3.2 Вибір матеріалів

Основними конструкційними матеріалами для зварної, кованої та литої хімічної апаратури найрізноманітніших класів, типів та хімічно-технологічного призначення є сталі вуглецеві, низьколеговані конструкційні (вуглецеві якісні, леговані), високолеговані (корозійностійкі, жаростійкі та жароміцні), чавуни (сірі, лужностійкі) та сплави зі спеціальними властивостями.

Оскільки в технології використання аміаку ставляться підвищені вимоги до вмісту кольорових металів в матеріалі, з якого виготовлюється труби, а також у зв’язку з малими напруженнями у відповідності з рекомендаціями вибираємо для вузлів і деталей, що можуть контактувати з аміаком, матеріал: сталь 10Г2 (ГОСТ 4543-71) [ НПАОП 29.23-1.04-90 Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок] з межею міцності 180 МПа (ГОСТ 14249-89).

Болти та гайки виготовляються із якісної вуглецевої сталі марки 40Х (ГОСТ 1050-88), які використовуються для деталей машин з підвищеними вимогами.

Шайби виготовляються із сталі 08кп (ГОСТ 1050-88); межа міцності такої сталі при розтягуванні не менше 270 – 370 МПа.

3.3 Порівняння основних показників розробленої конструкції з аналогами

4. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність

випарника

4.1 Розрахунок теплопритоків в камері холодильної машини (ХМ)

Метою розрахунку є визначення холодопродуктивності в холодильній камері, яка використовується для охолодження морозива.

Розрахункова схема холодильної камери наведена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема теплопритоків в холодильній камері

Початкові дані для розрахунку:

Початкова температура морозива

Кінцева температура морозива

Зовнішня температура поза камерою

Внутрішня температура в камері

Розміри морозильної камери :

ширина a, м 1,6

довжина b, м 3,6

висота c, м 2,2

Розрахунок проводимо за методикою, наведеною в літературі [Янвель].

4.1.1. Розрахунок теплопритоків

Розрахункова площа камери:

Дійсний коефіцієнт теплопередачі через огорожу:

де – коєфіціенти тепловіддачі від внутрішньої поверхні стіни, при швидкості руху повітря 3,35 м/сек;

–коєфіціенти тепловіддачі від поверхні стін, у випадку нерухомого повітря [2.табл.2.1];

–коефіцієнт теплопровідності для сталі 12Х18Н10Т за температури [10];

–коефіцієнт теплопровідності для сталі 12Х18Н10Т за температури [10];

м, – товщини стінки холодильної камери для сталі 12Х18Н10Т;

0,025 – коефіцієнт теплопровідності для полиуретану[2];

–товщина полиуретана.

Теплопритоки через стіни, перегородки, перекриття чи покриття

кВт.

Умовні коєфіціенти теплопередачі підлоги (без теплоізоляції):

де та – умовні коєфіціенти теплопередачі підлоги (без теплоізоляції) від підлоги для I та II зони [2].

Площа ділянки підлоги:

Відносне зростання термічного опору підлоги при наявності ізоляції:

Якщо підлога не має обігрівальних пристроїв, то теплопритоки можна визначити по формулі:

кВт.

Площі огороджень ми приймаємо, як стінки холодильної установки , через які проходить сонячна радіація. З північної сторони огорожі сонячної радіація не проходить, так як сонячної активності з північної сторони нема:

Теплопритоки від сонячної радіації з південної сторони:

.

Теплопритоки від сонячної радіації з західної сторони:

.

Теплопритоки від сонячної радіації з східної сторони:

.

Сумарний теплоприток від сонячної радіації:

де – надлишкова різниця температур для бетонної стінки та для 3-х сторін горизонту для 50° широти для півночі, заходу та сходу відповідно для м. Київ [1.табл.9.1];

–коєфіціент теплопередачі для бетонна [1].

Загальний тепло приток. Теплопритоки через огороджувальні конструкції визначається як сума теплопритоків (через стіни, перегородки, перекриття, підлогу) викликаних наявністю різниці температур зовні огорожі і всередині охолоджуваного приміщення, а також теплопритоків в результаті впливу сонячної радіації, через покриття та зовнішні стіни, та підлога яка не має обігрівальних пристроїв :