Процеси та устаткування для холодильної обробки харчових продуктів, торговельне устаткування (стр. 4 )

Основні елементи ротаційних компресорів: нерухливий циліндр, поршень або ротор, рухливі лопати.

Розрізняють компресори з ротором, що котиться, і лопатами, розташованими в його щілинах. У першому компресорі ротор обертається навколо осі циліндра, ексцентричної стосовно осі ротора, у другому - навколо своєї осі, зміщеної стосовно осі циліндра.

Стиск у ротаційному компресорі засновано на зменшенні обсягу, укладеного між внутрішньою поверхнею ротора й лопатами.

У лабораторній роботі розглядаються компресори, що працюють за першим принципом (з ротором, що котиться, і лопатою, розташованою в щілині циліндра). Ці компресори мають малу холодопродуктивність і входять до складу фреонових агрегатованих машин, які застосовують для охолодження шаф, прилавків, вітрин і т. д.

Поршневі компресори розрізняють за наступними ознаками:

1. По холодопродуктивності:

а) дрібні до 3,5 кВт;

б) малі від 3,5 до 23 кВт;

в) середні від 23 до 105 кВт;

г) великі понад 105 кВт.

2. По ступеням стискання:

а) одноступінчасті;

б) двоступінчасті;

в) триступінчасті.

3. По числу робочих порожнин:

а) простої дії - холодильний агент, стискується тільки однією стороною поршня;

б) подвійної дії - стиск здійснюється по черзі обома сторонами поршня.

4. По напрямку руху ХА в циліндрі:

а) прямоточні - рух ХА в циліндрі в одному напрямку;

б) непрямоточні - ХА міняє напрямок руху.

5. По числу циліндрів:

а) одноциліндрові;

б) багатоциліндрові.

6. По розташуванню осі циліндра:

а) горизонтальні;

б) вертикальні;

в) кутові.

7. Залежно від виконання циліндра й картера:

а) блоккартерні (із загальним виливком блоку циліндра картера);

б) картерні з окремими циліндрами, відлитими у формі блоку або індивідуально.

8. За типом приводу:

а) з електродвигуном, насадженим на вал компресора;

б) з безпосереднім з'єднанням через муфту;

в) із клиноремінною передачею.

9. За ступенем герметичності:

а) герметичні з вбудованим електродвигуном у завареному кожусі без рознімань;

б) безсальникові (напівгерметичні) з вбудованим електродвигуном, але знімними кришками;

в) сальникові або відкриті з ущільненням кінця вала, що виступає з картера.

10. По холодильному агенту:

а) хладонові (фреонові);

б) аміачні;

в) універсальні.

Таблиця 3.1 - Характеристики основних вузлів компресора

№ п/п	Деталі компресора	Призначення (указати тип компресора)
1	Корпус (картер або блоккартер)
2	Циліндр
3	Всмоктувальні клапани
4	Нагнітальні клапани
5	Ущільнювальні кільця
6	Маслоз’ємні кільця
7	Шатун
8	Колінчатий вал (ексцентриковий вал)
9	Сальник
10	Масляний насос
11	Спосіб змащення тертьових частин компресора
12	Спосіб охолодження циліндра компресора

Тести до роботи №3

Питання 1

Компресор холодильної машини призначений для:

а. поділу рідкої й газоподібної фаз;

б. стиску пар холодильного агента від тиску кипіння до тиску конденсації;

в. зниження тиску від тиску конденсації до тиску кипіння.

Питання 2

Гідравлічний удар у циліндрах компресора можливий у випадку, якщо:

а. у циліндри всмоктується волога насичена пара;

б. у циліндри всмоктується перегріта пара;

в. у циліндри всмоктується рідкий холодильний агент.

Питання 3

Об'ємні втрати в компресорі холодильної машини приводять до:

а. збільшення витрати електроенергії;

б. зниження продуктивності;

в. гідравлічного удару.

Питання 4

Втрати в поршневих компресорах внаслідок мертвого простору обумовлені тим, що:

а. поршень не підходить до кришці циліндра;

б. клапани відкриваються й закриваються з деяким запізнюванням;

в. є гідравлічні втрати в усмоктувальному трубопроводі.

Питання 5

Опір при усмоктуванні й нагнітанні холодильного агента приводить до того, що:

а. продуктивність компресора збільшується;

б. тиск у циліндрі компресора повинний бути менше тиску кипіння й більше тиску конденсації;

в. змінюється хід поршня.

Питання 6

Холодильний агент при усмоктуванні в компресор, нагріваючись від стінок циліндра, розширюється, що приводить до:

а. зменшення питомого обсягу поступаючого в циліндр холодильного агента;

б. зменшення маси поступаючого в циліндр холодильного агента;

в. зниження енергетичних втрат.

Питання 7

Всі об'ємні втрати в дійсному процесі компресора враховують:

а. коефіцієнт теплопередачі;

б. коефіцієнт тертя;

в. коефіцієнт подачі.

Питання 8

Холодопродуктивність компресора визначається за формулою . При зміні температури кипіння й конденсації, яка з величин, що входить у формулу, залишається незмінної?

а. l;

б. Vh;

в. qo.

Питання 9

Підвищення температури конденсації холодильного агента відбивається на показниках роботи компресора наступним чином:

а. зменшуються значення l і qo;

б. збільшуються значення l і qo;

в. зменшуються значення l і qo, значення Vh і u1 – збільшуються.

Питання 10

Енергетичні втрати в компресорі обумовлені, головним чином, наступними факторами:

а. теплообмін пари зі стінками циліндра й опір у клапанах;

б. збільшення питомого обсягу пари;

в. витік пари через нещільності.

Питання 11

Збільшення енергетичних витрат у дійсному процесі в порівнянні з теоретичними характеризується:

а. коефіцієнтом подачі компресора;

б. холодильним коефіцієнтом;

в. індикаторним ККД.

Питання 12

Втрати на тертя в компресорі оцінюють за допомогою величини, розрахованої за формулою:

а. ;

б. ;

в. .

Зміст звіту

1. Найменування, ціль роботи.

2. Принципові схеми компресорів із вказівкою основних частин.

3. Короткий опис конструктивних особливостей основних частин і принципів їхньої роботи (заповнити таблицю 3.1).

4. Привести схеми компресорів, указавши напрямок руху холодильного агента.

5. Письмово відповісти на тести.

6. Зробити виводи з виконаної роботи.

Робота №4

ТЕПЛООБМІННІ АПАРАТИ ХОЛОДИЛЬНИХ МАШИН

Ціль роботи: Вивчити призначення, класифікацію, конструктивні особливості теплообмінних апаратів, вивчити методику розрахунку теплопередаючої поверхні випарників (повітроохолоджувачів).

Обладнання: теплообмінні апарати в лабораторіях кафедри.

Порядок проведення роботи

1. Вивчити призначення, класифікацію, конструктивні особливості теплообмінних апаратів.

2. Виконати розрахункове завдання з визначення кількості випарників (повітроохолоджувачів).

3. Відповісти на контрольні питання й тести.

4. Скласти звіт з виконаної роботи.

Методичні вказівки щодо проведення роботи

До теплообмінних апаратів холодильної машини відносяться: випарники, конденсатори, теплообмінники, переохолоджувачі.

Випарник у схемі холодильної машини встановлюється між ТРВ і компресором (КМ). За призначенням випарники діляться: для охолодження повітря й проміжного теплоносія (води, розсолу).

Найпоширеніші випарники для охолодження повітря. Вони застосовуються в побутових холодильних апаратах, торговельному холодильному обладнанні, кондиціонерах. Повітря у випарнику прохолоджується й осушується. Випарники для охолодження повітря виготовляються із природним і примусовим рухом повітря.

За способом руху холодильного агента випарники класифікуються: на сухі, затоплені й комбіновані.

У сухих випарниках холодильний агент (ХА) подається зверху, пари відсмоктуються знизу, що забезпечує повернення масла в систему й меншу кількість ХА для зарядки системи.

Випарники затопленого типу: рідкий ХА подається знизу, пари відсмоктуються зверху. У цих випарниках вся внутрішня поверхня труб стикається з киплячим ХА.

По температурі кипіння розрізняють випарники з температурою вище й нижче 0 градусів.

За формою поверхні випарники розрізняють: ребристі, листотрубні й гладкотрубні.

У ребристих випарниках труби виготовляють із міді, сталі або алюмінію, із пластинчастими або круглими ребрами.

Листотрубні випарники складаються зі зварених або спаяних між собою алюмінієвих або сталевих листів з каналами для хладона. У гладкотрубних випарниках труби виконані у вигляді змійовика з мідних неоребрених труб.

Для охолодження води або розсолу застосовують кожухотрубні випарники. У цих випарниках хладон кипить у міжтрубному просторі, розсіл або вода циркулює усередині труб. Труби діаметром 20´3 мм із торованими ребрами виготовляються з міді.

Установлюються труби в ґрати, які приварені до круглого сталевого кожуха діаметром 427´5 мм. Трубні ґрати закриті чавунними кришками, на внутрішній поверхні яких є перегородки, що розділяють труби на секції. До кришки приварені патрубки для входу й виходу теплоносія (розсолу або води). Пара відводиться зверху через сухопарник, рідкий холодильний агент подається через патрубок, приварений у нижній частині випарника.

Конденсатори в схемі холодильної машини встановлюються між компресором і ТРВ. Конденсатори призначені для охолодження стислих парів ХА водою або повітрям і конденсації насичених парів у рідкий стан. Процес конденсації протікає при високому тиску. Конденсатори малих холодильних машин за способом охолодження діляться на повітряні й водяні. Повітряні конденсатори бувають із примусовим і з вільним рухом повітря.

Конденсатори з вільним рухом повітря застосовуються в холодильних машинах малої холодопродуктивності до 300 Вт, для домашніх холодильників. Основні типи конденсаторів з вільним рухом повітря: проволочноподібні й листотрубні.

Проволочноподібний конденсатор складається зі змійовика, до якого по обидва боки приварені ребра зі сталевого дроту. Листотрубний щитовий конденсатор складається зі змійовика, що приварений, припаяний або щільно притиснутий до металевого листа. Листотрубний прокатно-зварений конденсатор виготовляють зі зварених між собою алюмінієвих листів з каналами для холодильного агента. По конструкції вони подібні алюмінієвим листотрубним прокатно-звареним випарникам.

Конденсатори із примусовим рухом повітря складаються з однієї або декількох (до 6) секцій, укладених у кожух, що обдуваються осьовим вентилятором. Секції збирають із окремих труб, об'єднаних калачами. Вентилятори широколопастні малошумні марки К95.

Конструкції конденсаторів безсальникових і відкритих агрегатів подібні розглянутим вище. Вентилятори застосовують вузьколопастні з 4-6 лопатами.

У малих холодильних машинах застосовуються водяні конденсатори: кожухотрубні, двохтрубні. Кожухотрубні конденсатори горизонтальні з однією або двома трубними решітками. Трубки мідні з торованими або пластинчастими ребрами. Унизу приварений збірник рідкого хладона з вихідним патрубком. Збірник і вільний від труб нижній простір усередині кожуха служить ресивером. На одній кришці перебувають патрубки для входу й виходу води. У кришці є перегородки для багатоходового руху води.

Регенеративні теплообмінники застосовуються у фреонових холодильних машинах. У них рідкий хладон після конденсатора прохолоджується холодильними парами хладона, що відсмоктуються з випарника. При цьому в теплообміннику пари значно перегріваються, що підвищує ефективність використання теплопередаючої поверхні випарника, виключає вологий хід компресора й збільшує дійсну холодопродуктивність компресора. Кожух теплообмінника виготовлений зі сталевої труби, змійовик - з мідної трубки. У внутрішній трубці або змійовику протікає рідкий хладон, а в міжтрубному просторі протитоком проходять холодні пари хладону. Теплообмін здійснюється через стінки внутрішньої труби.

Переохолоджувачі застосовують у промислових холодильних установках для охолодження водою рідкого робочого тіла нижче температури конденсації, при цьому воду пропускають по внутрішнім трубкам, а холодильний агент протитоком у міжтрубному просторі.

Варіант для виконання розрахункового завдання прийняти з таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Варіанти завдань для розрахунку кількості випарників (повітроохолоджувачів)

№ варіанта	Перша буква прізвища студента	Теплоприплив у камеру, Вт	Найменування продуктів, які зберігаються в камері	Температура в камері, оС
1	2	3	4	5
1	А, Х, Є	770	Фрукти, зелень	6
2	Е, Л, Д	720	Напої	6
3	Б, Ж, М	1200	Молочно-жирова продукція	2
4	С, Ц, Ю	950	Напівфабрикати (овочеві)	2
5	В, З, Н	840	Напівфабрикати (рибні)	-1
6	Т, Ч, Я	800	Молочно-жирова продукція	2
7	Г, І, О	1100	Напівфабрикати (м'ясні)	0
8	У, Ш, Р	1325	М'ясна продукція	0
9	Д, Ф, Щ	915	Рибна продукція	-2
10	К, П	1115	Консерви (м'ясні, рибні)	0

Визначити теплопередаючу поверхню випарника, повітроохолоджувача, вибрати кращий, обґрунтувати вибір.