Библиографическое описание:

Галка Г. А., Копылова О. А., Прохорова А. И. Расчет основных эксплуатационных параметров холодильной установки авторефрижератора // Молодой ученый. — 2016. — №20. — С. 134-139.



Давно известно, что холод использовался для сохранения пищевых продуктов. Для достижения температуры ниже 0 °С сначала использовали снег и лед, а затем смесь льда с солью [1].

Автомобильный рефрижератор предназначены для поддержания оптимальных условий при перевозе пищевых продуктов, и обеспечения высокой скорости доставки продукции. Авторефрижератор позволяет за короткое время доставить скоропортящуюся продукцию до потребителя. С помощью авторефрижератора увеличивается продолжительность хранения перевозимых продуктов, появляется возможность продавать пищевые продукты сезонного производства в течение года, снижаются товарные потери при транспортировке пищевого товара, удовлетворение нужды населения в доброкачественных продуктах питания, которые требуется привозить из других областей. В настоящее время широко используются автомобильные рефрижераторы. Теперь уже невозможно представить без них перевоз скоропортящихся продуктов.

Для определения полной тепловой нагрузки автомобильного рефрижератора используется следующая методика:

  1. Выполняется расчет теплопритоков в камеру в результате теплопередачи через ее стенки [2]. Камера перевозит мороженое при температуре — 29° С. Высота потолка в камере равна 2,5 м. Температура окружающей среды атмосферы равна +25° С. Стены состоят из полиуретана толщиной 100 мм.

камера.bmp

Рис. 1. Схема фургона

Расчет теплопритоков выполняется отдельно для стен, потолка и пола. Тепловой поток при теплопередаче через стенку Qст, Вт рассчитывается по формуле:

(1)

где K — коэффициент теплопередачи рассматриваемой стены, Вт/м2∙К; S — площадь поверхности рассматриваемой стены, м2; Δt — разность температур воздуха по обе стороны стены.

Для стены А

Вт

Для стены Б

Вт

Для стен параллельно расположенным стенам А и Б теплопритоки идентичны.

Для потолка и пола: Вт

Отсюда полная тепловая нагрузка на камеру рефрижератора , обусловленная тепловыми потоками через ее стены, потолок и пол

(2)

т

  1. Выполнен расчет тепловой нагрузка вследствие открывания дверей, или, как её часто называют, тепловой нагрузкой инфильтрации наружного воздуха в камеру фургона , Вт считается по формуле:

(3)

где— суммарная суточная тепловая нагрузка на холодильную камеру, Вт; — коэффициент, учитывающий время, когда в течение суток дверь остается открытой; — коэффициент, учитывающий характер воздушного потока в дверном проеме; , т.к. разница температура внутри и снаружи камеры более 16 °С; — степень эффективности защитного устройства (завесы) дверного проема.

  1. Тепловая нагрузка, обусловленная присутствием персонала, , Вт, рассчитывается по формуле:

(4)

Где ̶ число сотрудников, работающих в секции рефрижераторе; количество тепла, Вт, выделяемое в единицу времени одним человеком при средней активности, в камере = 444 Вт; длительность ежедневного пребывания одного сотрудника в камере рефрижератора, с.

  1. Суммарные теплопритоки в камере

  1. Рассчитывается и подбирается холодильная установка для рефрижератора, строится p-i диаграмма для камеры фургона.

Рис. 2. Расчет цикла ХМ в рефрижераторе на p-i диаграмме для камеры

Определяется удельная массовая холодопроизводительность , Дж/кг холодильной установки [3] из равенства:

(5)

где энтальпия в точках 6 и 7.

Находим работу компрессора l, Дж/кг

40 Дж/кг

Холодопроизводительный коэффициент Ԑ:

Определяется массовый расход газа, кг/с (массовая подача газа компрессором) из равенства:

(6)

Определяется объёмная подача , м3/c компрессора (объёмный расход газа на линии всасывания компрессора – действительная подача компрессора) из равенства:

(7)

где , удельный объём газа в точке «1» на входе в компрессор, м3/кг.

Степень повышения давления газа в компрессоре определим из равенства:

(8)

Рассчитываем описываемый объем компрессора :, м3

(9)

Где коэффициенту подачи.

По этому объему подбираем компрессор 2-х цилиндровый модели Х214 с рабочим объемом 228 .

Теоретическая (адиабатная) мощность , Вт, компрессора:

(10)

Действительная (индикаторная) мощность компрессора:

(11)

где индикаторный КПД компрессора, равный от 0,79 до 0,84.

Эффективная мощность, т.е. мощность , Вт на валу привода компрессор:

(12)

где механический КПД, учитывающий потери энергии привода на трение. Для малых и средних компрессоров, работающих на хладонах механический КПД принимают равными 0,84-0,97.

Теоретический тепловой поток в конденсаторе:

(13)

Действительный тепловой поток в конденсаторе (с учётом тепловых потерь в процессе сжатия):

(14)

Подбор конденсатора.

Тип конденсатора выбираем T-600R.

Температура воздуха, поступающей в конденсатор tВОЗД.1 = 25°С, температура воздуха, выходящей из конденсатора tВОЗД.2 = 35°С.

Средняя логарифмическая разность температур определяется по формуле:

(15)

Где — разность температур между телами в начале теплопередающей поверхности (большая разность температур); — разность температур между телами в конце теплопередающей поверхности (меньшая разность температур).

Площадь F, м2 теплопередающей поверхности конденсатора определим по формуле:

(16)

где – действительный тепловой поток в конденсаторе, определенный при тепловом расчете компрессора, Вт; k– коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2 К ).

Объёмный расход нагреваемой среды (охлаждающего воздуха), поступающей в конденсатор, будем находить по формуле:

(17)

где —действительный тепловой поток в конденсаторе, Вт; —удельная теплоемкость воды (с = 4,19 кДж/(кг • К)); — плотность воды (=1000 кг/м3); — подогрев воды в конденсаторе, К.

Принимаем конденсатор T-600R с площадью поверхности теплообмена 1,31 м2. Габаритные размеры конденсатора: длина – 1888 мм, ширина – 919 мм, высота – 632мм.

  1. Подбор испарителя.

Температура воздуха в камере равна 290 С. Тепловой поток в испарителе, определенный тепловым расчетом с учетом потерь

Вт.

Температура кипения tК хладагента принимаем на 150С ниже температуры в камере, выходящего из испарителя:

Площадь , теплопередающей поверхности испарителя определяем по формуле:

(18)

где коэффициент теплопередачи испарителя ,; средняя разность температур между температурой окружающей среды и температурой кипящего хладагента в испарителе.

Принимаем испаритель S-2 с площадью поверхности охлаждения 0,11 м2.

Габаритные размеры испарителя: длина – 760 мм, ширина – 1000 мм, высота – 200 мм.

Объемный расход , м3/с хладагента определяется по формуле:

(19)

где – расход хладоносителя, м3/с; – тепловой поток в испарители, Вт; – удельная теплоемкость хладоносителя при средней рабочей температуре, Дж/(кг⋅К); – плотность хладагента, кг/м3; – разность температур хладагента на входе в испаритель и на выходе из него, К.

Принимаем один испаритель S-2, с двумя вентиляторами.

Выводы.

В результате выполненного расчета теплопритоков, проводится сравнение между расчетом в первом приближении и расчетом по программе Tble. В варианте первого приближения суммарные теплопритоки: , а по программе Tble получили: , погрешность в вычислениях можно обусловить не учтенными малыми потерями теплопритоков.

Выполнен расчет для подбора холодильной установки авторефрижератора, проведено сравнение между элементарным расчетом и расчетом по программе TermoKing. Погрешность в расчетах составляет не более 10%.

По основным исследуемым параметрам, таким как температура перевозимого продукта, температура окружающей среды подбирается холодильная установка T-600Rc холодопроизводительностью .

Литература:

  1. Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники. Пер с англ. – М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1984. – 520 с.
  2. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача: Учеб. Пособие для вузов. – 3-е изд., испр. и доп. — М.: Высш.школа, 1980. – 469 с.
  3. Кругляк И. Н. Бытовые холодильники (устройство и ремонт). Учеб. пособ.М., Легкая индустрия, 1974, 205 с.
Основные термины (генерируются автоматически): разность температур, коэффициент теплопередачи, холодильной установки, холодильной установки авторефрижератора, тепловой поток, разность температур хладагента, разность температур воздуха, теплопередающей поверхности, окружающей среды, камере равна, меньшая разность температур, большая разность температур, средняя разность температур, испаритель s-2, коэффициент теплопередачи испарителя, коэффициент теплопередачи конденсатора, площадью поверхности, Габаритные размеры, м2 теплопередающей поверхности, пищевых продуктов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос