Аппроксимация зависимости

 

Q₀=f (t₀; t_к) и Ne= f (t₀; t_к)

для агрегата  1 ступень S3-900

                       2 ступень S3-315

Произведем расчет для t_к=20°C

8.2.1 Исходное уравнение для Q₀=f (t₀; t_к)

Q₀/V_h=exp*(A₁+В₁t_к)*( t₀+90)^(a+d1tк)                                            (8.8)

где: V_h=V_hS3-900+V_hS3-315 ;

    V_hS3-900= 792 м³/ч;

V_hS3-315= 317 м³/ч;

V_h=792+317=1109 м³/ч

Для точек:

t₀=-40°С;          Q₀=170,26;

t₀=-55°С;          Q₀=79,477;

Записываем исходное уравнение в виде:

Q₀/V_h=а+( t₀+90)^b                                                   (8.9)

где: а=(A₁+В₁t_к);

    b=(a+d1tк)

логарифмируя обе стороны получаем:

ln(170,26/1109)=ln a+b*ln (-40+90)

ln(79,477/1109)=ln a+b*ln (-55+90)

решаем систему уравнений

ì_-1,873888= l n a+b*3,912023

î -2,635747= ln a+b *3,555349

    0,761859=b*0,356674

откуда b=0,761859/0,356674=2,136;

Подставляем значение в любое уравнение получаем а:

ln a=-10.230005

a=0.000036

При подстановке коэффициентов в уравнение получаем:

Q₀/V_h=3,607*10^-5(t₀+90)^2,136                                   (8.10)

Рассчитываем при t_к=30°С

Для точек:

t₀=-40°С;          Q₀=164,41;

t₀=-55°С;          Q₀=76,266;

Записываем исходное уравнение в виде:

Q₀/V_h=а+( t₀+90)^b                                                       (8.11)

логарифмируя уравнение получаем:

ln (Q₀/V_h)= ln a+b*ln ( t₀+90)

Подставляем значения и вычисляем:

ln(164,41/1109)=ln a+b*ln (-40+90)

ln(76,266/1109)=ln a+b*ln (-55+90)

решаем систему уравнений

ì_-1,908852= ln a+b*3,912023

î -2,676988= ln a+b*3,555349

0,768136=b*0,356674

откуда b=0,768136/0,356674=2,153608;

Подставляем значение в любое уравнение получаем а:

ln a=-10.109749

a=4.068*10^-5

При подстановке получаем исходное уравнение:

Q₀/V_h=4.068*10^-5/( t₀+90)^2,0936;                                                  (8.12)

Аналогично проводим расчет для других температур t_к и получаем значения коэффициентов а и b:

1) t_к=20°С; а=3,607*10^-5; b=2,136;

2) t_к=25°С; а=3,424*10^-5; b=2,144;

3) t_к=30°С; а=3,252*10^-5; b=2,154;

4) t_к=35°С; а=3,092*10^-5; b=2,162;

5) t_к=45°С; а=2,803*10^-5; b=2,179;

Произведем расчет коэффициентов с₁ и d₁  в уравнении:

b=c₁+d₁t_к                                                                 (8.13)

Для значений t_к :

t_к=20°С;           b=2,136;

t_к=25°С;           b=2,144;

подставляем значения в уравнение и вычисляем:

ì_2,136= a+d₁ *20

î 2,179= a+d₁ *45

 25d₁ =0,0427

Откуда d₁=0,0427/25=17,07*10^-4;

Подставляя в первое уравнение значение d₁ получаем с₁:

с₁=2,10184;

Исходное уравнение будет иметь вид:

b=2,1+17,08*10^-4t_к

Произведем расчет коэффициентов А₁ и В₁ в уравнении:

а=exp(A₁+В₁t_к)                                                         (8.14)

Для значений t_к:

 t_к=20°С; а=3,607*10^-5;

 t_к=45°С; а=2,803*10^-5;

Логарифмируя получаем:

ln a= A₁+В₁t_к

Подставляя значения решаем систему уравнений:

ìln 3,706*10^-5 = A₁+В₁ *20

î ln 2,803*10^-5 = A₁+В₁ *45

ì_-10,23005 = A₁+В₁ *20

î -10,482334= A ₁ +В₁ *45

  -0.252329= В₁ *25

Откуда В₁= -0.252329/25= -1,00931*10^-2, подставляя значения В₁ в уравнение получаем:

А₁=-10,028143

Исходное уравнение будет иметь вид:

а=ехр (-10,028-1,00931*10^-2*t_к)

Получаем значения коэффициентов:

А₁=-10, 028143;      с₁=2,102;

В₁=-1,00931*10^-2;             d₁=17,08*10^-4

 

Проверка:

Подставляем в первоначальное уравнение:

Q₀/V_h=exp*(A₁+В₁t_к)*( t₀+90)^(a+d1tк)

значение коэффициентов и значения

t_к=45°С; t₀= - 45°С

получаем:

Q_0р=1109*exp*(10,028-1,00931*10^-2*45)*(-45+90)^{(2,102+17,08*0,0001*45)}=124,36

Значение Q₀=123,93 при t_к=45°С; t₀= - 45°С.

По вычисленным значениям коэффициентов а и b строим график рис. 8.6.

 

8.2.2 Исходное уравнение для Q₀=f (t₀; t_к)

Ne/V_h=(a₂t_к+b₂)*t₀+(c₂t_к+d₂)                                               (8.16)

V_h=1109 м³/ч

Произведем расчет для t_к=20°С;

Для точек:

t₀=-40°С;          Ne =91,646;

t₀=-55°С;          Ne =78,456;

Преобразуем исходное уравнение:

Ne =аt₀+b                                                                    (8.17)

где: а=(A₂t_к+В₂);

    b=(с₂tк +d2)

подставляем значения и вычисляем

ì_91,646= a*-40+b

î 78,456 = a *-55 +b

13,190=а*15

откуда а=0,879333

91,646=0,879333*-40+b

b=126,81933

Подставляем коэффициент в уравнение:

Ne =0,879333t₀+126,81933                                             (8.18)

Аналогично проводим расчет для t_к = (25; 30; 35; 40; 45)°С и получаем значения коэффициентов а и b:

1) t_к=20°С; а=0,879333;   b=126,81933;

2) t_к=25°С; а=0,894333;   b=136,71333;

3) t_к=30°С; а=0,9090666; b=146,5566;

4) t_к=35°С; а=0,9233333; b=156,32333;

5) t_к=40°С; а=0,9373333; b=166,05333;

5) t_к=45°С; а=0,952;         b=175,77;

Произведем расчет коэффициентов А₂ и В₂  в уравнении:

а=(A₂t_к+В₂)                                                                      (8.19)

Для значений t_к :

t_к=20°С;           а=0,879333;

t_к=45°С;           а=0,952;

подставляем значения в уравнение и решаем систему:

ì_ 126,81933= с₂ *20+d₂

î 175,77= c₂ *45+ d₂

48,95067= с₂ *25

Откуда с₂=48,95067/25=1,9580268;

тогда: 126,81933= 1,9580268*20+d₂

d₂=87,6588;

Исходное уравнение будет иметь вид:

b=1,9580268t_к+87,6588                                                    (8.20)

Значения коэффициентов:

А₂=0,0029066;        с₂=1,9580268;

В₂=0,821203;           d₂=87,6588;

Исходное уравнение при подстановке и вычислении:

Ne=(0,0029066t_к +0,821203)t₀+(1,9580268+87,6588)

Ne/V_h=(0,262*10^-5t_к +0,74*10^-3)t₀+(1,765510^-3t_к+0,079)

 

Проверка: при t₀= -50°С; t_к=35°С

Подставляем в первоначальное уравнение:

Ne/V_h=(0,262*10^-5*35+0,74*10^-3)*-50+(1,765510^-3*35+0,079)=110,02 кВт

Ne_р= Ne=110,02 кВт

По полученным результатам строим график рис. 8.7.

 

 

 

 

 

9. Таблица рабочих режимов СХУ

 

Таблица рабочих режимов СХУ

 

Таблица 9.1

 

Параметры		Температура забортной воды tw °C
		10	15	20	30
Трюм	Давление МПа
	- кипения	0,08455	0,04372	-0,01382	-0,00729
	- конденсации	10,5481	10,9461	12,4733	13,5218
	Температура кипения °C	-36,779	-37,643	-38,988	-40,036
	Температура на входе в КМ, °C	-16,852	-17,735	-18,982	-20,033
	Температура нагнетания, °C	82,190	82,988	84,322	85,799
	Температура перед РВ испарительной системы, °C	30	30	30	30
	Температура охл. воздуха, °C	-28	-28	-28	-28
	Сила тока эл. дв.КМ	63,119	64,528	67,733	71,329
	Коэффициент регулирования	0,188	0,207	0,253	0,321
Морозильный агрегат	Давление МПа
	- кипения	-0,4587	-0,4517	-0,4332	-0,4102
	- конденсации	10,5481	10,9461	12,4733	13,5218
	Температура кипения °C	-50,5481	-50,006	-49,508	-48,736
	Температура нагнетания, °C	82,190	82,988	84,322	85,799
	Температура перед РВ испарительной системы, °C	30	30	30	30
	Производительность МК	67,908	65,015	63,141	61,136
	Сила тока эл. дв.КМ	109,314	109,679	110,251	111,0348

 

 

10. Выводы и рекомендации

 

Выводы и рекомендации

 

По данной дипломной работе можно сделать вывод, что вместе с реализацией лучших достижений современной холодильной техники данная СХУ имеет некоторые недостатки, выражающиеся в конструктивных недоработках тех или иных узлов СХУ.

 

10.1 конструкция фреонового насоса CNF 10/165 недоработана в части защиты обмотки ротора приводного электродвигателя от воздействия жидкого фреона, что приводит к понижению сопротивления изоляции и как следствие к замыканию и выходу насоса из строя.

Рекомендации: защитный кожух из металла на ротор злектродвигателя, чтобы обмотка не имена контакта с жидким хладагентом, что практикуется на насосах других марок.

 

10.2 Недоработан узел возврата масла из потока циркуляции маслофреоновой смеси через ЦР. В результате масло застывает в ТВМ (теплообменник возврата масла) и в обратнойм клапане на пути паров хладагента и масла на дозаряд в КМ СНД S3-900, нарушая режим работы СХУ.

Рекомендации: установить РТО (регенеративный теплообменник) по пути паров масла на дозаряд с использованием тепла нагнетательных паров КМ СНД.

 

Данный узел: см. рис 10.1

Рис. 10.1

Данный узел после установки РТО, см. рис. 10.2

Рис. 10.2

 

10.3 Применяемый ОЖФ секционный по принципу «труба в трубе» через 6 – 8 лет после эксплуатации выходит из строя – появляется течь сварных соединений из-за коррозийного износа и значительной температурной разности сред на входе и выходе внутренних труб через выпуклое донышко, что создает трудности в ремонте из-за низкой ремонтопригодности этой части ОЖФ.

Рекомендации: применить кожухотрубный ОЖФ с «сухим» испарением в трубах и циркуляцией переохлажденного хладагента в межтрубном пространстве.

10.4. Как видно из работы данной СХУ все неполадки происходят из-за пониженной температуры t_o и высокой температуры замерзания. Так при t_o = -56°С применяется масло зарубежного производства ХК-57. Shell Clamis C46, Shell S0, Castrol Icemet 299 и т.д. данные масла рекомендуются для применения при t_o до -50°С.

Рекомендации: предлагается обратиться к промышленности и науке для разработки и получения отечественных масел для низкотемпературных СХУ (с температурой застывания масла -65 – 70°С), чтобы не иметь проблем с замерзанием масла в системах.

10.5. Серьезная проблема возникает с техническим состоянием трубок из алюминиевого сплава на подаче фреона в плиты роторного МА FCP 25-3. На стыке различных металлов происходит интенсивное разрушение поверхностного слоя металла алюминиевого сплава, превращение его в быстрооблетающую белую пыльцу. Например, у находящегося на промысле СТМ «Калуга» по этой причине вышел из строя один МА.

Рекомендации: данная проблема решается постоянной (один раз в неделю) очисткой трубок от окислов и покрытие их слоем эпоксидной смолы или другим антикоррозионным покрытием, например типа «Мифотекс» (жидкий металл зарубежного производства).

В целом данная холодильная установка хорошо может эксплуатироваться на данном судне БМРТ типа «Маяковский»

 

 

11. Охрана труда.

 

Охрана труда.

 

Охрана труда – это система законодательных социально-экономических, технических. Санитарно - гигиенических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Охрана труда имеет непосредственную связь с рядом общеобразовательных и специальных дисциплин, она базируется на знаниях экономики, организации производства, психологии, физиологии труда, технической эстетики.

 

Рассматриваемые вопросы:

11.1 Опасные и вредные факторы при эксплуатации судовых холодильных установок (СХУ)

- вредные вещества в воздухе

- шумовые факторы

- вибрация

- электробезопасность

11.2 Техника безопасности при ремонте оборудования СХУ

11.3 Пожарная безопасность

 

11.1. В данной дипломной работе была рассмотрена холодильная установка, работающая на фреоне 22. Этот холодильный агент обладает высокой текучестью и проходит даже через мелкие поры металла в таких местах, где менее текучие газы (аммиак или азот) при равных условиях пройти не могут. Все хладоны без атомов водорода, негорючие, а содержащие их – легко воспламеняются. Хладон растворяется в масле, при этом вязкость масла понижается.

Это бесцветный тяжелый газ, плотность его в 4,3 раза превышает плотность воздуха. При малых концентрациях его запах не чувствуется.

Хладон считается неядовитым газом, но при содержании его в воздухе свыше 30% по объему появляются признаки отравления организма вследствие недостатка кислорода.

Вредное воздействие хладонов на человеческий организм увеличивается с возрастанием в их молекуле числа атомов фтора.

При эксплуатации СХУ и холодильного оборудования и в ряде технологических процессов происходит выделение различных вредных веществ.

Все вредные вещества разделяют на химические вещества и производственную пыль. Согласно ГОСТ 12.0.003-74 химические вещества по характеру воздействия на организм делятся на следующие группы:

- общетоксичные

- раздражающие

- мутагенные

- канцерогенные

- влияющие на репродуктивную функцию

К числу общетоксичных веществ относятся ароматические углеводороды и их амино и нитропроизводные (бензол, тоулол и др.), а также ртуть, органические соединения хлорированные углеводороды.

Раздражающим действием обладают кислоты, щелочи, фосген, аммиак, оксиды серы и азота, сероводород, автор данного диплома и другие. Эти вещества при контакте с открытыми частями тела человека вызывают воспалительную реакцию кожи, слизистой оболочки глаз и органов дыхания.

К мутагенным веществам относят различные яды, которые влияют на гентический аппарат зародышевых и соматических клеток организма.

Канцерогенные вещества вызывают развитие злокачественных опухолей. К их числу относят полициклические ароматические углеводороды, которые могут входить в состав сырой нефти, мазута, смазочных масел, сажи и др.

К веществам, влияющим на репродуктивную функцию относят бензол и его производные, сероуглерод, свинец, никотин, ртуть.

По степени опасности на организм человека все вредные вещества делятся на 4 класса:

1 – чрезвычайно опасные (ртуть, свинец, азот и др.)

2 - высоко опасные (оксид азота, бензол, йод, медь, марганец и др.)

3 – умеренно опасные (ацетон, ксилол, метиловый спирт и др.)

4 – малоопасные (аммиак, бензин, скипидар, этиловый спирт, оксид углерода и др.)

В табл. 11.1 приведены нормы предельно допустимых концентрации (ПДК) основных вредный веществ.

Таблица вредных веществ.

Таблица 11.1

№ п/п	Вредные вещества	ПДК м2/м3	Класс опасности
1	Аммиак	20	4
2	Ацетон	10	4
3	Бензин топливный	100	4
4	Бензол	5	2
5	Диоксид углерода	20	4
6	Ксилол	50	3
7	Метиловый спирт	5	3
8	Ртуть	0,01	1
9	Серная кислота	1	3
10	Тетраэтил свинца	0,005	1
11	Пыль черной сажи	4	4

 

Шум относится к общебиологическим раздражителям, так как он в определенных условиях может влиять на все органы и системы организма человека. Длительное воздействие интенсивного шума приводит к профессиональному заболеванию тугоухости. При очень большом звуковом давлении может произойти разрыв барабанной перепонки. Высокочастотный шум (1000 … 8000) Гц вызывает яв ление, неблагоприятное для слуха, а также влияет на различные отделы головного мозга, вызывая головную боль, плохой сон, раздражительность, утомляемость, ослабление памяти и др.

Для защиты от шума одним из наиболее эффективных средств является звукоизоляция. С помощью звукоизолирующих конструкций можно снизить уровень шума на 30 … 40 Дб. Снижение уровня шума методом звукопоглощения основан на переходе энергии звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Поэтому звукопоглощающие материалы (пористые, пористоволокнистые) наносятся на внутренние поверхности а также располагаются на штучных звукопоглотителях.

Максимальное снижение шума в отраженном поле с помощью акустической обработки внутренних поверхностей помещения не превышает 6 …8 Дб.

Вибрация – это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела по сравнению с той, которое оно имело их в статическом состоянии.

В зависимости от воздействия на человека вибрация делится на общую и местную. Общая вибрация воспринимается всем телом и в первую очередь его нервной системой и костной тканью.

Местная вибрация передается от соприкосновения отдельных частей тела человека с вибрирующим инструментом или оборудованием.

Основным защитным мероприятием от вибрации на судах являются: использование вибробезопасных машин и механизмов, применение средств виброзащиты, снижающих вибрацию на путях ее распространения, проектирование технологических процессов, производственных, бытовых и жилых помещений, обеспечивающих отсутствие вибрации, разработка рациональных режимов труда и отдыха.

В соответствии с ГОСТ 12.1.009-76 электрозащитными средствами называют переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей от поражения электрическим током, во здействия электрической дуги и электромагнитного поля.

По назначению средства защиты условно разделяют на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие средства защиты предназначаются для изоляции человека от токоведущих частей электроустановки, находящейся под напряжением, а также от корпуса судна, если человек одновременно касается токоведущих и заземленных частей электроустановки.

Ограждающие средства защиты предназначены для временного ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением. К ним относят щиты, барьеры, ограждения - клетки, а также временные переносные заземления.

Вспомогательные средства защиты предназначены для защиты персонала от случайного падения с высоты (предохранительные пояса), световых, тепловых механических и химических воздействий электрического тока.

Все защитные средства при приемке в эксплуатацию должны быть испытаны независимо от заводского испытания, а также подвергнуты контрольным осмотрам в сроки по нормам согласно табл. 11.2