Поршневой холодильный компрессор АУ-200

Параметры узловых точек для расчетного режима и для других температур кипения при постоянной температуре конденсации занесены в таблицу 1:

Таблица №1

 

2. Определение холодопроизводительности компрессора в  стандартном и  расчетном режимах

Стандартные условия:

t₀ = -15 ^оС – температура кипения

t_k = +30 ^оС – температура конденсации

 Стандартная холодопроизводительность, кВт:

                   Q_{o ст} =l _ст q_{v ст} V_h                                                                                              (1)

    Q_{o ст} =0,73*2144*0,147=230 кВт    

    где l _ст  =0.73– коэффициент подачи компрессора для стандартного режима(t_о =-15 ^оС и t_к =+30 ^оС) [1. стр.57]

    l-коэффициент подачи находится по графику в зависимости от степени повышения давления. 

    

Рис.2 График для определения  коэффициента подачи.

    Степень повышения давления:

    p = P_k / P_o                                                  (2)             

     p = 1,25 / 0,24= 5,2

Удельная  массовая холодопроизводительность, кДж/кг

          q₀=i₁-i₆   (3)                                                          

          q₀=1445-330=1115 кДж/кг.

    Удельная  объемная холодопроизводительность, кДж/м³ [5. стр. 9]

    q_v= q_o / v₁                                                   (4)                                                          

    q_v = 1115/ 0,52 = 2144кДж/м³.

    Объем, описываемый поршнями, м³/с. [5. стр.105]

          V_h = p*Dп ²Sпzn/4 (5)                                                          

    V_h = 3,14*0,15²*0,13*4*16/4 = 0,147м³/с

Расчетные условия:

t₀ = -5 ^оС – температура кипения

t_k = +39 ^оС – температура конденсации

Расчетная холодопроизводительность, кВт:

1. Q_{o раб} = (Q_{o ст} l _раб q_{v раб})/( l _ст q_{v ст})                                                              (6)             

Q_{o раб} =(230*0,82*2972)/(0,73*2144)=358,1кВт

l _раб  =0.82 при p = 1,875 / 0,36= 5,2

q_{0 раб} =1470-400=1070 кДж/кг

     q_{v раб} = 1070/ 0,36= 2972кДж/м³.

2. Q_{o раб}= l _раб q_{v раб} V_h                                                                                    (7)  

Q_{o раб} =0,82*2972*0,147=358,2 кВт       

3. Определение основных параметров ХМ при различных температурах кипения

 

    Массовый  расход рабочего вещества, кг/с [4. стр. 113]

    G_ха = Q_o / q_o                                              (8)         

    Адиабатная  работа, кДж/кг [5. стр. 9] ^оС

                                             l_ад= i₂ – i_1`                                                             (9)                          

    Адиабатная  мощность   компрессора, кВт:

    N_ад = G_ха × l_ад                                                         (10)

    Индикаторная  мощность в рабочем режиме, кВт:

    N_i = N_ад / h_i,                                                   (11)                                  

      где h_i = 0,85 — индикаторный КПД   [5. стр 106. рис.2.3.]

    Эффективная мощность, кВт [2. стр114]

    N_е = N_i /h_мех                                                (12)

    Электрическая мощность, кВт [4. стр 115]

N_эл= N_e/h_эд                                                     (13)             

    где h_эд=0,9 – КПД электродвигателя; 

    Эффективный холодильный коэффициент [4. стр133]

    e_е = Q_o / N_e                                                          (14) 

    по  расчетным формулам были получены значения параметров для разных температур кипения  и сведены в таблицу 2        

                                                                                                            Таблица №2

 

4. Определение зависимостей холодопроизводительности, мощности и холодильного коэффициента от температуры кипения

    Зависимость холодопроизводительности от t0:

               

    Зависимость эффективной мощности от t0:

               

    Зависимость холодильного коэффициента от t0:

                 

Глава 3. Оценка эффективности работы компрессора

1. Определение эксергетического К.П.Д в расчетном режиме

Строим цикл ХМ в диаграмме e-I в соответствии с заданным расчетным режимом;

Рис.3 Цикл ХМ в диаграмме e-I. 

Определяем эксергетические  потери реального процесса сжатии, используя формулу:

    Dк= G_ха× l_ад/(h_ih_эдh_мех)-ôe2-1                                                  (15)

так как процесс  сжатия адиабатный,тогда ôe2-1  =ôi2-1,тогда формулу можно упростить:                            Dк= G_ха× l_ад(1/(h_ih_эдh_мех)-1)                                        (16)

Определяем эксергетический  К.П.Д. реального процесса  по формуле:

                                                h_e=(1- Dк/ N_эл)100%                                           (17)