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 t_k=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

Варианты задачи: 1, 2, 3.

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  t_k=35ºC;

рабочее вещество R-22.

Переохлаждение жидкости принять равным 5ºC, перегрев пара – 20ºC. Параметры t₀, t_k 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

Варианты задачи: 1, 2, 3.

21.23 Построение и расчет холодильного цикла

Таблица 1.1 — Исходные данные для расчета

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

Продолжение таблицы 2

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 (q_x) обратимый цикл этой установки и идеальный цикл Карно для данного интервала температур. Покажите площади. которыми характеризуется удельная холодопроизводительность (q_x) 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 ε_х=3,01.
Изобразить процессы цикла установки схематично в рυ и Ts- системах координат.

Ответ: Q₀=9,03 кДж/кг, Q_к=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 t_вк=2ºС, температура наружного воздуха t_н=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 t_н=-12ºС до конечной температуры в центре продукта t_кц=0ºС, если температура воздуха t_c=20ºC. Принять, что форма продукта подобна пластине, а продукт отепляется воздухом с двух сторон. δ=2R, R=0,01 м, α_в=15 Вт/(м²·К), с₀=1600 кДж/(кг·К), W=0,75, λ_пр=0,63 Вт/(м·К), t_кр=-1ºС.

21.29 (Вариант 15) Парокомпрессионная холодильная установка производит m_л льда с температурой t_л из воды с температурой t_в. В холодильной установке осуществляется цикл с переохлаждением конденсата на Δt_п. Давление хладагента в испарителе р_и, температура конденсации — t_k, 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

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.