21 Холодильная техника
21.21 Выполнить тепловой расчет одноступенчатой паровой холодильной машины (рис.2.6) (определить удельные массовую и объемную холодопроизводительности, удельные работу компрессора и тепловую нагрузку на конденсатор, массовый расход и действительный объем пара рабочего вещества, образовавшегося в испарителе, теоретическую (изоэнтропную) и действительную работу компрессора, теоретическую объемную производительность компрессора, холодильный коэффициент) по следующим исходным данным:
холодопроизводительность Q0=50 кВт;
температура кипения t0=-35ºC;
температура конденсации tk=35ºC;
рабочее вещество R-22.
Варианты контрольных заданий приведены в табл. 2.3.
Рисунок 2.6 — Принципиальная схема (а) и цикл в диаграмме lgp-i (б) одноступенчатой ПХМ с дроссельным вентилем
21.22 Выполнить тепловой расчет одноступенчатой паровой холодильной машины с регенеративным теплообменником (рис.П.3.2) по следующим исходным данным:
холодопроизводительность Q0=50 кВт;
температура кипения t0=-35ºC;
температура конденсации tk=35ºC;
рабочее вещество R-22.
Переохлаждение жидкости принять равным 5ºC, перегрев пара – 20ºC. Параметры t0, tk и Q0 взять по заданному варианту из табл.2.3.
Рисунок П.3.2 — Принципиальная схема (а) и цикл в диаграмме p-h (б) одноступенчатой ПХМ с регенерацией
21.23 Построение и расчет холодильного цикла
Таблица 1.1 — Исходные данные для расчета
Цифра шифра | |||
Первая (0) | Вторая (1) | Последняя (5) | |
Температура в камере tкам, ºС | Температура воды tвд1, ºС | Холодопроизводительность Q0, кВт | Хладагент |
-10 | 12 | 20 | R22 |
Варианты задачи: 010, 005, 090, 436, 436, 419, 020, 255, 019, 013, 182, 016, 183, 163, 027, 203, 513, 143, 080.
21.24 Расчёт температуры в термическом центре охлаждаемого продукта
Таблица 2.1 — Исходные данные для расчета
Цифра шифра | |||
Последняя (5) | Вторая (1) | ||
Вид продукта | Физическая модель | Характерный размер* *,2R, м | Продолжительность охлаждения, τ, мин |
Клубника | Сфера | 0,03 | 30 |
Продолжение таблицы 2
Цифра шифра | ||
Первая (0) | ||
Температура продукта начальная tн, ºС | Температура среды ts, ºС | Вид охлаждающей среды |
14 | 1 | Воздух |
Примечания: * — допускается, что продукт не имеет упаковку независимо от свойств (вида) охлаждающей среды
** — величина характерного размера (2R) соответствует для пластины полной её толщине, для цилиндра и сферы – диаметру.
Варианты задачи: 019, 005, 090, 005, 090, 436, 436, 419, 020, 255, 010, 018, 013, 182, 016, 183, 163, 027, 203, 513.
21.25 В учебнике [1] на рис.3-10, с.378 приведен цикл парокомпрессионной холодильной установки. Сравните по удельной холодопроизводительности (qx) обратимый цикл этой установки и идеальный цикл Карно для данного интервала температур. Покажите площади. которыми характеризуется удельная холодопроизводительность (qx) этих циклов.
Учебник [1] Кириллин В.А. Техническая термодинамика / В.А. Кириллин, В.В. Сычев, А.Е. Шейндлин. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 416 с.
21.26 Для воздушной холодильной установки с теоретической мощностью привода 3 кВт и расходом рабочего тела (воздуха) 0,01 кг/c определить теоретическую холодопроизводительность (кВт) и количество теплоты (кВт), отводимое в окружающую среду.
Известен холодильный коэффициент установки εх=3,01.
Изобразить процессы цикла установки схематично в рυ и Ts- системах координат.
Ответ: Q0=9,03 кДж/кг, Qк=12,03 кВт.
21.27 Оценить, какое из слагаемых Q1 или Q2 преобладает в расчете теплопритоков в холодильные камеры? Расчет выполнить для холодильных камер, размерами 2×4 м и 20×40 м и высотой 2 м. Удельная нагрузка продукта на единицу площади пола камеры равна 180 кг/м². Суточное поступление продукта — 680 кг/сут. Температура воздуха в камере tвк=2ºС, температура наружного воздуха tн=20ºС, k=0,5 Вт/(м²·К). При подсчете Q1 учитывать все теплопередающие поверхности ограждения холодильных камер. Q3 и Q4 равны нулю.
21.28 Оценить длительность размораживания куриных ножек, лежащих на неохлаждаемом поддоне от начальной температуры tн=-12ºС до конечной температуры в центре продукта tкц=0ºС, если температура воздуха tc=20ºC. Принять, что форма продукта подобна пластине, а продукт отепляется воздухом с двух сторон. δ=2R, R=0,01 м, αв=15 Вт/(м²·К), с0=1600 кДж/(кг·К), W=0,75, λпр=0,63 Вт/(м·К), tкр=-1ºС.
21.29 (Вариант 15) Парокомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tв. В холодильной установке осуществляется цикл с переохлаждением конденсата на Δtп. Давление хладагента в испарителе ри, температура конденсации — tk, температура пара перед компрессором t1. Определить холодопроизводительность установки, расход хладагента, холодильный коэффициент, теоретическую мощность двигателя компрессора, теоретически максимальный холодильный коэффициент (для обратного цикла Карно). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgp-i, T-s и p-υ координатах.
Таблица 3
Параметры | Параметры |
tk, ºC | 30 |
Δtп, ºC | 10 |
tв, ºC | 18 |
Хладагент | Фреон-12 |
ри, МПа | 0,08 |
t1, ºC | -30 |
mл, кг/ч | 300 |
tл, ºC | -10 |
Варианты задачи: 54.
21.30 (Вариант 10, 30, 50, 70, 90) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРИТОКОВ В ХОЛОДИЛЬНУЮ КАМЕРУ И ПОДБОР ОСНОВНОГО ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Цель: Рассчитать тепловую нагрузку на холодильную камеру и подобрать компрессор, испаритель, конденсатор.
При выполнении задания необходимо:
— определить все виды теплопритоков в камеру провизионной кладовой;
— определить тепловую нагрузку на компрессор и теплообменные аппараты;
— определить число ступеней сжатия и выбрать схему холодильной машины;
— построить цикл холодильной машины в диаграмме i-lgp и выполнить его расчет;
— подобрать по каталогам основное холодильное оборудование.
Задание: Рассчитать теплоприток в холодильную камеру хранения молочных продуктов, изображенную на рисунке 1 и 2.
Судно с неограниченным районом промысла. Расчетная температура наружного воздуха составляет 40ºC.
На хранение поступает 180 кг/сут яиц в скорлупе.
Продукт упакован в картонную тару.
Длительность холодильной обработки составляет 24 часа. Конечная температура груза и тары на 1÷2°С выше температуры воздуха в камере.
В качестве рабочего вещества используется R-22.
Высота камеры от палубы до подволока составляет 2,5 м.
Провизионная кладовая располагается на средней палубе.
Температура воздуха в твиндеке плюс 4ºС.
Температура поступления груза 8ºС.
Тип системы охлаждения — непосредственная.
Варианты задачи: 17, 37, 57, 77, 97, 16, 36, 56, 76, 96, 25, 45, 65, 85, 05.