Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения icon

Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения


Скачать 34.24 Kb.
НазваниеМетодические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения
Размер34.24 Kb.
ТипМетодические указания

МИНИСТЕРСВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СОЛОВЬЕВ А.А.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ



к контрольной работе по курсу

«Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий»

для студентов заочной формы обучения

специальности 7.090510 - Теплоэнергетика

Раздел «Холодоснабжение промышленных предприятий»






^ МАРИУПОЛЬ ПГТУ 2004


УДК 621.51 (077)


Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения специальности 7.090510 – Теплоэнергетика. Раздел «Холодоснабжение промышленных предприятий» /Сост.: Соловьев А.А. – Мариуполь: ПГТУ, 2004. –10 с


Изложены краткие теоретические сведения о циклах холодильных машин. Рассмотрены схема и рабочий процесс холодильной компрессионной установки. Даны методика и рекомендации по расчету основных температур рабочего режима и параметров хладагента холодильной машины с одноступенчатым компрессором. Приведены таблица параметров насыщения для аммиака. Рекомендованы данные, необходимые для оформления отчета по контрольной работе для студентов заочной формы обучения. Представлен список необходимой литературы.


Составитель: А.А. Соловьев, доц.


Рецензент В.М.Житаренко, ст. преп.


Отв. за выпуск: В.Н.Евченко, доц.


ВВЕДЕНИЕ



Одним из основных разделов курса «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» является холодоснабжение промышленных объектов, включая холодильные компрессионные станции для хранения пищевых продуктов и холодильники для технологических целей. После изучения теоретической части раздела студенты должны самостоятельно выполнить контрольную работу, связанных с определением основных параметров технологической схемы холодильной установки. С целью экономии затрат времени данная контрольная работа является частью последующего курсового проекта, поэтому исходные данные по ней одновременно служат заданием для курсовой работы. В процессе выполнения контрольной работы необходимо выбрать рабочий режим и построить термодинамический холодильный цикл в TS- и lgPI- диаграммах. Режимные параметры холодильного цикла заносятся в таблицу.

^

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ



Искусственный холод применяется во многих отраслях промышленности. Наиболее широко используются поршневые компрессионные холодильные установки.

Современные холодильные машины работают с отклонениями от идеального обратного цикла Карно. На рисунке 1.1 представлен действительный цикл паровой компрессионной холодильной машины в диаграмме T–S.

Первое отклонение обусловлено заменой детандера регулирующим дроссельным вентилем, что удешевляет и упрощает установку. Вследствие этого процесс проходит не по адиабате, а по линии i = const. При этом уменьшается холодопроизводительность, и увеличиваются потери энергии.

Для компенсации уменьшения холдопроизводительности при дросселировании можно использовать переохлаждение хладагента перед регулирующим вентилем (линия 3 - 3). Это является вторым отклонением от цикла Карно. Такое изменение в цикле увеличивает удельную холодопроизводительность на величину площадки d-4-4-c-d. Переохлаждение можно осуществить водой в специальных переохладителях.

Процесс сжатия, в отличие от идеального цикла Карно, проходит в области перегретого пара с предварительным перегревом паров по линии 1-1, что является третьим отклонением. Расход энергии на сжатие при этом увеличивается, однако исключается возможность гидравлических ударов и повышается надежность работы машины (сухой ход), увеличивается объемный коэффициент  и повышается внутренний КПД oi компрессора.

Тепловой баланс холодильной компрессионной установки:

q0 + L = qк + qпо,

где q0 – тепло, подведенное в испарителе, кДж/кг;

qк – тепло, подведенное в конденсаторе, кДж/кг;

L – работа сжатия паров хладагента в компрессоре. кДж/кг;

qпо – тепло, отведенное в переохладителе, кДж/кг.

Основным показателем энергетической эффективности является холодильный коэффициент

E = q0/L.


Основные уравнения для одноступенчатой компрессионной холодильной установки.

Работа сжатия. Процесс сжатия представлен на Т-S – диаграмме линией 1-2, а работа сжатия соответствует площади (а-2-2-3-3-5-1-b-a) = (2-2-3-3-f-d-4-1-b-a)

L = i1 – i2, кДж/кг.


2 Тн

T





3 Tк, pк 2




Тпо 3




1 ТВС



5 Т0, р0

6 4 4 1





f d c b a S


Рисунок 1.1 – Цикл холодильной машины с одноступенчатым сжатием

в Т-S диаграмме

Подвод тепла в испарителе по линии 4-1, что соответствует площади (b-1-4-d-b)

q0 = i1 - i4, кДж/кг.

Дросселирование по линии 3-4, что соответствует площади (3-5-6-3) =

(f-6-4-d-f)

i3 = i4, кДж/кг.

Суммарный подвод тепла в компрессоре и испарителе, площадь (f-2-2-3-3-а-f)

q0 = L = i2 – i4, кДж/кг.

Суммарный отвод тепла в конденсаторе и переохладителе, площадь (a-2-2-3-3-f-a)

qк + qпо = i2 – i3, кДж/кг.


^ 2 ВЫБОР РАСЧЕТНОГО РАБОЧЕГО РЕЖИМА


Рабочий режим холодильной установки характеризуется следующими температурами:

t0 - температура кипения жидкого хладагента в испарителе;

tк - температура конденсации хладагента в конденсаторе;

tпо - температура переохлаждения жидкого хладагента перед регулирующим вентилем;

tпе - температура перегретого пара на входе в компрессор (температура всасывания).

Температуру кипения хладагента принимают в зависимости от температуры воздуха в охлаждаемом помещении. При непосредственном охлаждении температура кипения обычно на 7  10 С ниже температуры воздуха в камере

t0 = tв – (7  10) С. (2.1)


В рассольных схемах температуру кипения хладагента принимают на 5  6 С ниже температуры рассола, которую, в свою очередь, принимают на 8  10 С ниже температуры воздуха в камере

t0 = tв – (13  16) С. (2.2)

Температура конденсации в конденсаторах, охлаждаемых водой, зависит от температуры и количества подаваемой воды. Оптимальной считают температуру конденсации, которая на 35 С выше температуры воды tвд 2, отходящей из конденсатора


tк = tвд 2 + (3  5) С. (2.3)


^

Нагрев воды в конденсаторах холодильных установок можно принять 26 С


tвд 2 = tвд 1 + (2  6) С. (2.4)


Температуру переохлаждения хладагента перед регулирующим вентилем принимают выше температуры подаваемой в переохладитель воды на 35С:

tпо = tвд + (3  5) С. (2.5)

Свежая вода с температурой tвд подается на переохладитель, а затем добавляется к оборотной воде, поступающей в конденсатор

Для исключения влажного хода компрессора пар перед компрессором перегревается. В машинах, работающих на аммиаке, перегрев может быть получен либо непосредственно в испарителе, если его заполнение регулируется по перегреву пара, либо в трубопроводе на пути к компрессору в результате притока тепла от внешней среды. Для машин, работающих на аммиаке, безопасность работы обеспечивается при перегреве пара на 515С

tвс = t0 + (5  15) С. (2.6)

Для фреонов (хладонов)

tвс = t0 + (5  15) С. (2.7)


^ 3 ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХЛАДАГЕНТА


Цикл паровой холодильной установки удобнее для расчета изображать в i-lg p – диаграмме (рис. 3.1).

На диаграмме i-lg p изображены следующие процессы:

4-1 - кипение хладагента в испарителе при t0, p0 (принято, что из испарителя выходит сухой пар - насыщенный);

1-1 – перегрев паров хладагента перед компрессоров от t0 до tвс при p0 = const;

1-2 – адиабатное сжатие в компрессоре;

2-2-3 - процесс отвода тепла в конденсаторе при p0 = const, который можно разделить на два процесса: 2-2 - охлаждение пара до состояния насыщения и 2-3 - конденсация хладагента при tк = const;

3-3 – переохлаждение жидкого хладагента в переохладителе от tк до tпо при давлении pк;

3-4 – дросселирование хладагента в регулирующем вентиле от pк до p0 по линии постоянной энтальпии.

Рассмотрим процесс построения цикла холодильной установки на примере. В качестве хладагента выберем хладон Ф-12 со следующими параметрами рабочего режима: t0 = - 20С; tк = 35С; tпо = 30С; tвс =5С.

Вписывание цикла в диаграмму удобно начать с нанесения линии t0 = - 20 С, которая в области влажного пара совпадает с линией давления p0 =0,15 МПа = 1,54 кгс/см2. На пересечении этой линии с правой пограничной кривой лежит точка 1, характеризующая состояние сухого насыщенного пара (конец процесса кипения). Затем этот пар перегревается в испарителе или трубопроводе на пути из испарителя в компрессор. Перегрев протекает по изобаре р0, которая в области перегретого пара изображается в i-lg p – диаграмме горизонтальной прямой линией, в T-S–диаграмме – восходящей кривой, на конце которой дано значение абсолютного давления. Давление р0, проще и точнее можно определить по таблице насыщенных паров.


Lg p,

МПа 3 3 tк, рк 2 2




tпо




tвс




t0, р0

4 1 1







i, кДж/кг


Рисунок 3.1 - Цикл холодильной машины с одноступенчатым сжатием в

i-lg p – диаграмме


Состояние пара, поступающего в компрессор, характеризуется точкой 1, лежащей в области перегретого пара на пересечении изобары p0 = 0,15 МПа= 1,54 кгс/см2 с изотермой, соответствующей температуре пара, всасываемого компрессором, tвс = -5С. Изотермы в области перегретого пара изображаются в i-lgp–диаграмме штрихпунктирными спадающими кривыми, в T-S – диаграмме – горизонтальными прямыми.

Состояние пара в конце сжатия характеризуется точкой 2, которая находится на пересечении адиабаты S = 4,60 кДж/(кгК), проходящей через точку 1, с изобарой рк (соответствующей температуре конденсации t к = 35 С). В области влажного пара изобара pк = 0,846 МПа = 8,62 кгс/см2 совпадает с изотермой tк = 35 С, а в области перегретого пара изображается аналогично p0 горизонтальной линией в i-lg p – диаграмме и восходящей кривой в T-S – диаграмме.

Точка 2 лежит на правой пограничной кривой и характеризует состояние насыщенного пара (начало конденсации), а точка 3 - на левой пограничной кривой и характеризует состояние насыщенной жидкости (окончание конденсации).

Состояние переохлажденной жидкости в диаграммах характеризуется точкой 3, лежащей в области жидкости на пересечении изобары pк с изотермой, соответствующей температуре переохлаждения tпо = 30С. В T-S – диаграмме изобары в области жидкости сливаются с левой пограничной кривой, поэтому практически состояние переохлажденной жидкости (точка 3) находится на пересечении изотермы tпо = 30С с левой пограничной кривой.

Состояние хладагента после дросселирования (точка 4) находится на пересечении изоэнтальпы i3 = 429 кДж/кг, проходящей через точку 3, с изобарой p0 = 0,15 МПа = 1,54 кгс/см2 (или с изотермой t0 = - 20 С).

По диаграмме можно определить пять параметров в любой точке цикла, кроме удельного объема жидкости в точках 3 и 3. Удельный объем насыщенной и переохлажденной жидкости определяют только по таблицам насыщенных паров.

Термодинамические диаграммы не единственный источник для определения параметров хладагента. Проще и точнее можно определить параметры по таблицам насыщенных и перегретых паров соответствующих хладагентов.

По таблицам насыщенных паров определяют давления p0 и pк , а также все другие параметры точек, расположенных на пограничных кривых (1, 2, 3), т.е. параметры сухого насыщенного пара и насыщенной жидкости, по температурам t0 = - 20 С и t к = 35 С .

По таблице перегретых паров находят параметры точек 1 и 2, находящихся в области перегретого пара. Точки в области перегретого пара определяются двумя любыми параметрами. Так, по давлению p0 = 0,15 МПа и температуре t вс = - 5 С находят другие три параметра v, i, s точки 1.

Параметры точки 2 находят по давлению pк = 0,846 МПа и энтропии S = 4,60 кДж/(кгК) .

Параметры точки 4 по таблицам не определяют. Однако в процессе 3-4 энтальпия постоянна, т.е. i4 = i3, а i3 берется из таблиц насыщенных паров.

Полученные данные заносятся в таблицу 3.1.


Таблица 3.1 - Значения основных параметров хладагента


Точки

цикла

ПАРАМЕТРЫ

Состояние

р,
Мпа

t,

С

V,

м3/кг

i,

кДж кг

S,

кДж

кг

1

2

3

4

5

6

7

1

0,151

-20

0,109

542,96

4,57

Сухой насыщ. пар

1

0,151

- 5

0,117

551,96

4,60

Перегретый пар

2

0,846

60

0,024

584,87

4,60

Перегретый пар



^

Продолжение таблицы 3.1


1

2

3

4

5

6

7

2

0,846

35

0,021

556,64

4,55

Сухой насыщ. пар

3

0,846

35

0,00079

434,09

4,12

Насыщ. жидкость

3

0,846

30

0,00077

429,08

4,09

Переохл. жидкость

4

0,151

-20

0,03000

429,08

4,10
^

Влажный насыщ. пар




Полученные данные позволяют сделать расчеты характеристик и выбор основного и вспомогательного оборудования холодильной станции.


^ 4 ОБЪЕМ ЗАДАНИЯ И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ


В задании на проведение работы указываются:

  1. типовая схема холодильной установки;

  2. мощность холодильника Q0;

  3. вид хладагента – аммиак, фреон;

  4. температура воздуха в охлаждаемом помещении tв, 0С;

  5. температура воды, поступающей в конденсатор tвд 1,0С;

По исходным данным определяются основные рабочие параметры холодильного цикла, к которым относятся температуры кипения t0, конденсации tк, переохлаждения tп и всасывания в компрессор tвс.

Полученные значения температур используются для построения рабочего цикла в диаграмме lgР-і и определения параметров холодильного процесса установки. Эти данные характеризуют базовый режим холодильной установки и являются исходными для проведения необходимых расчетов по курсовому проекту.

Отчет по контрольной работе должен включать:

  • цель, назначение и схему холодильной установки;

  • диаграммы TS- и lgP-і и необходимые расчеты параметров цикла

установки;

  • таблицу расчетных параметров;

  • список использованной литературы.



^ ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ


  1. Мальгина Е.В., Мальгин Ю.В. Холодильные машины и установки – М.: Пищ. промышленность, 1973. – 608 с.

  2. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. – М.: Пищ. промышленность, 1978. – 264 с.

  3. Холодильные машины: Справочник. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 223 с.

  4. Чумак И.Г., Никульшина Д.Г. Холодильные установки. Проектирование: Учебное пособие для вузов. – К.: Вища школа. Головное издательство, 1988. – 280 с.

  5. Методические указания к выполнению курсового проекта «Расчет технологической схемы компрессионной холодильной станции» (для студентов специальности 10.07)/Сост. А.А. Соловьев. – Мариуполь: ПГТУ, 2003.







Похожие:

Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения
«Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения специальности...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к контрольной работе для студентов заочной формы обучения по специальности
...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания для выполнения контрольной работы по дисциплине «Экономическое моделирование» для студентов заочной формы обучения
Методические рекомендации предназначены для студентов заочной формы обучения направления 080100. 62 «Экономика»
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к лабораторным работам по курсу "Электроснабжение промышленных предприятий" для студентов дневной и заочной форм обучения по специальности 090510 промышленная теплоэнергетика
Методические указания к лабораторным работам по курсу "Электроснабжение промышленных предприятий" для студентов специальности 090510...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения направлений
Алгебра и геометрия [Текст]+[Электронный ресурс]: методические указания к изучению дисциплины для студентов заочной формы обучения...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения и миппс технических направлений бакалавриата
Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения и миппс технических направлений бакалавриата...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания к лабораторной работе №4 тмо исследование нагрева образца при постоянной температуре в печи (для студентов специальности 05060101-Теплоэнергетика дневной и заочной форм обучения)
Методические указания к лабораторной работе «Исследование нагрева образца при постоянной температуре в печи» по курсу «Тепломассообмен»...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения
Методические указания составлены в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconПрограмма и методические указания к изучению раздела курса для студентов заочной формы обучения специальности 190601-«Автомобили и автомобильное хозяйство»
Лей: Программа и методические указания к изучению раздела курса для студентов специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconБрянский государственный технический университет
Экономика, организация производства, управление. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов очной формы обучения...
Методические указания к контрольной работе по курсу «Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий» для студентов заочной формы обучения iconМетодические рекомендации к контрольной работе по дисциплине «Римское право»
В соответствии с учебным планом института управления,бизнеса и права студенты заочной формы обучения должны выполнить контрольную...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы