Контрольная работа №2

Задача № 1. РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ

СТРОИТЕЛЬНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ ХОЛОДИЛЬНИКА

Определить действительную толщину теплоизоляции и действительный коэффициент теплопередачи наружной стены холодильника.

Исходные данные:

Холодильник расположен в средней зоне. Стена изолирована теплоизоляцией, выполненной в виде стандартных плит толщиной 50 мм. Конструкция кирпичной стены представлена на рис. 1, железобетонной стены - на рис.2.

Рис. 1. Конструкция кирпичной стены:

1 - кирпичная кладка; 2 - цементная затирка;

3 - пароизоляция; 4 - штукатурка; 5 - теплоизоляция.

Рис. 2. Конструкция железобетонной стены:
1 - железобетонная панель;

2 - пароизоляция
3 - штукатурка; 4 - теплоизоляция.

Данные из таблицы 1 берут по предпоследней цифре зачетной
книжки студента, из таблицы 2 - по последней цифре.

Таблица 1

Таблица 2

Методика расчета

Расчетная толщина теплоизоляционного слоя равна:

где - расчетная толщина теплоизоляционного слоя, м;

К - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2К), (табл.3);

- толщина слоев строительных материалов, входящих в состав ограждения, м;

л1, лn - коэффициенты теплопроводности строительных материалов, входящих в состав ограждения, Вт/(м۰К), (табл.4);

лиз - коэффициент теплопроводности теплоизоляции, Вт/(м۰ К), (табл.4);

бн, бен - коэффициенты теплоотдачи с наружной и внутренней стороны стены, Вт/(м۰ К), (бн=25, бен =8).

Таблица 3

Зона

строительства

Коэффициент теплопередачи К (Вт/м2 К)
при внутренней температуре камеры

-40...-30

-20...-10

-4...0

4...12

Средняя зона

0.25

0.28-0.35

0.41 -0.46

0.58 - 0.70

Таблица 4 Значения коэффициентов теплопроводности для материалов

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Полученную расчетную толщину теплоизоляционного слоя следует округлить до величины, кратной толщине стандартной плиты (50 мм). Округление производят в сторону увеличения. Например, расчетная толщина теплоизоляции
равна 0,133 м, тогда действительная толщина после округления составит 0,150 м, т. е. три плиты по 50 мм. Округление допускается в сторону незначительного
уменьшения.

После того, как была скорректирована толщина теплоизоляции, необходимо пересчитать коэффициент теплопередачи Kd, значение которого будет являться
действительным.

Задача № 2. ПОСТРОЕНИЕ И РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИКЛА

По заданным величинам (таблица 1) определить температурный режим и изобразить цикл холодильной машины для камеры охлаждения  в тепловой диаграмме

i - lg Р,  выполнить расчёт основных характеристик цикла.

Таблица 1. Исходные данные

Последняя цифра шифра

Наименование параметра

Температура

в

камере,

tкам,°С

Температура воды

°C

Холодопроизводительность
Qo, кВт

Хладагент

0

-10

10

10

R 134 а

1

-20

12

20

R 134 а

2

-30

14

30

R134 а

3

0

16

40

R 22

4

-5

18

50

R 22

5

-15

20

60

R 22

6

-25

22

70

R 117

7

-3

15

80

R 117

8

-13

17

90

R 117

9

-23

24

100

R 117


Температура кипения  to  холодильного агента определяется в зависимости
от температуры воздуха в охлаждаемой камере. При непосредственном охлаждении

to = tкам - Дt, °С,

где tкам - температура воздуха в камере, °С;

Дt = 7... 10°С, перепад температур между воздухом в камере и кипящего холодильного агента, °С.

Температура конденсации  tк  определяется в зависимости от температуры теплоотводящей среды. При охлаждении конденсатора водой

tк = tвд1 + Дtк, °С,

где tвд1 - температура воды на входе в конденсатор, °С;

Дtк = 6... 10°С перепад температур между входящей в аппарат водой и конденсирующимся холодильным агентом.

Температура всасывания  tвс  зависит от условий работы компрессора. Она
равна:

tвс = t0 + Дtп, °С,
где Дtп - нагрев пара холодильного агента перед сжатием в компрессоре:

-        для аммиачных машин берётся равным 5…15 °С;

-        для фреоновых 10…40 °С.

В контрольной работе следует брать Дt = 0 °С.

Температура жидкого холодильного агента перед дроссельным вентилем tп зависит от наличия в холодильной машине переохладителя или регенеративного теплообменника.

В контрольной работе не учитывается наличие переохлаждения, поэтому жидкий холодильный агент поступает в дроссельный вентиль с температурой
конденсации tк.

После определения t0, tк, tвс,  tп производится построение цикла холодильной машины в диаграмме i - lg Р для заданного холодильного агента.
Диаграмма с циклом должны обязательно прилагаться к контрольной работе.

Изображение цикла (рис.2.1) следует начинать с нанесения линий t0 и tк, проведя горизонтальные линии. При пересечении t0 с правой пограничной кривой получим точку 1, характеризующую состояние сухого насыщенного пара (конец кипения). Так как перегрев пара не учитывается, то из точки 1 по адиабате (S = сonst) проводится линия процесса сжатия в компрессоре.

Состояние конца сжатия характеризуется точкой 2, получаемой при пересечении адиабаты с изобарой Рк, которая соответствует температуре конденсации tк.

Рис 2.1. Цикл одноступенчатой холодильной машины

Точка 2" характеризует начало конденсации холодильного агента, при этом степень сухости х = 1. Точка 3’ получается при пересечении изотермы tк  (изобары Рк) с левой пограничной кривой, когда х = 0. Из точки 3 проводится вертикально вниз линия до пересечения с изотермой t0. Получается точка 4,
характеризующая процесс дросселирования от Рк до Р0.

После построения цикла необходимо составить таблицу 2, в которую заносятся параметры характерных точек, взятых из диаграмм и справочных таблиц.

Таблица основных параметров характерных точек цикла






№ точек

Температура
t, °С

Давление
Р, МПа

Энтальпия
i, кДж/кг

Уд. объём
v, м3 /кг

Степень сухости х, кг/кг

1"

2

2"

3’

4

По данным таблицы определяются:

Удельная массовая холодопроизводительность:

qо= i1–i4, кДж/кг.

Удельная работа сжатия холодильного агента в компрессоре:

lо= i2–i1, кДж/кг.

Удельная теплота, отводимая от холодильного агента в конденсаторе:

qк=i2–i3.

Уравнение теплового баланса:

qк= qо+l0, кДж/кг.

Холодильный коэффициент теоретического цикла:

е= qо/l0.

Массовая производительность компрессора, то есть масса холодильного агента, циркуляцию которого обеспечивает компрессор за 1 секунду:

Mа = Q0/q0 , кг/с.

Удельная объёмная холодопроизводительность компрессора:

qv=qo / v1 , кДж/м3

Действительная объёмная производительность компрессора, то есть объём паров, отбираемых компрессором из испарителя:

Vd = Ma۰ V1 = Q0 / qv, м3/c.

Объём, описанный поршнями компрессора:

Vh = Vd / л, кг/с,

где л - коэффициент подачи компрессора (объёмные потери в компрессоре), зависит от режима работы, вида холодильного агента, конструкции компрессора и
рассчитывается:

л = лi лw

Здесь лi - объёмный индикаторный коэффициент, учитывающий объёмные потери в компрессоре из-за наличия мёртвого пространства и сопротивления в клапанах:

лi = 1 - c ( Рк / Ро - 1 ),


где с - относительное мёртвое пространство в компрессоре:

-        для аммиачных с = 0,04...0,05;

-        для фреоновых с = 0,03.. .0,04.

лw - коэффициент подогрева, учитывающий объёмные потери от нагрева холодильного агента в цилиндре компрессора.

лw = Т0 / Тк = (273 + t0) / (273 + tк ).

Теоретическая мощность, затрачиваемая компрессором на адиабатическое сжатие холодильного агента:

NТ = Маlо, кВт

Индикаторная мощность, затрачиваемая в действительном рабочем процессе на сжатие холодильного агента в цилиндре компрессора:

Ni= NТ/ зi

где зi - индикаторный КПД, учитывающий энергетические потери от теплообмена в цилиндре и от сопротивления в клапанах при всасывании и нагнетании:

зi = лw + b • t0,

-        для аммиака b = 0,001;

-        для фреона b = 0,0025.

Эффективная мощность - мощность на валу компрессора с учетом механических потерь (трение и т. д.):

Nе= Ni/ змех, кВт

где змех = 0,7...0,9 - коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателя.

Мощность на валу электродвигателя:

Nэл= Nе/ зэл, кВт,

зэл=0,8...0,9