Расчет характеристик воздухоохладителя.

 

Путем обобщения характеристик воздухоохладителя, рассчитанных методом математического анализа, при толщине слоя инея 3 мм., получено обобщенное уравнение поля характеристик, связывающее температуру кипения t_o(°C) и температуру охлаждающего воздуха t_в(°C) и тепловой нагрузкой на воздухоохладитель с конструктивными параметрами:

     

где:

  - L – длина воздухоохладителя по ходу движения воздуха, м.

 - W_в – скорость движения воздуха в живом сечении воздухоохладителя, м/с

 - n – число сечений воздухоохладителя с учетом слоя инея

- Q_n – тепловая нагрузка на воздухоохладитель, Вт

- F_n – площадь наружной поверхности воздухоохладителя без учета слоя инея

Исходные данные:

Q_n = 15000 Вт; 20000 Вт; 25000 Вт; 30000 Вт;

t_в = -28°C; -25°C; -20°C; -15°C;

L = 1,85 м;

W_в = 1,5 м/с

F_м = 324 м²

 

Степень оребрения с учетом слоя инея β” = β` * β_ин

β` - геометрическая степень оребрения с учетом слоя инея

β_ин – дополнительная степень оребрения инеем

β =

где: S₁ = 0,05 – шаг труб поперек движения воздуха;

S₂ = 0,055 – шаг труб вдоль движения воздуха;

S_р = 0,01 – шаг ребер;

d_n = 0,016 – наружный диаметр труб;

β` = β / 1.3 = 8.6

где: плотность инея ρ=6,95 (0,495 – 0,86)^-3,6873 = 6,95(0,495-0,86*0,1103)^-3,6873 = =1009,8 кг/м³

таким образом = β” = β * β_ин = 8,6*0,89 = 7,7

Рассмотрим пример расчета при t_в = -28°C, Q = 15000 Вт

 

 

Аналогично ведем расчет при t_o = (-25, -20б -15) °C и при Q = (20000, 25000, 30000) Вт и заносим результаты в таблицу 7.1

Таблица 7.1.

Q, Вт tв(°C)	15000	20000	25000	30000
- 28	- 33,7	- 35,0	- 36,2	- 37,5
- 25	- 30,7	- 32,0	- 33,2	- 34,5
- 20	- 25,7	- 27,0	- 28,2	- 29,5
- 15	- 20,7	- 22,0	- 23,2	- 24,5

 

По результатам расчета в табл. 7.1 строим графики рис. 7.1 и 7.2

 

 

 

8. Получение математической модели
агрегата и его характеристик,
состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

8. Получение математической модели агрегата и его
 характеристик, состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315

 

Задаемся температурой конденсации исходя из пределов работы ступеней t_к=(20; 25; 30; 35; 40; 45) °C;

Задаемся температурой кипения исходя из пределов работы ступеней

t₀=(-55; -50; -45; -40) °C;

8.1. Исходные данные:

 

V_h – S3 – 900=792 м³/ч

V_h – S3 – 315=792 м³/ч

Пределы работы ступеней

S3 – 900: t₀= -50 ¸ -40 °C

              t_к= -20 ¸ -10 °C

S3 – 315: t₀= -20 ¸ -10 °C

              t_к= 10 ¸ 40 °C

t₀= -45 ¸ -30 °C; t_к= -20 ¸ -10 °C

Коэффициенты для расчета

а₁= -11,241;             а₂= b₂=0;

b₁= -3.533*10^-2; c₂= 1.515*10^-3;

c₁= 2.478;       d₂=7.327*10^-2;

d₁=0.689*10^-2;

Пример расчета:

t_к=20°C; t=55°C;

Производим расчет давления кипения Р₀:

Р₀=0,541*10^-10*( t₀+140)^4,6446=0,541*10^-10*( -55+140)^4,6446=0,10529 МПа  (8.1)

Рассчитываем давление конденсации Р_к:

Р_к=0,3797*10^-8*( t_к+120)^3,9054=0,3797*10^-8*(20+120)^3,9054= 0,909797 МПа (8.2)

Производим расчет промежуточного давления и температуры Р_m; t_m

P_m= 0.479278 Мпа; (8.3)

T_m=148,4223* P_m^0,2463-125°С=148,4223*0,479278^0,2463-125= -1,17 °С (8.4)

Расчет хладопроизводительности Q₀ для КМ S3-900

Q₀=V_h*exp(a₁+b₁t_к)*(t₀+90)=792*exp(-11.241-3.533*10^-2)*(55+90)=170.263Вт (8.5)

Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-900

Ne=V_h*(a₂t_к+b₂)*t₀+(c₂t_к+d₂)=792*(0+20+0)*-55+(1.515*10^-3*20+7.327*10^-2)=

=56.63 Вт                                                                                      (8.6)

Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-315

Ne=V_h*(a₂t_к+b₂)*t₀+(c₂t_к+d₂)=317*(0+20+0)*-1,17+(1.515*10^-3+7.327*10^-2)=

=35.019 Вт

Расчет эффективной мощности Nе_å для тандемного агрегата состоящего из компрессоров S3-900 / S3-315

Nе_å = Nе_снд+ Nе_свд=56,63+35,019=91,65 Вт                                      (8.7)

Аналогично ведем расчет для остальных температур. Результаты расчетов заносим в таблицу 8.1.

Расчет хладопроизводительности и эффективной мощности агрегата

Таблица 8.1

tк, °С	20				25				30
t0  Опред. величина	-55	-50	-45	-40	-55	-50	-45	-40	-55	-50	-45	-40
Q0, Вт	79,5	105,4	135,6	170,3	77,8	103,4	133,1	167,3	76,3	101,4	130,7	164,4
Ne, Вт	78,5	82,96	87,3	91,6	87,5	92,1	96,6	100,9	96,6	101,2	105,8	110,1

Продолжение таблицы 8.1.

tк, °С	35				40				45
t0  Опред. величина	-55	-50	-45	-40	-55	-50	-45	-40	-55	-50	-45	-40
Q0, Вт	74,8	99,5	128,4	161,6	73,3	97,6	126,1	158,9	71,9	95,9	123,9	156,3
Ne, Вт	105,5	110,3	114,9	119,4	114,5	119,3	123,9	128,6	123,4	128,3	133,0	137,7

 

По результатам таблицы 8.1 строим графики рис. 8.1 – рис. 8.5.