Трансформаторы_тепла_2013_ЭГиТ Володин

Оборудование трансформаторов тепла

Реальный парокомпрессорный трансформатор тепла (2)

1 – компрессор; 2 – конденсатор; 3 – испаритель; 4 – ресивер; 5 – отделитель жидкости; 6 – маслоотделитель; 9 – фильтр-осушитель; 10 – масляный фильтр; 11 – фильтр на всасывающей

магистрали; 12 – смотровое окно; 14-16 – реле управления; 17 – терморегулирующие вентили;

Оборудование трансформаторов тепла

Оборудование парокомпрессорных трансформаторов тепла

Контур рабочего вещества (хладагента):

•Компрессор

•Конденсатор.

•Испаритель.

•Терморегулирующий вентиль.

•Термобаллон.

•Ресивер.

•Фильтр-осушитель.

•Отделитель жидкости. Контур ИНТ и ИВТ:

•Вентиляторы.

•Насосы.

7

Оборудование трансформаторов тепла

Нагнетательные машины

Нагнетателями называются машины, служащие

для перемещения жидкости и газов и повышения их потенциальной и кинетической энергии

(температура, давление, уровень электромагнитных полей);

компрессоры — машины, подающие воздух и технические газы. Компрессор — машина,

сжимающая газ

Нагнетатели подразделяются на две основные группы:

•Динамические

•Объемные.

8

Оборудование трансформаторов тепла

Нагнетательные машины (2)

Вдинамических нагнетателях передача энергии жидкости или газу происходит путем работы массовых сил потока в полости, постоянно соединенной с входом и выходом нагнетателя.

Вобъемных нагнетателях повышение энергии рабочего тела (жидкости или газа) достигается силовым воздействием твердых тел, например

поршней в поршневых машинах в рабочем пространстве цилиндра, периодически соединяемым

при помощи клапанов с входом и выходом нагнетателя.

9

Оборудование трансформаторов тепла

Классификация нагнетателей для газов

10

Оборудование трансформаторов тепла

Центробежный и осевой нагнетатели

11

Оборудование трансформаторов тепла

Струйный и роторный нагнетатели

12

Оборудование трансформаторов тепла

Поршневой нагнетатель

1— цилиндр; 2 — поршень;

3— всасывающий клапан;

4— нагнетательный клапан;

13

Оборудование трансформаторов тепла

Обобщенные данные по расходу и напору нагнетателей

14

Оборудование трансформаторов тепла

Совместная работа нагнетателей и трубопроводной системы

Напорная характеристика нагнетателя (кривая А). Характеристика трубопроводной системы (кривая а).

Характеристика трубопроводной системы с учетом дополнительных потерь (кривая а’).

Рабочие точки (α, α’).

15

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин

Основными параметрами (величинами), характеризующими работу нагнетательных машин, являются подача (расход), давление и напор. Энергия,

сообщаемая потоку жидкости или газа нагнетательной машиной, определяется указанными величинами и плотностью подаваемой среды. Гидродинамическое и

механическое совершенство машины характеризуется ее полным КПД.

Подача (расход) — количество газа (пара), перемещаемое машиной в единицу времени. Количество газа (пара), подаваемого компрессором, принято называть производительностью.

16

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин (2)

Если подачу измеряют в единицах объема, то ее называют объемной и обозначают Q. Системой СИ введена массовая подача М (кг/с) — масса газа (пара), подаваемая машиной в единицу времени. Очевидно,

что

M = ρQ,

где р — плотность среды, кг/м3; Q — объемная подача, м3/с.

17

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин (3)

В компрессорах из-за значительного повышения

давления плотность газа по длине проточной полости возрастает, а объемная производительность уменьшается, поэтому принято объемную

производительность компрессоров исчислять по физическим условиям входа в компрессор: Твх = 293 К;

рвх = 0,102 МПа; ρв = 1,2 кг/м' (для воздуха).

18

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин (4)

Энергетическое совершенство нагнетателей характеризуется их удельной полезной работой Lп (Дж/кг), т.е. расходом энергии на 1 кг массы подаваемого газа (пара):

Lп = p /ρ = gH.

Работа L (Дж/кг), подводимая на вал нагнетателя, называется удельной работой. Из-за потерь энергии в нагнетателе L > Lп.

Удельная работа компрессоров вычисляется в зависимости от вида термодинамического процесса, свойственного данному типу компрессора.

19

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин (5)

На вал работающего нагнетателя непрерывно подводится мощность от приводного двигателя. Он характеризуется полезной мощностью и мощностью нагнетателя.

Полезная мощность нагнетателя Nп — это работа, сообщаемая нагнетателем рабочему телу в 1 с.

Nп = ρ1000QLп , кВт.

Мощность, подводимую на вал нагнетателя от приводного двигателя, называют мощностью нагнетателя и обозначают буквой N (кВт).

С учетом потерь энергии Nп < N или Nп = N- Nпот.

20

Оборудование трансформаторов тепла

Основные рабочие параметры нагнетательных машин (6)

Энергетическое совершенство насосов и вентиляторов оценивается коэффициентом полезного действия η = NпJN.

В рабочих условиях КПД нагнетателя зависит от многих факторов — конструкции и размеров машины, рода рабочего тела, режима нагрузки установки, характеристики системы трубопроводов, подключенной к нагнетателю.

Эффективность установки, состоящей из нагнетателя, промежуточной передачи и приводного двигателя, оценивается коэффициентом ее полезного действия ηуст = NпJNэл, где Nэл — электрическая мощность, подводимая к двигателю.

21

Оборудование трансформаторов тепла

Принципиальная схема и рабочие процессы идеального поршневого компрессора

4-1 — всасывание; 1-2 — сжатие газа; 2-3 — нагнетание; 3-4 — закрытие

нагнетательного клапана и начало обратного движения поршня

22

Оборудование трансформаторов тепла

Принцип работы поршневого компрессора

а – фаза всасывания; б – фаза сжатия; 1 - Выпускной клапан;

2 - Линия нагнетания к конденсатору;

3 - Поршень;

4 - Цилиндр;

5 - Шатун;

6 - Коленчатый вал;

7 - Головка клапанов;

8 - Линия всасывания от испарителя;

9 - Впускной клапан

23

Оборудование трансформаторов тепла

Схемы поршневых компрессоров трансформаторов тепла

а) — тронковый непрямоточный; б) — крейцкопфный двойного действия

24

Оборудование трансформаторов тепла

Одноступенчатый поршневой компрессор двухстороннего действия

1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — крейцкопф; 5 — шатун; 6 — кривошип; 7, 8 — всасывающий и

нагнетательный клапаны

25