Содержание (стр. 5 из 17)

Полимерные материалы-фторопласты 3, 4, 40, винипласт, полиэтилен, полиизобутилен ПБСГ, текстолит Н-l, резина СКФ-32, эбонит 1751, импрегнированный графит, арзамит 5, эпоксидная смола, паронит ПОН, стеклотекcтoлит и фаолин проявляют стойкость при контакте с R22 при температуре 15 - 30 ºС (степень набухания составляет не более 15% по массе).

По сравнению с R12 хладагент R22 хуже растворяется в масле, но легко проникает через неплотности и нейтрален к металлам. для R22 холодильной промышленностью выпускаются холодильные масла высокого качества.

В холодильных установках, работающих на R22, необходимо использо-вать минеральные или алкилбензольные масла.

Хладагент R22 при меняют для низких температур до -40 ºС в односту-пенчатых или до -60 ºС в двухступенчатых холодильных машинах; в промыш-ленных и бытовых кондиционерах; в качестве компонента смесевых хладагентов и порообразователя при получении пенопластов.

Транспортируют хладагент R22 любым видом транспорта, заливают его в баллоны, контейнеры и другие сосуды, рассчитанные на давление 2 МПа. Норма заполнения 1 кг/дм³ вместимости сосуда. Хранят R22 в складских помещениях с защитой от солнечных лучей. Но вследствие высокой озоно-активности ODP = 0,055 и GWP = 1700 его выпуск должен быть прекращен к 2030 г.

5.2. Хладагент R23 [7, с. 82]

Химическая формула СFзН (фтороформ). Хладагент представляет собой бесцветный негорючий газ с молекулярной массой 70,01 г/моль, температура кипения при атмосферных условиях - 82,2 ºС, температура плавления -155,15 ºС критическая температура 25,85 ºС, критическое давление 4,82 МПа и крити-ческая плотность 525 кг/м³.

Массовая растворимость R23 в воде при парциальном давлении 0,101 МПа в области температур от 0 ос до 80 ºС составляет 0,242 - 0,029 %.

Хладагент R23 при соприкосновении с пламенем и горячими поверх-ностями разлагается с образованием высокотоксичных продуктов. Хладагент R23 обладает термической стабильностью при контакте с металлами: сталью 12XI9Н10T, никелем Н-l при продолжительности контакта 1 - 10 секунд терми-ческое разложение происходит соответственно при 650 ºС и 580 ºС.

При контакте с R23 коррозионной стойкостью при температуре 50 ºС обладают мeтaллы: Ст З, Ст 40Х13,12Х18НI0Т, 10ХI7Н1ЗМ2Т, алюминий и его сплавы АД1, АДМ, Д16, АМгб, АМц, припои ПОС-61 ПСр70 (скорость коррозии составляет не более 0,004 мм/год); медь М1 (скорость коррозии 0,05мм/год).

Полимерные материалы - фторопласт 4, резины ИРП-1118, ИРП-204З при температуре 50 ºС проявляют стойкость при взаимодействии с R2З (набухание по массе не более 15 %).

Хладагент высокого давления R23 применяется в холодильных системах (каскадные холодильные установки) для получения температур до -100 ºС.

Транспортируют хладагент R23 любым видом транспорта, заливают его в баллоны, рассчитанные на давление 10 и 15МПа, норма заполнения 0,5 кг/дм³ (при давлении 15 МПа).

6. ПОДБОР ОБОРУДОВAНИЯ

6.1. Расчет теплопритоков

Расчет теплопритоков состоит в последовательном учете количества теплоты, поступающей в охлаждаемую емкость от каждого источника теплоты, которые могут оказать влияние на установление и поддержание заданного теплового режима в охлаждаемом объекте.

Конечной целью расчета теплопритоков является нахождение для охлаждаемой емкости производительности охлаждающих приборов, достаточной для отвода всей поступившей теплоты и поддержания тем самым требуемых параметров воздушной среды внутри этой емкости.

В установившемся состоянии в охлаждаемую емкость будут проникать, и возникать внутри аппарата теплопритоки: от окружающей среды Q, вызванный проникновением теплоты через ограждения, от груза при холодильной обработ-ке и от работающего вентилятора.

6.1.1. Теплоприток от окружающей среды

Теплоприток от окружающей среды через ограждения охлаждаемой камеры возникает под влиянием разности температур:

Q1= К·F·(Тн - Твн), (6.1)

где К - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²·К);

F - площадь теплопередающей поверхности ограждения, м²;

Тн и Твн - температура воздуха с наружной стороны ограждения и в охлаждаемой камере, К.

F = (0,68·0,588·2)+(0,588·0,49·2)+(0,68·0,49·2)=2,04 м².

, [8, с.168] (6.2)

где αн и αвн – коэффициент теплоотдачи от воздуха к наружной и внут-ренней поверхности ограждения, Вт/(м²·К);

δ – толщины слоев ограждения (принимаются по рекомендациям 000 «Термотехника»), м;

λ – теплопроводность соответствующих слоев ограждения, Вт/(м·К).

αн = 9 Вт/( м²·К); αвн = 70 Вт/( м²·К) [8, с.147].

λуг.ст = 46,5 Вт/( м·К); λnенопласт = 0,047 Вт/( м·К); λстекловата = 0,07 Вт/( м·К);

λн.ст=17,5 Вт/( м·К) [8, с.529].

Вт/(м²·К)

Q1= 0,327·2,05·(298 - 213)=56,7 Вт.

6.1.2. Теплоприток от груза

Q2 = G·с·(Тн – Тк)/ τохл, (6.3)

где G = 22 кг - масса охлаждаемого груза за цикл;

с = 500 Дж/(кг·К) – теплоемкость груза (стали) [8, с.528];

Тн = 298 К и Тк = 213 К – начальная и конечная температура груза;

τохл = 20 мин. - время охлаждения груза от Тн до Тк.

Q2 = 22·500·(298 - 213)/(20·60) = 0,779 кВт.

6.1.3. Теплоприток от работающего в камере вентилятора

Двигатель расположен вне охлаждаемого контура, следовательно к воз-духу будет подведена теплота, эквивалентная полезной работе механизмов, установленных в камере.

Q3 = Nдв·ηдв , (6.4)

где Nдв = 40 Вт – мощность электродвигателя;

ηдв = 0,9 – коэффициент полезного действия двигателя.

Q3 = 40·0,9 = 36 Вт

Общая тепловая нагрузка на охлаждающие устройства и компрессоры:

Q = Ql + Q2 + Q3 = 0,057 + 0,779 + 0,036 =0,872 кВт.

6.2. Расчет испарителя

Испаритель - это теплообменный аппарат, в котором хладагент кипит в результате отвода теплоты от охлаждаемого объекта. В испарителе хладагент, поступающий из терморегулирующего вентиля или капиллярной трубки, кипит, а образующийся пар перегревается. По способу движения хладагента испарители со свободным движением воздуха могут быть сухие, затопленные и комбинированные. В сухих испарителях хладагент подается сверху, а отводится снизу, у затопленных - наоборот. Наибольшее распространение получили сухие испарители, что обусловлено лучшим возвратом масла и меньшим количеством хладагента, требуемого для заполнения системы.

По конструкции испарители разделяют на ребристотрубные (ИРТ и ИРСН), листотрубные (ИЛТ) и гладкотрубные (ИГТ), а также аккумуляционные плиты-испарители.

Ребристотрубные испарители состоят из соединенных оребренных труб; листотрубные - из листов с каналами для прохождения хладагента, соединенных сваркой; гладкотрубные - из труб, соединенных в виде змеевиков [9, с.233].

Исходные данные:

Размеры камеры 680х490х588

Объем камеры, м³ 0,195

Температура кипения рабочего тела в аппарате Т0, К 203

Рабочее тело Фреон-23

Температура воздуха внутри камеры:

-начальная Т1, К 298

-конечная Т2 , К 213

Время охлаждения от Т1 до Т2 τохл , мин 20

Скорость воздуха ω, м/с 3

Масса охлаждаемого груза за цикл G, кг 22

6.2.1. Предполагается, что испаритель будет смонтирован из медных труб с насадными пластинчатыми ребрами . Расположение труб в пучке коридорное.

Наружный диаметр трубы dн, м	0,012
Внутренний диаметр трубы dвн, м	0,01
Высота ребер h, м	0,012
Ширина пластины B, м	0,036
Высота пластины H. м	0,036
Шаг ребер u, м	0,009
Толщина ребер δр, м	0,0005
Шаг труб по фронту S1, м	0,036

Степень оребрения

, [10, с.337] (6.5)

где Fр – поверхность ребер

м²/м [10, с.338] (6.6)

Fмр – поверхность межреберных участков

м²/м [10, с.338] (6.7)

Fвн – внутренняя поверхность трубы

м²/м

6.2.2. Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха, отнесенный к по-верхности оребренных труб

, [10, с.338] (6.8)

При скорости воздуха в узком (живом) сечении ω=3 м/с

, [10, с.338] (6.9)

где ν = 10,633·10-6 м²/с – коэффициент кинематической вязкости воздуха при Тв,ср = 240,8 К [11, с.14].

Для коридорного пучка коэффициенты, входящие в уравнение имеют значения: С = 0,116, m = 0,72.

Тогда

Вт/(м·К), [10, с.338] (6.10)

где λв = 2,182·10-2 Вт/(м·К) – коэффициент теплопроводности воздуха при Тв,ср = 240,8 К [11, с.14].

6.2.3. Условный коэффициент теплоотдачи влажного воздуха, учиты-вающий тепломассообмен, термическое сопротивление инея и контакта ребер с трубками.

[10, с.339] (6.11)

Величина δин/λин зависит от допустимого значения толщины слоя инея δ<=b/2 (где b – расстояние между двумя соседними ребрами) и плотности инея ρин , определяющей коэффициент теплопроводности λин.