Расчеты ТЭП

 

Определяются:

1. значения давлений на всасывании и нагнетании компрессора:

2. степени повышения давления в секциях ТК:

3. давления воздуха между ступенями сжатия:

4. значения температур воздуха на входе в секции сжатия:

5. удельные работы сжатия воздуха по секциям:

Здесь к = 1,4 — показатель адиабаты для воздуха;

R = 0,287 кДж/кг·К — газовая постоянная воздуха.

6. Значения температур воздуха на выходе из секций:

Здесь С_ср =1,02 кДж/ кг·К — средняя изобарная теплоемкость воздуха в процессах сжатия.

7. Массовая производительность компрессора в рассчитываемых условиях:

- плотность воздуха  на всасывании.

8. электрическая мощность, потребляемая приводом компрессора:

 

 

6. Расчет системы осушки сжатого воздуха
1. Вычисляется температура воздуха, обеспечивающая заданное потребителем влагосодержание.

Так как  , то парциальное давление водяных паров в осушенном воздухе составит:

В соответствии с термодинамическими свойствами воды и водяного пара , это давление соответствует  температуре насыщения  . Принимаем

2. значения температур воздуха (в точках 1 и 2) определяются из уравнения теплового баланса для РТО. Принимаем средний температурный напор в РТО:

3. тепловая мощность регенеративного теплообменника составляет:

4. требуемая поверхность теплообмена оценивается примерно:

5. вычисляется количество отделяемой влаги в теплообменниках системы осушки:

а) в  концевом воздухоохладителе — это  разность между начальным влагосодержанием воздуха и насыщающим влагосодержанием воздуха в точке 1, если она меньше. При

Так как  , то выпадение влаги после ВОК не происходит.

б) влагосодержание  воздуха в точке 2 (после РТО) при 

Количество  выпадаемой в виде росы влаги в точке 2

в) количество отделяемой влаги в охладителе-осушителе:

Суммарное количество атмосферной влаги, отделяемой в воздухоохладителях КУ:

 

 

 

 

 

 

 

Выбор холодильной машины.

Тепловая  нагрузка охладителя осушителя (холодопотребление)

 

Требуемая холодопроизводительность источника  холода с учетом теплопритока в систему  холодоснабжения через изоляцию составит:

Оцениваются температуры конденсации и испарения  ХА в холодильном цикле. Для этого  принимаем следующие минимальные  температурные напоры в аппаратах системы осушки воздуха:

В соответствии с диаграммами распределения  температур в теплообменниках КС оцениваются:

Тогда требуемая поверхность теплообмена  воздухоосушителя оценивается:

Средний температурный напор в ООВ:

Выбирается  холодильная машина, работающая на хладоне R22

МКТ 80-2-0

Диапазон  рабочих параметров:

Расчетные условия работы:       

 

Пересчет  стандартных условий работы ХМ на рабочие приведен в табл.1

 

Табл.1 Таблица термодинамических параметров R22 для стандартных и рабочих условий

Условия работы
Стандартные	5	0,58	1,35	200,3	0,04
Рабочие	-13	0,37	1,35	214,4	0,07

 

Степень повышения  давления в компрессоре  в рабочих условиях ниже, чем в стандартных.

Следовательно, коэффициент подачи холодильного компрессора в рабочих условиях будет выше, чем в расчетных, т. е. .

Для упрощения  можно принять  .

Реальная холодопроизводительность в рабочих условиях составит:

,

что превышает  требуемую (без учета роста коэффициента подачи λ) на

 

Таким образом, МКТ80-2-0 соответствует требуемым  условиям, и может быть использована в системе.

МКТ80-2-0 представляет собой одноступенчатую агрегатированную холодильную машину с водоохлаждаемым  конденсатором и регенеративным охлаждением жидкого ХА после конденсатора, работающую на R22.

 

 

 

 

Расчет  цикла холодильной машины.

Определяются:

1. параметры ХА в характерных точках системы, которые сводятся в табл.2.

 

Таблица 2. Термодинамические параметры ХА в цикле

№ точек
1	12	0,32	708,6	1,73
2ад	70	1,35	747,15	1,73
2		1,35	756,7	-
3	35	1,35	542,8	-
4	28	1,35	533,6	-
5	-13	0,32	533,6	-
6	-13	0,32	699,4	-

 

Принята величина перегрева паров ХА на линии  всасывания:

Энтальпия в точке 4 определяется из соотношения:

Энтальпия в точке 2 находится из выражения  для адиабатного КПД компрессора, где принято

2. удельная тепловая нагрузка испарителя ( )

3. удельная внутренняя работа компрессора

4. массовый расход ХА, циркулирующего в контуре холодильной машины

5. тепловая нагрузка конденсатора

6. мощность, потребляемая компрессором

 

Проверка  теплового баланса в цикле  ХМ:

 

Погрешность баланса составляет при этом:

7. электрическая мощность ХМ при принятом значении электромеханического КПД

8. холодильный коэффициент ХМ:

9. эксергетический КПД ХМ по хладагенту:

где - коэффициент работоспособности теплового потока при температуре кипения хладоагента.

 

 

Расчет  системы холодоснабжения

В качестве хладоносителя принимается водный раствор этиленгликоля с температурой замерзания . Обычно температура замерзания ХН выбирается на величину ниже температуры кипения ХА в испарителе. Принято , тогда

что соответствует концентрации раствора (табл. 28)

Подогрев  ХН в ООВ принимается 

Расход  ХН в циркуляционной системе холодоснабжения  составляет:

где

- теплоемкость ХН при средней рабочей температуре

В объемных единицах расход ХН при плотности  раствора ХН составит:

Расчет напора циркуляционного насоса возможен только при выполненной монтажной схеме системы холодоснабжения. Приблизительно оценивается требуемый напор .

 

Для циркуляции ХН выбирается насос марки  «К22»:

подача 45 м³/ч

напор 19 м

мощность 4,5 кВт

частота вращения 2900 об/мин

 

Потребляемая  электрическая мощность составляет:

 

 

7. Расчет системы оборотного водоснабжения для КС с ТКУ.

Общий расход производственной воды складывается из расходов ПО, ВОК и конденсаторе ХМ.

Тепловые  нагрузки водоохлаждаемых аппаратов  КС составляют:

а) в  промохладителях воздуха:

б) в  концевом охладителе воздуха:

в) тепловая мощность конденсатора ХМ системы осушки определена в расчете цикла ХМ

Расходы воды в аппаратах составят:

- теплоемкость  воды

Суммарное потребление воды в КУ с учетом 10 % расхода воды в маслоохладителях составляет:

или в объемных единицах:

Общий расход оборотной воды на КС для охлаждения рабочих машин составит:

или в объемных единицах:

Необходимая площадь поперечного сечения  пленочного оросительного устройства ориентировочно составляет:

где - принятое значение плотности орошения в градирне.

Выбирается 6-секционная вентиляторная градирня с поперечным сечением оросителя секции (размеры секции ). Всего 6 секций с площадью орошения (табл.2)

Действительная  плотность орошения в градирне составит:

При сохранении принятых ранее значений необходимого напора циркуляционных насосов оборотной системы определяется потребляемая насосами электрическая мощность:

здесь - плотность воды;

          - ускорение свободного падения;

          - требуемый напор насоса