қабатта орнатады.

3.5.8 Құбырлар, құбырларды біріктіргіштер, арматура

Құбыр үшін жиі қолданылатын материалдар - көміртекті болат, алюминий және мыс. Бұл металдар қарапайым галоидті көміртекті хладагенттерді қолдануға жарамды.

Аммиакты тасымалдау үшін ГОСТ 301-50 сәйкес болат жіксіз құбырларды қолданады. Егер құбырдың диаметрі 15 см-ден асатын болса, болат құбырларды басқа хладагенттер үшін де қолданады.

Аммиак қозғалатын жолдардың фланецті қосылыстарында жұп фланецтердегі шұңқырлар мен төбешіктерді қалыңдығы 2 мм паронит төсемімен тығыздайды. Алюминий құбыршаларды аз қуатты құрылғыларда қолданады, себебі оны бүгу және дәнекерлеу оңай емес, сондықтан оны басқа құбырлармен қосу үшін сирек қолданылады. Мыс құбырының салмағы жеңіл, коррозияға төзімді және көміртекті болат құбырға қарағанда орнату оңай.

Мыс құбырды ауаны баптау және суыту қондырғыларында қолданғанда АСR деп таңбалайды. Оның сыртқы диаметрі 0,3-тен 15 см-ге дейін болады. ACR құбырлары газдардан тазартылып, азотпен толтырылады, өйткені азот дәнекерлеу кезінде құбырда оксидтердің пайда болуын азайтады. Мыс құбырлары жұмсақ иілген, коррозияға төзімді, өйткені күйдіру кезінде оларды қатты ысытылады, содан кейін бөлме температурасына дейін баяу салқындатылады. Жұмсақ тартылған мыс құбырлардың сыртқы диаметрі 0,3-