Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Дисциплины:
2019-11-11 | 467 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Теплопередача в испарителе. Различают кипение пузырчатое и пленочное. В первом случае образованные при кипении пузырьки пара открываются от поверхности трубы и смешиваются с жидкостью, отсутствие пара у поверхности трубы способствует интенсификации процесса теплообмена. Во.втором случае на поверхности труб образуется слой парообразного холодильного агента, который задерживает передачу теплоты от охлаждаемой среды к холодильному агенту. В испарителях холодильных установок происходит пузырчатое кипение.
Удельный тепловой поток испарителя определяют по формуле
,
где - коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2·К);
- средняя логарифмическая разность температур между кипящим холодильным агентом и охлаждаемым рассолом или воздухом; примерно для рассольных испарителей составляет 4 - 6° С; при охлаждении воздуха с естественной циркуляцией для аммиачных батарей непосредственного охлаждения 8÷12° С, для фреоновых батарей 12÷16° С; при принудительной циркуляции воздуха (для воздухоохладителей) 6÷18°С.
Теплопередача в испарителе зависит от скорости движения рассола или воздуха, чистоты теплопередающих поверхностей, конструкции испарителя (происходит кипение на вертикальных или горизонтальных поверхностях) и т.д.
Величина коэффициента теплопередачи может быть принята: для горизонтального кожухотрубного испарителя 46÷700 Вт/(м2·К); для гладкотрубных батарей непосредственного охлаждения 6÷3; для оребренных батарей 3,5÷5,8 Вт/(м2·К).
Конструкция испарителей. По назначению испарители подразделяют на испарители для охлаждения жидких хладоносителей и испарители для охлаждения воздуха. Испарители для охлаждения воздуха называют батареями непосредственного охлаждения при естественной его циркуляции и воздухоохладителями при принудительной циркуляции.
|
Испарители для охлаждения жидких хладоносителей. По конструктивному исполнению они бывают вертикальнотрубные, листотрубные, кожухотрубные и кожухозмеевиковые. В судовых холодильных установках промысловых судов применяются кожухотрубные испарители с кипением холодильного агента в межтрубном пространстве (хладоноситель охлаждается в трубах), кожухотрубные и кожухозмеевиковые испарители с внутритрубным кипением холодильного агента (хладоноситель проходит в межтрубном пространстве).
Кожухотрубный испаритель с межтрубным кипением холодильного агента (рис. 5.5) представляет собой горизонтальный кожухотрубный аппарат, по трубам которого проходит рассол, а в межтрубном пространстве кипит жидкий холодильный агент. Трубы в аммиачных испарителях стальные, в фреоновых — преимущественно медные, оребренные.
Рисунок 5.5 – Кожухотрубный испаритель с межтрубным кипением
холодильного агента
Жидкий холодильный агент заполняет межтрубное пространство аммиачного испарителя на высоту примерно 0,8 диаметра, фреонового испарителя — на уровень 0,5-0,7 диаметра. При таком заполнении верхние 1-2 ряда труб остаются незатопленными.
В аммиачных испарителях жидкий холодильный агент подается в кожух снизу, в фреоновых — снизу или сверху по трубе, заведенной внутрь кожуха и снабженной отверстиями. Благодаря этому жидкий хладон сверху орошает трубы, что способствует лучшему теплообмену i между холодильным агентом и хладоносителем. Для уменьшения движения холодильного агента при качке в кожухе обычно ставят поперечные демпфирующие перегородки.
В верхней части кожуха имеются один или два сухопарника, в которых происходит отделение капель жидкости унесенных паром; жидкость возвращается в кожух, а пар отсасывается компрессором, сухопарник может выполнять роль теплообменника. В этом случае в сухопарнике устанавливают змеевик, в котором переохлаждается жидкость перед регулирующим вентилем и одновременно перегревается пар, поступающий из испарителя в компрессор.
|
Кожухотрубный испаритель компактен, рассол находится под давлением, не соприкасается с воздухом. Это уменьшает коррозию, сокращает расход соли для поддержания постоянной концентрации, уменьшает затрату энергии на работу рассольных насосов. Недостатки кожухо-трубных испарителей с межтрубным кипением холодильного агента - возможность аварии в случае замерзания рассола в трубках, наличие статического столба жидкого холодильного агента, большая емкость по холодильному агенту.
Испаритель с внутритрубным кипением холодильного агента (хладона-22) (рис. 5.6, а) представляет собой кожухотрубный аппарат, в межтрубном пространстве которого проходит хладоноситель, а внутри труб кипит холодильный агент. Одна крышка испарителя имеет эллиптическое днище и разделена поперечной горизонтальной перегородкой на две равные части. В нижней части крышки размещена камера смешения 1, из которой парожидкостная смесь хладона подается в трубки испарителя, в верхней находится камера отбора паров 2. Вторая крышка глухая имеет плоское днище и обеспечивает изменение направления холодильного агента.
Равномерное распределение парожидкостной смеси по трубам пучка обеспечивается подачей в смесительную камеру холодильного агента через две форсунки и оптимальными размерами проходного сечения глухой крышки, обеспечивающего требуемые массовые скорости потока.
Для повышения интенсивности теплообмена со стороны хладоносителя установлены специальные перегородки 3. Трубный пучок испарителя изготовлен медно-алюминиевых труб 4 с внутренним оребрением (рис. 5.6, б). Внутреннее оребрение выполнено при помощи вставленного алюминиевого сердечника с последующей наружной опрессовкой труб, чем обеспечивается хороший контакт между трубой и сердечником.
Рисунок 5.6 – Кожухотрубный испаритель с внутритрубным кипением
холодильного агента
а – конструкция испарителя;
б – труба с внутренним оребрением: – наружная труба биметаллическая медно-никелевая диаметром 22 х 1 мм, внутренняя – алюминиевая диаметром 20 х 1 мм
|
Внутреннее оребрение позволяет увеличить коэффициент теплопередачи за счет уменьшения теплового противления со стороны кипящего холодильного агента и уменьшить необходимое количество холодильного агента в системе в 2—3 раза.
Кожухозмеевиковый испаритель (рис. 5.7) имеет кожух, внутри которого в одной трубной решетке укреплен змеевик.
По змеевику проходит холодильный агент, имеющий параметры , в межтрубном пространстве охлаждается рассол. Преимущество кожухозмеевикового испарителя перед кожухотрубным заключается в отсутствии термических напряжений в трубах.
На испарителях для охлаждения хладоносителей устанавливают предохранительные клапаны. Их регулируют на избыточное давление открытия 1,6 МПа при работе на аммиаке и хладоне-22 и избыточное давление 1,0 МПа при работе на хладоне-12.
Рисунок 5.7 — Кожухозмеевиковый испаритель
Удельный тепловой поток кожухотрубного аммиачного испарителя с гладкими трубами составляет 2320—2600 Вт/м2, фреонового испарителя с медными оребренными трубами — около 5000—9000 Вт/м2 (dо внутренней поверхности) при 5оС.
Расчет испарителя. Он состоит в определении площади теплопередающей поверхности (в м2) по формуле
,
где - холодопроизводительность испарителя, Вт;
- удельный тепловой поток испарителя, Вт/м2.
Объем теплоносителя, циркулирующего через испаритель, (в м3/с)
,
где - теплоемкость рассола, Дж/(кг К);
-плотность рассола, кг/м3;
, — температура рассола начальная и конечная, °С.
Испарители для охлаждения воздуха. Батареи непосредственного охлаждения устанавливают в охлаждаемом помещении: трюме, провизионной камере, шкафу. Выбор типа и размеров батарей зависит от назначения охлаждаемого помещения, его размеров и формы. В батареи подают жидкий холодильный агент (параметры , ). Жидкость кипит, отбирая тепло от охлаждаемой среды, образующийся пар отсасывается компрессором. В зависимости от места установки батарей в охлаждаемом помещении различают бортовые и подволочные батареи.
Фреоновые батареи (рис. 5.8) изготавливают в виде змеевика из оребренных красно-медных труб. Такие батареи называют ИРСН — испаритель ребристый сухой настенный. Жидкий хладон в батареи подается сверху, пар отсасывается снизу, чтобы вместе с паром был обеспечен возврат масла из батареи в картер компрессора. Масса подаваемого жидкого холодильного агента должна быть рассчитана таким образом, чтобы из батареи выходил сухой пар.
|
Рисунок 5.8 – Фреоновая ребристая батарея непосредственного охлаждения
Аммиачные батареи изготовляют из оребренных или гладких стальных труб диаметром 57×3,5 или 38×3мм. Конструктивное выполнение их различно. Применение аммиачных батарей для охлаждения трюмов запрещено Правилами морского Регистра.
Расчет батарей заключается в определении площади теплопередающей поверхности (в м2) по формуле
,
где - тепловой поток батареи, Вт;
- коэффициент теплопередачи, принимаемый для оребренных труб (при коэффициенте оребрения от 5 до 10) равным 3,5— 5,8 Вт/(м2·К).
Коэффициентом оребрения называют отношение оребренной поверхности трубы к гладкой; — средняя разность температур охлаждаемого воздуха и кипения холодильного агента в батарее, равная для аммиачных батарей 8—12° С, для фреоновых —12—16° С.
Воздухоохладители — теплообменные аппараты, пре назначенные для охлаждения воздуха при условии принудительной циркуляции с помощью вентилятор Воздухоохладители применяют для охлаждения трюме в охлаждающих и замораживающих устройствах, а также в установках кондиционирования воздуха.
В зависимости от способа охлаждения воздуха воздухоохладители бывают сухие, мокрые и смешанные.
В сухих воздухоохладителях передача тепла от охлаждаемого воздуха к холодильному агенту хладоносителю, проходящему внутри труб, происходит через стенку трубы; в мокрых - тепло передается в результате непосредственного контакта воздуха и хладоносителя; в смешанных - охлаждение воздуха происходит вследствие соприкосновения с холодной поверхностью змеевиков и поверхностью хладоносителя.
В зависимости от того, что подается в змеевики воздухоохладителя (холодильный агент или рассол), различают воздухоохладители непосредственного охлаждения и рассольные. Воздухоохладители выполняют гладкотрубными или ребристыми.
Преимуществом воздухоохладителей, особенно ребристых, являются высокий удельный тепловой поток единицы длины трубы, компактность, малая масса. На рыбопромысловых судах применяют сухие воздухоохладители непосредственного охлаждения и рассольные.
При расчете определяют площадь теплопередающие поверхности (в м2). воздухоохладителя по формуле
или ,
где - холодопроизводительность воздухоохладителя, Вт;
- удельный тепловой поток, Вт/м2;
|
- коэффициент теплопередачи воздухоохладителя, Вт/(м2·К);
- средняя разность температур между циркулирующим воздухом и кипящим холодильным агентом или рассолом, °С.
Значение коэффициента теплопередачи принимают для гладкоотрубных аммиачных воздухоохладителей поперечным движением воздуха при скорости его 3 -5 м/с примерно 30-50 Вт/(м2·К) при движении воздуха вдоль труб 17-20, для фреоновых с ребристыми трубами 17,5-23 при коэффициенте оребрения 10-15, для аммиачных с ребристыми трубами 11,6-17,5 Вт/(м2·К). принимают 12-18° при =0°С, 6 - 10°С — при = - 40 °С.
Воздух в воздухоохладителе охлаждается на 2-5°С при низких температурах и на 10-15°С при умеренно низких; хладоноситель в змеевиках воздухоохладителя нагревается на 2-4°С. По найденной теплопередающей поверхности подбирают воздухоохладитель по каталогу или определяют размеры его расчетным путем.
Объем V (в м3/с) циркулирующего через воздухоохладитель воздуха определяют по формуле
,
где — плотность воздуха при средней температуре, кг/м3 (находят по i—d-диаграмме для воздуха или по психометрической таблице);
, —энтальпия воздуха на входе и выходе из воздухоохладителя, Дж/кг (по i—d-диаграмме).
Вопросы для самоконтроля:
1. Факторы, влияющие на теплопередачу в конденсаторах, испарителях, воздухоохладителях.
2. Для чего применяется оребрение теплообменных аппаратов?
3. Влияние температуры забортной охлаждающей воды и температуры охлаждаемого помещения на теплопередачу в аппаратах.
4. От чего зависит расход (объем) циркулирующего воздуха воздухоохладителя (воздухонагревателя)?
Литература: [1], [2].
|
|
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!