Конструктивный тепловой расчет бытового холодильника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Конструктивный тепловой расчет бытового холодильника

Выполнил:

Семенов Д.А.



Содержание

Введение

Исходные данные

1. Устройство холодильника

2. Расчёт теплопритоков в шкаф бытового холодильника

3. Тепловой расчет холодильной машины

4. Тепловой расчет и подбор холодильного компрессора

5. Расчёт теплообменных аппаратов

6. Расчёт капиллярной трубки

Заключение

Список литературы



Введение

Бытовые (домашние) холодильники предназначены для хранения свежих и замороженных пищевых продуктов, а также для получения в небольшом количестве пищевого льда.

Объём холодильника для домашних целей измеряется объёмом его холодильной камеры (в дм или в литрах).

К бытовым холодильникам относятся охлаждающие устройства с полезным объёмом от 25 до 500 дм².

В связи со специфическими условиями работы домашних холодильников, к ним предъявляют следующие требования:

Полная автоматизация работы

Надёжность и долговечность

Безопасность

Минимальный шум

Малые габариты при определенном полезном объёме

Хорошее оформление

Низкая первоначальная стоимость и малые эксплуатационные расходы

Номенклатура выпускаемых холодильников разнообразна. Общие технические условия на бытовые холодильники определены в ГОСТ 16317-76. По типу охлаждающего устройства домашние холодильники бывают:

Компрессионные (охлаждаемые компрессионными холодильными машинами)

Абсорбционные (охлаждаемые абсорбционными машинами непрерывного действия)

Термоэлектрические (охлаждаемые термоэлектрическими батареями)

В соответствии с ГОСТ 16317-76, компрессионные холодильники обозначаются буквой - К, абсорбционные - А, абсорбционные с газовым подогревом генератора -АГ.

По месту возможной установки или по исполнению, домашние холодильники делятся на следующие виды:

Ш - в виде шкафа

С - в виде стола или шкафа

Н - настенные

Б - блочно-встраиваемые

Наиболее распространены компрессионные машины. Доля таких холодильников составляет 85-90% от общего количества.

Домашние компрессионные холодильники изготовляют в двух исполнениях:

«У» - для умеренных климатических условий t_о.с.=18-32 °С

«Т» - для использования в тропических условиях t_o.с.=18-43 °С

В низкотемпературном отделении холодильника должна поддерживаться температура:

Таблица 1.

Температура	Обозначение на холодильнике
До -6 ?С	*
До -12 ?С	**
До -18 °С	***
До -24 °С	****

По конструктивному исполнению, два последних типа холодильников могут быть одно-, двух- и многокамерными. Холодильники классифицируются также по конструкции системы охлаждения:

с естественной циркуляцией воздуха

с принудительной циркуляцией

с комбинированной системой

Оттаивание испарителя может осуществляться за счёт естественного отепления воздуха, полуавтоматически или автоматически.

Проектируемый холодильник имеет две камеры (морозильную и холодильную) и представляет собой напольный шкаф с холодильным агрегатом, имеющий испаритель и автоматическую оттайку.

Камера шкафа закрывается дверью. По периметру двери прикреплён уплотнитель с магнитной вставкой, обеспечивающий плотное прилегание дверей с уплотнителями к торцевой поверхности шкафа.

Боковые стены холодильной камеры имеют отформованные направляющие, позволяющие регулировать положение полок по высоте.

Охлаждение воздуха в камерах и хранящихся в них продуктов осуществляется холодильным агрегатом, состоящим из герметичного компрессора, конденсатора, двухтемпературного испарителя, герметичной системы трубопроводов, внутри которой циркулирует хладагент. В случаях полуавтоматического и автоматического оттаивания осуществляется подогрев горячими парами фреона или осуществляется электроподогрев нагревателями малой мощности. Талая вода удаляется за пределы холодильника по специальному патрубку.

Охлаждение низкотемпературного испарителя достигается за счёт дросселирования циркулирующего в системе холодильного агрегата хладагента в капиллярной трубке и кипение его в испарителе при низком давлении.

Охлаждение испарителя холодильной камеры обеспечивается потоком паров хладагента, отсасываемых компрессором.

Поддержание необходимой температуры в камерах холодильника обеспечивается за счёт периодического включения и отключения компрессора, осуществляемого с помощью терморегулятора.

С целью предотвращения засорения капиллярной трубки и замерзания в ней влаги, попавшей в систему холодильного агрегата, перед капиллярной трубкой установлен фильтр-осушитель. Запуск электродвигателя компрессора и защита его обмоток от тепловых нагрузок, осуществляется защитным реле.

Холодильник обладает сравнительно низкой транспортабельностью, поэтому все работы, не связанные с использованием при ремонте стандартного оборудования, целесообразно выполнять на месте эксплуатации.

В верхней части шкафа установлена панель с органами управления, индикации, освещения. Световые индикаторы сигнализируют о наличии напряжения, о включении режима замораживания.

Переключение с режима на режим производится переключателем, испаритель холодильной камеры оттаивается автоматически, в период остановки компрессора.

Конструкция холодильника предусматривает возможность перестановки полок в холодильной камере на различные высоты с интервалом 50мм.

Для перемещения предусмотрены роликовые опоры.



1. Описание конструкции бытового холодильника

Холодильник однокамерный, представляет собой каркасную конструкцию, облицованную панелями из листовой стали, покрытой белой эмалью. Внутренние камеры пластмассовые, имеют полки, регулируемые по высоте. Верх холодильников плоский, покрыт цветным декоративно-слоистым пластиком. В верхней части холодильников находится низкотемпературное отделение. Двери имеют уплотнитель с магнитной вставкой. Теплоизоляционным материалом служит пенополистирол ПСБ-С.

Компрессионные холодильные агрегаты работают на хладагенте R-22. Применяемое масло ХФ 12-16. В холодильнике "Смоленск-3" предусмотрены полуавтоматическое оттаивание и отвод талой воды за пределы холодильной камеры. Объем низкотемпературной камеры холодильника составляет 30 дмі, общий объем - 180дмі.

Рисунок 1. Холодильник «Смоленск-3»: 1-холодильный агрегат; 2-наружный шкаф; 3-внутренняя камера; 4-теплоизоляция; 5-поддон; 6-форма для льда; 7-испаритель; 8-дверь; 9-поддон для сбора талой воды;



Рисунок 2. Электрическая схема холодильника «Смоленск-3»: М-электродвигатель компрессора; Р-пускозащитное реле, предназначенное для пуска электродвигателя и защиты от токовых перегрузок; Т, Т1-терморегуляторы типа Т-110-1, автоматически поддерживающие в камере заданную температуру; Т2-прибор полуавтоматического управления оттаиванием типа ТО-11; В-дверной выключатель типа ДХК-УЗ; Л-лампа накаливания типа РН 220-15-1; Ш-штепсельная вилка

Исходные данные

· Общий объем холодильника: V= 180 л;

· Объем морозильной камеры: V_м.к.= 30 л;

· Температура в холодильной камере = 1 ^ос;

· Температура в морозильной камере: t_м.к.= -18 ^ос;

· Хладагент: R-22;

· Аналог: Смоленск-3.



2. Расчет теплопритоков в шкаф бытового холодильника

2.1 Выполняем расчет теплопередающих поверхностей холодильного шкафа

Внешние размеры:

Толщина панелей:

· толщина двери -30 мм

· толщина потолка и пола-40 мм

· толщина задней стенки 45мм

Определим высоту холодильника H:

, где V=V_х.к+ V_м.к.+ V_{трапеции}

Найдем ширину и глубину без изоляции:

ширина без изол.=600-40-40=520 (мм)=0,52 м;

глубина без изол.=520-45-30=445 (мм)=0,445 м.

Вычислим площадь основания:

S_{основания}= ширина без изол.*глубина без изол.=0,52•0,445=0,2314 м²

Для того чтобы определить объем трапеции - найдем площадь трапеции:

S_{трапеции}=0,5•(290+445)•200=73500 мм²=0,0735 м²

V_{трапеции}= S_{трапеции} • ширина без изол.=0,0735•0,52=0,03822 м³

Высота холодильника:

h _м.к.=1,02•0,17=0,17 м; h _х.к.=1,02•0,83=0,85 м;

а) площадь боковых стенок

б) площадь дна

в) площадь потолка

г) площадь задней стенки

д) площадь двери

2.2 Расчет перепадов температур

t_х.к. = 1 ^оС ?t_х.к. = t _о.с.- t _х.к.

t_м.к = -18 ^оС ?t_м.к. = t _о.с.- t _м.к.

Температура окружающей среды t _{о.с .}= 32^оС (для умеренного климатического пояса) для всех поверхностей, кроме задней стенки.

Для задней стенки t _{о.с .}=45^оС.

Перепады температур для всех поверхностей, кроме задней стенки:

?t _{х.к .}= t _о.с.- t _х.к. = 32-1=31 ^оС.

?t _м.к. = t _о.с.- t _м.к. = 32-(-18)=50 ^оС.

?t _х.к. = t _о.с.- t _{х.к .}= 45-1=44 ^оС. ?t _м.к. = t _о.с.- t _{м.к .}= 45-(-18)=63 ^оС.

2.3 Определяем коэффициенты теплопередачи окружающих конструкций холодильника

,

-толщина внутреннего короба, м

-коэффициент теплопроводности внутреннего короба, Вт/м·К

-толщина ограждения наружного короба, м

-коэффициент теплопроводности наружного короба, Вт/м·К

-толщина изоляции, м

-коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м·К

- коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой среды к внутренней поверхности, Вт/(·К)

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности к окружающей среде, Вт/(·К)

Принимаем внутренний короб, выполненный из полистирола

= 0,004 м; = 0,082Вт/(м·К),

наружный короб, выполненный из стали

= 0,001м ; = 50 Вт/(м·К).

В качестве изоляции обычно используется пенополиуритан (ППУ) с = 0,025 Вт/(м·К)

Для горизонтальных поверхностей:

= 1,76 Вт/(м²·К)

= 6 Вт/(м²·К)

Для вертикальных поверхностей:

= 2,1 Вт/(м²·К)

= 10 Вт/(м²·К )

Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций:

А) боковой стенки

= 0,449 Вт/(·К)

Б) дна

= = 0,419 Вт/(·К)

В) потолка

==0,419 Вт/(·К)

Г) задней стенки

= 0,445 Вт/(·К)

Д) двери

= 0,548 Вт/(·К)

2.4 Проверка поверхностей на условие конденсации влаги

Считаем, что относительная влажность ц ? 80%. По диаграмме Молье определяем температуру точки росы. Для температуры окружающей среды, равной t _о.с. =32^оС (для всех поверхностей кроме задней стенки): t _р. = 28 ^оС.

Для задней стенки t _о.с. = 45^оС, тогда t _р. =41 ^оС.

( t_о.с.- t _х.к. (t _м.к)) = ( t _о.с.- t _р.)

Чтобы на поверхностях холодильника не конденсировалась влага должно выполняться следующее условие: _max.

Максимальные значения k

1. Стенка

Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К).

Вт/(м²·К).

Из полученных значений для каждой поверхности выбираем меньшее для выполнения условия _max.

Для боковых стенок: Вт/(м²·К).

Для задней стенки: Вт/(м²·К).

Для двери: Вт/(м²·К).

2. Дно:

= 0,774 Вт/(м²·К).

3. Потолок:

Вт/(м²·К).

Во всех трех случаях должно выполняться условие _max, в противном случае необходимо изменить толщину изоляции.

Проверка поверхностей на условие конденсации влаги:

1. Стенка:

боковые стенки: Вт/(·К)0,76 Вт/(·К)

задняя стенка: = 0,445 Вт/(·К) 0,6033

дверь: = 0,548 Вт/(·К) = 0,76

Для стенок условие выполняется, следовательно, заданную толщину изоляции оставляем.

2. Дно

= 0,419 Вт/(·К) 0,7353

Для дна условие выполняется, следовательно, заданную толщину изоляции дна оставляем.

3. Потолок

=0,419 Вт/(·К) 0,456

Для потолка условие выполняется, следовательно, заданную толщину изоляции потолка оставляем.

Все поверхности проходят по условиям конденсации влаги.



2.5 Определяем теплопритоки через отдельные элементы ограждения холодильника

, Вт,

Где Д- температурный напор для соответствующего ограждения в ^оС.

Суммарный теплоприток через ограждающую поверхность , Вт.

Заполним таблицу 2.

Таблица 2. Теплопритоки через элементы ограждений

ограждения	Fi, м2			,Вт
Боковая стенка морозильной камеры	0,0757	50	0,449	1,7
Боковая стенка холодильной камеры	0,358	31	0,449	4,983
Дно	0,1274	31	0,419	1,65
Потолок	0,2314	50	0,419	4,85
Дверь морозильной камеры	0,0884	50	0,548	2,42
Дверь холодильной камеры	0,442	31	0,548	7,51
Задняя стенка морозильной камеры	0,0884	63	0,445	2,48
Задняя стенка холодильной камеры	0,338	44	0,445	6,62

Суммарный теплоприток через ограждающую поверхность

2•1,6+2•5,86+1,65+4,85+2,28+8,75+2,33+8,04= 38,896 Вт

2.6 Определяем теплопритоки от термической обработки продуктов

М _сут - суточная норма хранения продуктов, кг.

-удельная энтальпия продуктов при температуре окружающей среды, кДж/кг.

-удельная энтальпия продуктов при температуре холодильной (морозильной) камеры, кДж/кг.

При максимальном коэффициенте эксплуатации морозильная камера заполняется говядиной на 50%, а холодильная камера заполняется говядиной на 20% (по объему).

По таблице удельных энтальпий продуктов [4, стр.386] находим удельные энтальпии говядины при температуре окружающей среды t _о.с.=32 ^оС, температуре в холодильной камере t _х.к.=1 ^оС и температуре морозильной камеры t _м.к.= -18 ^оС.

Таблица 3

t	-18	-12	-6	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
i гов	4,6	22,2	50,7	232,5	235,9	238,8	242,2	245,5	248,5	251,8	255,2	258,5	261,5	264,8

Суммарный теплоприток от термической обработки продуктов равен:

;

=339,298 кДж/кг (при t _о.с.=32 ^оС)

=235,9 кДж/кг (при t _х.к.=1 ^оС)

=4,6 кДж/кг (при t _м.к.= -18 ^оС)



2.7 Определяем теплопритоки при открывании дверей

где

n-кратность воздухообмена в течение суток:

n=20-30 для холодильной камеры (n=25),

n=5-10 для морозильной камеры (n=8),

V-объем соответствующей камеры, ,

с-плотность воздуха при температуре окружающей среды, кг/,

- удельная энтальпия воздуха при температуре окружающей среды, кДж/кг,

- удельная энтальпия воздуха при температуре холодильной (морозильной) камеры, кДж/кг.

, кг/м³

P-давление воздуха, Па

R = 287, 2 Дж/(кгК)-газовая постоянная воздуха

Т - абсолютная температура воздуха

Суммарный теплоприток при открывании дверей:

, Вт.



2.8 Определяем теплоприток от электроприборов

где - мощность электрооборудования, Вт;

- мощность лампы в холодильной камере

- время открывания, с (

2.9 Определяем суммарные теплопотери и требуемую холодопроизводительность

=++ +

=1,1*

=

= 1,1*134,669=148,136 Вт.



3. Тепловой расчет холодильной машины

В данном холодильнике рабочим хладагентом является фреон R-22.

3.1 В холодильнике с естественной циркуляцией принимается

- температура кипения ХА;

- температура конденсации ХА.

3.2 По и определяем давление кипения и давление конденсации

Строим цикл холодильной машины в координатах lgP-h с учетом следующего:

- температура ХА на входе в компрессор;

- температура ХА непосредственно перед сжатием в компрессоре;

Проводим линию постоянного давления Р₀ и и линию постоянного давления Р _к и . Точка а находится на пересечении правой пограничной кривой и линией постоянного давления Р₀ и постоянной температуры .

Точка 3 - на пересечении левой пограничной кривой и линией постоянного давления Р_к и .

Зная энтальпию т.4 и давление в ней (в конденсаторе), проводим изоэнтальпу 4-5 до пересечения с линией постоянного давления Р₀ и постоянной температуры .



Рисунок 3. Цикл ХМ

1-1'- подогрев паров ХА в мотор-компрессоре;

1'-2- сжатие ХА в мотор-компрессоре;

2-3- конденсация паров ХА в конденсаторе;

3-4- переохлаждение конденсата в промежуточном теплообменнике;

4-5- дросселирование регулирующим вентилем;

5-а- испарение ХА в испарителе;

а-1- перегрев паров ХА в испарителе.

Процесс 3-4 идет при постоянном давлении Р_к, процесс а-1 так же идет при постоянном давлении.

Т.1 находится на пересечении изобары и изотермы ?. Точка 1' находится на пересечении Р₀ и ^'. Точка 2 - на пересечении адиабаты, проведенной из ^' и изобары Р_к.. 2-3 находится на пересечении т.1 и Р_к.. 2-3 совпадает с Р_к.

В действительности на всасывающих и нагнетательных клапанах компрессора часть давления теряется, поэтому:

- давление всасывания, МПа,



где - относительная потеря давления на всасывающих клапанах (принимаем

- давление нагнетателя, МПа,

где - относительная потеря давления на нагнетательных клапанах (принимаем

3.3 Для определения положения точки 4 используем уравнение теплового баланса

, где

- коэффициент, учитывающий долю при регенерации в процессе перегрева.

.

По [2, стр.381-382] определяем:

.



3.4 Заполним таблицу основных параметров рабочих точек цикла

Таблица 4. Основные параметры рабочих точек цикла

Точка	Р, МПа
а	0,164	-30	393,56	0,1346
1	0,164	32	434,66	0,169
	0,164	40	439,12	0,1752
2	1,81	163	519,58	0,021
3	1,81	47	261,15	0,00091
4	1,81	33	240,6	-
5	0,164	-30	240,6	0,049

3.5 Рассчитываем следующие параметры

1) удельная массовая холодопроизводительность

2) удельная объемная холодопроизводительность

3) удельная теплота, отводимая от конденсатора

4) удельная изоэнтропная работа цикла



5) массовый расход рабочего тела холодильной машины

6) теплота, отводимая от конденсатора

7) изоэнтропная мощность компрессора

8) холодильный коэффициент цикла



4. Тепловой расчет и подбор холодильного компрессора

4.1 Определяем объемный расход хладагента в компрессоре

4.2 Определяем составляющие коэффициента подачи и рассчитываем коэффициент подачи

где - объемный коэффициент,

- политропа расширения конечных параметров (;

- относительный мертвый объем (;

начальное и конечное давление в компрессоре, Па;

- коэффициент дросселирования ;

- индикаторный коэффициент,

- коэффициент плотности (

- коэффициент подогрева,



4.3 Теоретическая объемная производительность компрессора

По объемной производительности подбирается марка холодильного компрессора в соответствии с ГОСТ 17008-85 «Компрессоры хладоновые герметичные. Общие технические условия»:

ХКВ8-1ЛМ УХЛ ГОСТ 17008-85 (хладоновый герметичный компрессор с кривошипно-кулисным механизмом с вертикальной осью вращения, типоразмера 8, для сети напряжением 220 В и частотой тока 50 Гц, с электродвигателем ЭД и пускозащитным реле типа Р, с устройством для дополнительного охлаждения, для условий эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом).

Берем .

Из геометрии и принципа действия поршневого компрессора вытекает

- диаметр поршня, м;

- ход поршня, м;

- частота вращения, ;

- средняя скорость поршня;

Тогда



При подборе компрессора допускается следующее относительное расхож дение расчетной и стандартной производительностей:

4.4 Энергетические потери и мощность компрессора

1) Индикаторная мощность, затрачиваемая на сжатие паров хладагента в действительном компрессоре

где - индикаторный КПД для малых холодильных компрессоров (принимаем ;

2) Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, определяется как

где - удельное давление трения (принимаем ;

3) Эффективная мощность (мощность на валу компрессора)



4) Потери, связанные с трением, учитываются механическим КПД

5) Эффективный КПД компрессора

6) Для того, чтобы перейти от эффективной мощности компрессора к мощности, потребляемой электродвигателем от сети, необходимо учесть КПД электродвигателя

где - КПД электродвигателя (принимаем );

7) Электрический КПД компрессора

8) При сопоставлении компрессоров в их технических характеристиках используют эффективный холодильный коэффициент

а также общий (электрический) холодильный коэффициент



5. Расчет теплообменных аппаратов

5.1 Расчет и подбор конденсатора

Определяем среднюю логарифмическую разность температур между воздухом и хладагентом, и коэффициент теплопередачи от воздуха к хладагенту.

разность температур потоков на входе в конденсатор;

разность температур на выходе из конденсатора.

средняя логарифмическая разность температур между воздухом и хладагентом в конденсаторе.

Рисунок 4



Для конденсатора принимаем

- коэффициент теплопередачи от воздуха к хладоагенту для конденсатора (11).

Площадь теплообменной поверхности

Она делится между площадью трубки и площадью прутков

В большинстве случаев конденсатор представляет собой медную трубка (змеевик) с приваренными к ней контактной сваркой прутками малого диаметра. Для холодильника-аналога [1, с.615]:

ѕ конструкция конденсатора: трубчатая с проволочным оребрением;

ѕ материал змеевика: трубка диаметром 6,00,7 мм, сталь 08кп;

ѕ материал ребер: проволока 1,6-Св-0,8;

ѕ покрытие: автоэмаль МЧ-123 или МС-17.

По [1, с.98] для проволочно-трубчатых конденсаторов выбираем шаг змеевика 40 мм, шаг ребер 6 мм, диаметр проволоки dp =1,6 мм, диаметр трубки змеевика dтр =6,0 мм, конструкцию конденсатора с вертикальными трубками и горизонтальными проволоками, чтобы не было перегрева вблизи компрессора и не образовывались пробки пара.

Площадь считаем по тому диаметру, с которой стороны коэффициент теплоотдачи меньше, в данном случае со стороны окружающей среды.

Берем n=10 вертикальных частей змеевика конденсатора, тогда ширина конденсатора:



a= (n-1) •= (10-1) •40= 360 мм.

Берем длину неизогнутых вертикальных частей змеевика = 900 мм. Тогда высота конденсатора:

в = + 2• = 900+2•= 940 мм.

Длина горизонтальных прутков равна ширине конденсатора = 360 мм.

Площадь змеевика:

= n•р••+ (n-1)•р••0,5•2•р•= 10•3,14•0,006•0,9+(10-1)•3,14•0,006•3,14•= 0,18 .

Тогда на площадь ребер должно приходиться:

= 0,425 - 0,18= 0,245

С другой стороны, площадь прутков можно определить:

== 135,4.

Берем и распределяем их по длине неизогнутых вертикальных частей змеевика. Тогда



==

Длина трубки змеевика:

5.2 Расчет и подбор испарителя

Для холодильника-аналога [1, с.615]:

ѕ число испарителей: 1;

ѕ конструкция: прокатно-сварная, О-образная;

ѕ материал: алюминий АД-1;

ѕ принцип ввода трубок, капиллярной и отсасывающей: одноканальный.

Рассчитаем площади двух испарителей, для морозильной (О- образный) и холодильной (С-образный или плоский) камеры, прокатно-сварной конструкции. Прокатно-сварной метод состоит в следующем: листы алюминия толщиной 3...4 мм нарезают в виде карточек, 2 карточки накладывают одну на другую, причем на одну из них предварительно наносят специальной краской рисунок каналов испарителя. Предварительно соединенные в нескольких местах точечной сваркой карточки прокатывают под давлением 2,5...3,5 МПа. Листы скрепляются вместе, как при сварке, по всей поверхности, кроме мест, покрытых краской. Раздувают каналы жидкостью под давлением 8...10 МПа между плитами, ограничивающими высоту формируемых каналов [1, с.107-108].

Температурный напор для испарителя морозильной камеры:



.

Температурный напор для испарителя холодильной камеры:

.

Для испарителя принимаем

Считая, что относительная влажность ?=80 %, по диаграмме Молье определяем температуру точки росы для стенки холодильной камеры: для температуры холодильной камеры равной 1 -1 . Следовательно:

Для коэффициента теплопередачи через разделяющую стенку между холодильной и морозильной камерой должно выполняться условие .

Тепловой поток из холодильной камеры в морозильную:



6. Расчет капиллярной трубки

Обычно капиллярная трубка изготавливается из меди и имеет внутренний диаметр (согласно ГОСТ 2624-77 «Трубки медные и латунные капиллярные»).

В капиллярной трубке ХА необходимо дросселировать от давления до давления тогда перепад давления в трубке:

ДP=1,81-0,164=1,646 МПа.

Этот перепад складывается из потерь давления на местных сопротивлениях и потерь по длине трубки :

где - коэффициент местного гидравлического сопротивления,

- скорость движения ХА, м/с,

- плотность ХА, кг/;

где - потери напора по длине трубки, м,

л- линейный коэффициент сопротивления трения,

l- длина капиллярной трубки, м,

d- диаметр капиллярной трубки, м.

Искомая длина трубки находится:



Скорость и плотность ХА, а также другие термодинамические свойства считаем условно постоянными, рассчитываем по данным в т.3 холодильного цикла ( Диаметр трубки принимаем равным 0,6 мм.

Вычисляем скорость ХА:

где Q- объемный расход ХА,

Определяем режим движения ХА. Находим число Рейнольдса:

Re=

где - кинематическая вязкость ХА (в т.3), , [2,с. 388].

Режим движения ХА турбулентный.

Для турбулентного режима движения линейный коэффициент сопротивления трения находится по формуле А.Д.Альтшуля [3, с. 65]:

где Д- эквивалентная равномерно-зернистая шероховатость стенок трубки, м.

Д=0,01 мм [3, с. 78],

Находим местные потери давления (ХА при входе в трубку встречает резкое сужение канала, поэтому принимаем при выходе из нее - резкое расширение канала, поэтому принимаем ):

Искомая длина трубки:

Рисунок 5



Заключение

В соответствии с техническим заданием на курсовой проект был спроектирован двухкамерный бытовой холодильник с низкотемпературным и холодильным отделением, объемом 180 л/30 л и заданными температурами: в холодильной камере - плюс 1 °С, в морозильной камере - минус 18 °С.

Проектирование велось с учетом характеристик холодильника-аналога-Смоленска 3.

В ходе проектирования были рассчитаны теплопритоков в шкаф бытового холодильника (от ограждений, продуктов, открывания дверей, электроприборов). Была определена требуемая по заданным условиям работы холодопроизводительность агрегата, подобран холодильный компрессор, а также рассчитаны теплообменные аппараты (испаритель и конденсатор) и регулирующее устройство - капиллярная трубка.

В ходе проектирования был построен холодильный цикл на lgP-h-диаграмме заданного хладагента - R-22, найдены параметры основных точек цикла.

холодильник машина компрессор математический



Список литературы

1. Бабакин Б.С., Выгодин В.А. Бытовые холодильники и морозильники. - М.: Колос, 1998. - 631 с. (Справочник).

2. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М., 1972. - 720 с.

3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М., «Машиностроение», 1975. - 559 с.

4. Кондрашова Н.Г., Лашутина Н.Г. Холодильно-компрессионные машины и установки. - М.: Высшая школа, 1966. - 509 с.

5. Шелашова С.Л., Барыкина Г.Л. Энергетические характеристики бытовой холодильной техники //Холодильная техника. - 1991. - № 2. - С. 10-11.

6. Покровский Н.К. Холодильные машины и установки. Пищепромиздат, 1960.

Размещено на Allbest.ru