Методичні вказівки icon

Методичні вказівки




Скачати 135.52 Kb.
НазваМетодичні вказівки
Дата04.07.2012
Розмір135.52 Kb.
ТипДиплом

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з курсового і дипломного проектування

Пластинчасто-ребристий конденсатор з повітряним охолодженням парокомпресійної холодильної машини”

з курсу “Холодильні установки”

зі спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”

для студентів денної форми навчання


Суми

Вид-во СумДУ

2008

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


До друку та в світ

дозволяю на підставі

"Єдиних правил", п. 2.6.14


Заступник першого проректора -

начальник організаційно -

методичного управління В.Б. Юскаєв


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з курсового і дипломного проектування

Пластинчасто-ребристий конденсатор з повітряним охолодженням парокомпресійної холодильної машини”

з курсу “Холодильні установки”

зі спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”

для студентів денної форми навчання


Усі цитати, цифровий,

фактичний матеріал

і бібліографічні

відомості перевірені,

написання одиниць

відповідає стандартам


Укладачі: Ю.М. Вертепов,

С.С. Мелейчук

Відповідальний за випуск С.М. Ванєєв

В.о. декана інженерного факультету О.Г. Гусак


Суми

Вид-во СумДУ

2008


Навчальне видання


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з курсового і дипломного проектування

Пластинчасто-ребристий конденсатор з повітряним охолодженням парокомпресійної холодильної машини ”

з курсу “Холодильні установки”

зі спеціальності 090520 “Холодильні машини і установки”

для студентів денної форми навчання


Відповідальний за випуск С.М. Ванєєв

Редактор П.М. Єфіменко

Комп’ютерне верстання О.В. Казбан


Підп. до друку 2007, поз.

Формат 6084/16. Папір офс. Гарнітура Times New Roman Cyr.Друк офс.

Ум. друк. арк. 1,16 Обл.-вид.арк. 1,15

Тираж 40 прим. Собівартість вид. 1 грн. 58 к.

Зам. №


Видавництво СумДУ при Сумському державному університеті

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру

ДК № 2365 від 08.12.2005.

Надруковано у друкарні СумДУ

40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2.

Методичні вказівки з курсового і дипломного проектування “Пластинчасто-ребристий конденсатор з повітряним охолодженням парокомпресійної холодильної машини” з курсу “Холодильні установки”/ Укладачі: Ю.М Вертепов і С.С. Мелейчук - Суми: Вид-во СумДУ, 2008.- 18с.


^ КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ


ЗМІСТ

С.

Вступ………………………………………………………………….4

1 Вихідні дані…………………………………………………………4

2 Тепловий розрахунок……………………………………………....6

2.1 Зона охолодження пари………………………………………..6

2.2 Зона конденсації………………………………………………10

3 Гідравлічний розрахунок конденсатора…………………………13

4 Міцнісні розрахунки конденсатора..…………………………….13

4.1 Міцнісний розрахунок проставкової пластини……………..13

4.2 Міцнісний розрахунок насадки…………….………………..15

Список рекомендованої літератури………………………………..17


3

ВСТУП

Пластинчасто-ребристі теплообмінники можна використовувати як конденсатори і випарники парокомпресійних холодильних машин, а також в газо-повітряних, газоводяних і мастильних теплообмінниках. В них теплообмінна поверхня формується проставковими пластинами, гофрованими насадками і обмежувальними елементами, що об’єднується в один шаруватий пластинчасто-ребристий елемент методом вакуумного паяння. Теплоносії з колекторів надходять в канали, що утворюються гофрованими насадками і проставковими пластинами. З одного чи кількох пластинчасто-ребристих елементів складається модуль, через який при повітряному охолодженні продувається повітря за допомогою осьового вентилятора, що забезпечує примусову циркуляцію, чим підвищує інтенсивність теплообміну.

У пластинчасто-ребристих теплоообмінниках в основному застосовують гладку насадку. Для інтенсифікації теплообміну за рахунок турбулізації можна використовувати просічну, зигзагоподібну, хвильову та інші конфігурації насадок. Співвідношення поверхонь з боку теплоносіїв може змінюватися за рахунок подвоєння (чи потроєння) насадки з боку одного з теплоносіїв. Таким чином, компактність пластинчасто-ребристих теплообмінників може досягати 1000…5000 м23, що перевищує компактність теплообмінних апаратів інших типів. При розрахунку конденсаторів парокомпресійних холодильних машин необхідно враховувати, що спочатку відводиться теплота перегріву від стисненого в компресорі холодильного агента, а потім відбувається його конденсація.


І ВИХІДНІ ДАНІ


Охолоджувальний теплоносій R22

Масова продуктивність охолоджувального теплоносія GГ, кг/с

Температура охолоджувального теплоносія

на вході в конденсатор (КД) , К

Температура конденсації Тк, К

Охолоджуючий теплоносій повітря

4

Теплове навантаження на конденсатор (КД) Qк, кВт

Температура охолоджуючого теплоносія

на вході в конденсатор , К

Надмірний тиск на проставкову пластину , МПа.

Характерні геометричні розміри трапецієподібної насадки пластинчасто-ребристого конденсатора подано на рис. 1.1.





Рисунок 1.1


Геометричні характеристики трапецієподібної насадки наведені в [3], табл. 9.1, с. 245.

До них відносяться:

  • довжина ребра lр, м;

  • кут нахилу ребра =22о;

  • крок ребер t, м;

  • товщина ребра р, м;

  • компактність із вільного об’єму Sсв, м23;

  • площа поверхні ребер в одиниці вільного об’єму Sсв. р, м23;

  • площа поверхні проставних пластин в одиниці вільного об’єму Sсв .п, м23;

  • товщина проставкової пластини п, м;

  • ширина проставкової пластини В, м;

5

  • еквівалентний діаметр каналу dекв = t, м;

  • коефіцієнт затиснення .

Всі інші геометричні характеристики даної насадки визначаються з вищенаведених шляхом розрахунків.

Коефіцієнт оребріння дорівнює відношенню Sсв. р/Sсв.

Висота насадки дорівнює h = lрcos, м.

Ширина насадки у верхній частині дорівнює

, м.


^ 2 ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК


Масова продуктивність повітря через КД, кг/с, дорівнює

,

де = 5 – 10 оС (задається),

Сх, кДж/(кгК) – середня теплоємність повітря.

Температура повітря на виході з КД дорівнює

, К.


2.1 Зона охолодження пари


2.1.1 Сторона пари

Параметри пари беруться за середньою температурою, К, яка дорівнює

.

Із [5] знаходяться:

критерій Прандтля Рrп;

коефіцієнт теплопровідності пари П, Вт/(мК);

коефіцієнт динамічної в’язкості пари п,Пас;

питома теплоємність пари Ср п, Дж/(кгК);

густина пари п, кг/м3.

Попередня величина площі поверхні теплообміну у зоні охолодження дорівнює

6

,

де =10 – 20 Вт/(м2К) – коефіцієнт теплопередачі (береться завчасно).

Середньологарифметична різниця температур у зоні охолодження, К, дорівнює

.

Площа вільного перетину КД, м2, дорівнює

,

де П = 8 – 10 м/с – швидкість пари в апараті (береться).

Число Рейнольда парового потоку дорівнює

,

де 2lp, м – характерний розмір каналу насадки.

Знаходимо число Нуссельта:

за ламінарним режимом ;

за турбулентним режимом .

Коефіцієнт тепловіддачі зі сторони пари, Вт/(м2К), дорівнює

.


^ 2.1.2 Сторона повітря

Визначаються теплофізичні властивості повітря за його середньою температурою [5]:

коефіцієнт теплопровідності повітря х, Вт/(мК);

коефіцієнт динамічної в’язкості повітря х, Пас;

критерій Прандтля повітря Prх;

7

густина повітря , кг/м3,

де ра=105Па – атмосферний тиск повітря;

R = 287 Дж/(кгК) – газова стала повітря.

Швидкість холодного теплоносія, м/с, дорівнює

.

Знаходимо число вентиляторів, округлюючи його до більшого значення ,

де []=10-30 м/с – швидкість повітря, яка допускається в апараті (береться).

Число Рейнольда повітряного потоку дорівнює

.

Для турбулентного режиму число Нуссельта дорівнює

.

Коефіцієнт тепловіддачі зі сторони повітря, Вт/(м2К), дорівнює

.

Уточнене значення коефіцієнту теплопередачі у зоні охолодження пари холодильного агента (фреону), Вт/(м2К) дорівнює

,

де коефіцієнти корисної дії апарата з гарячого і холодного потоків дорівнюють:


8

,

.

Коефіцієнти корисної дії ребра з гарячого і холодного потоків дорівнюють:

, ,

де m1 и m2 – параметри ребра, які дорівнюють

, ,

де р=150Вт/(мК) – коефіцієнт теплопровідності алюмінієвого ребра насадки апарата.

Для аміачного конденсатора до другого додатка у формулі для КП додається термічний опір шару масла на поверхні ребер , де товщина шару масла м= 0,05 – 0,06 мм, а коефіцієнт теплопровідності масла м=0,12 Вт/(мК).


^ 2.1.3 Геометричні характеристики апарата для зони охолодження пари холодоагента

Уточнена величина потрібної площі поверхні теплообміну в зоні охолодження пари, м2, дорівнює

.

Вільний об’єм каналів за паровим потоком, м3, дорівнює

.

Попередня величина довжини теплообмінного апарату, м, дорівнює


9

,

де Sпр – площа поперечного перерізу каналів, м2, дорівнює

.

Частка вільного перерізу каналів апарата дорівнює


.


^ 2.2 Зона конденсації


2.2.1 Сторона конденсату

Параметри рідкого холодоагенту знаходяться за температурою конденсації Тк [5]:

густина рідини р, кг/м3;

коефіцієнт динамічної густини рідини р, Пас;

коефіцієнт теплопровідності рідини р, Вт/(мК);

питома теплоємність рідини ^ Ср, Дж/(кгК);

число Прандтля Рrп;

питома теплота конденсації r, Дж/кг.

Теплове навантаження на КД у зоні конденсації, Вт, дорівнює

.

Середньологарифметична різниця температур у зоні конденсації, К, дорівнює

.

Попередня величина площі теплообмінної поверхні для зони конденсації, м2, дорівнює


10

,

де = 100 – 200 Вт/(м2К) – взяте значення коефіцієнта теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі зі сторони рідкого холодоагента,
Вт/(м2К), дорівнює

,

де а = 3–5 К – температурний напір між рідким холодоагентом і стінкою каналу (береться).


^ 2.2.2 Сторона повітря

Розрахунок проводиться за тими самими відношеннями, що і в розділі 2.1.2.

Уточнене значення коефіцієнта теплопередачі в зоні конденсації, Вт/(м2К), дорівнює

.

Коефіцієнт корисної дії апарата за гарячим потоком дорівнює

,

де - коефіцієнт корисної дії ребра за гарячим потоком,

- параметр ребра.

11

Коефіцієнт корисної дії апарата за холодним потоком береться таким самим як і в розділі 2.1.2.


^ 2.2.3 Геометричні характеристики конденсатора

Уточнена величина площі поверхні, яка потрібна для теплообміну у зоні конденсації, м2, дорівнює

.

Сумарна необхідна площа поверхні теплообміну конденсатора, м2, дорівнює

.

Вільний об’єм каналів за гарячим потоком, м3, дорівнює

.

Повна площа поперечного перерізу апарата (без урахування товщини розділювальних пластин), м2, дорівнює

.

Уточнена довжина конденсатора, м, дорівнює

,

де , м2 – площа поперечного перерізу каналів;

- частка вільного перерізу каналів апарата.

Число каналів (округлюється до цілого числа) дорівнює

.


12

^ 3 ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК КОНДЕНСАТОРА


Знаходиться фактор тертя при русі повітря в КД за формулою

.

Втрати тиску повітря в КД, Па, дорівнюють

.

Масова продуктивність повітря для одного вентилятора, кг/с, дорівнює

.

Втрати потужності, Вт, дорівнюють

.

Підбираємо за каталогом вентилятор з найближчою масовою продуктивністю Gв1 і напором, який ЗА величиною більший ніж рх [6], табл. 16.11, с. 163.


^ 4 МІЦНІСНІ РОЗРАХУНКИ КОНДЕНСАТОРА


Зварювальний корпус і кришки конденсатора розраховуються на міцність за методикою, яка викладена в [4].


4.1 Міцнісний розрахунок проставкової пластини

Товщина проставкової пластини з розмірами LxB і товщиною П визначається з його розрахунку на міцність при навантаженні надмірним тиском ри як прямокутної пластини, яка жорстко закріплена по всьому периметру.

Беремо для алюмінію модуль пружності ^ Е=0,71105 МПа, допустима напруга [] =50 МПа.

13



Рисунок 4.1


Небезпечними є точки О і А, в яких визначається напруга від прогинання.

Для точки О напруга, МПа, дорівнює

,

.

Для точки А напруга, МПа, дорівнює

,

де коефіцієнти С2, С3, С4 визначаються залежно від відношення [1], табл. 6, с. 217.

Із умови міцності ці напруги не повинні перевищувати величину [], яка допускається.


14


Максимальне прогинання у точці О fo не повинно перевищувати величину [f] = , м [1].

Значення fо, м, визначається за формулою

,

де коефіцієнт С1 береться залежно від відношення [1], табл. 6, с. 217.


^ 4.2 Міцнісний розрахунок насадки


Насадка виконана із алюмінієвої стрічки за розмірами, що наведені у вихідних даних. Вона являє собою рифлений лист, який опирається на проставковий лист. Під дією повітряного потоку від вентилятора його верхня частина буде вигинатися, а нижня частина має опиратися на шарніри А і Д. Оскільки нахил бокових ребер АВ і СД до вертикалі становить 22о, то можна в першому наближенні взяти їх вертикальними, а горизонтальна ділянка буде мати довжину, яка дорівнює У результаті отримаємо розрахункову схему
П – подібної рами висотою з поперечним прямокутним перерізом х (рис. 4.2).

Рама на ділянці навантажена розподіленим навантаженням , Н/мм.

Максимальний момент на ділянці , який дає прогин, Нм, дорівнює

,

де коефіцієнти к і n визначаються за виразами, наведеними в [2]:

15

, т.щ. ІАВСД – моменти інерції ділянок АВ і СД,
n=3+2к.





Рисунок 4.2


Момент опору прямокутного поперечного перерізу рами, м3, дорівнює

.

Максимальна напруга прогину в рамі, Па, дорівнює

.

Повинна виконуватися умова міцності 50 МПа.


16

СПИСОК

^ РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ


1. Краткий справочник машиностроителя/ Под ред. С.А. Чернавского.- М.: Машиностроение, 1966.-788с.

2. Писаренко Г.С. и др. Справочник по сопротивлению материалов. – К.: Наукова думка, 1988.- 734с.

3. Поршневые компрессоры: Учебное пособие для студентов ВУЗов/ Под ред. Б.С. Фотина.- Л.: Машиностроение, 1987.-372с.

4. Данилова Г.Н. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок – Л.: Машиностроение, 1986.- 303 с.

5. Богданов С.Н. и др. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник. – М.: Агропромиздат, 1985.- 208 с.

6. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. – М.: Агропромиздат, 1989.- 223 с.


17

Схожі:

Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до проведення семінарських та практичних занять з курсу «Методика викладання у вищій школі» для студентів спеціальності 050201 «Менеджмент організацій» окп «Магістр»
Методичні вказівки до виконання дипломної роботи спеціаліста: підготовка, написання, захист. Методичні вказівки / Упор. Ґудзь П....
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Міжнародний маркетинг² для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Менеджмент в енергетиці» для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення матеріалу, індивідуальні завдання та методичні вказівки до їх виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни ²Менеджмент персоналу² для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка енергетики" для студентів напряму...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до їх вивчення, контрольні питання для самоперевірки, що наведені після кожної теми дисципліни, методичні вказівки до виконання контрольної роботи
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни "Економіка та фінанси підприємства" для студентів...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до вивчення тем, перелік розділів, що виносяться на самостійне опрацювання студентів, варіанти індивідуальних завдань, перелік літератури. Методичні вказівки укладені з урахуванням вимог державного освітнього стандарту
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни “Страховий менеджмент” для студентів спеціальності...
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення тем, передбачених програмою дисципліни «Mенеджмент», завдання до контрольної роботи та методичні вказівки до її виконання
Робоча програма, методичні вказівки та індивідуальні завдання до вивчення дисципліни «Mенеджмент» для студентів напрямів 050502 –...
Методичні вказівки icon2765 Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних та самостійних занять з курсу «Методи синтезу та оптимізації» для студентів
Методичні вказівки iconМетодичні вказівки
С. С. Душкін, Т. О. Шевченко методичні вказівки для проведення практичних занять, лабораторних робіт
Методичні вказівки iconФінанси І кредит методичні вказівки
Методичні вказівки по проведенню практичних занять з дисципліни «Банківські операції»
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи