- •1 Призначення та область використання випарника
- •1.2 Вибір типу випарника та його місце в технологічній схемі
- •2 Технічні вимоги до випарника
- •3 Опис та обґрунтування вибраної конструкції випарника
- •3.1 Опис конструкції, основних складальних одиниць та деталей апарата
- •3.2 Вибір матеріалів
- •4.1.1. Розрахунок теплопритоків
- •4.1.2 Теплопритоки від вантажу при холодильній обробці
- •4.2. Розрахунок двоступінчастої холодильної машини
- •4.3 Розрахунок випарника (повітроохолоджувача)
- •4.3.1 Параметри повітря
- •4.3.2 Степінь ореберення
- •4.3.3 Коефіцієнт тепловіддачі зі сторони повітря
- •4.3.4 Коефіцієнт волого випадання
- •4.3.5 Умовний коефіцієнт тепловіддачі вологого повітря
- •4.3.6 Степінь ефективності ребра
- •4.3.7 Умовний коефіцієнт тепловіддачі
- •4.3.9 Об’ємні витрати повітря
- •4.3.14 Тепловий потік з боку холодильного
- •4.3.15 Середня логарифмічна різниця температур
- •4.3.16 Питомий тепловий потік
- •5.3 Визначення діаметрів штуцерів
4.3 Розрахунок випарника (повітроохолоджувача)
4.3.1 Параметри повітря
Метою конструктивного розрахунку випарника (повітроохолоджувача) є визначення площі поверхні теплообміну і числа секцій.
Вихідні дані до розрахунку:
Холодопродуктивність , кВт 31;
Температура повітря в камері , К 237;
Вологість повітря на вході , % 70;
Вологість повітря на виході , % 90;
Розрахункова схема зображена на рисунку 4.3.
Рисунок 4.3 – Схема повітроохолоджувача
Розрахунок виконується за методикою, наведеною в [Кошкин].
Параметри повітря на вході в повітроохолоджувач:
237+2=239 К,
де =2 – різниця температур на вході та виході із повітроохолоджувача [Кошкин-Сакун].
Вологовміст повітря на вході:
=0.7·0.0001535=0,0001074 кг/кг,
де =0,0001535 кг/кг взято із [Таблиці] при температурі повітря 239 К.
Ентальпія повітря на вході:
де Дж/кг і Дж/кг – ентальпії сухого та вологого повітря при температурі 239 К[Таблиці].
Параметри повітря на виході із повітроохолоджувача:
237-2=235 К,
де =2 – різниця температур на вході і виході із повітроохолоджувача [Кошкин-Сакун].
Вологовміст повітря на виході:
=0,9·0,0000987=0,00008883 кг/кг,
де =0,0000987 кг/кг взято із [Таблиці] при температурі повітря 235 К.
Ентальпія повітря на виході:
де Дж/кг і Дж/кг – ентальпії сухого та вологого повітря при температурі 235 К[Таблиці].
Відносна вологість , вологовмісті ентальпіявизначаються граничними процесами охолодження повітря до температури(процеси 1-2 і 1-2w). Процес охолодження повітря показано на рис.4.4.
Рисунок 4.4 – Процес охолодження повітря повітроохолоджувачі
Температура холодної поверхні в залежності від величини тепловологісного відношення може змінюватися в межах від(для процесу 1-2) до(для процесу 1-2w). Температура холодної поверхні може бути і нижче , проте в цьому випадку у поверхні охолодження утворюється туман. На графіку (рис.4.5), побудованому по рівнянню:
показано зміну величини тепловологісного відношння від температури поверхні охолодження. З графіка випливає, що для граничних процесів температура поверхні дорівнює: для процесу 1-2 К; для процесу 1-2w =
Рисунок 4.5 – Графік до розрахунку повітроохолоджувача
Величини і, відповідні різним значеннямпри=const (235 К), можна визначити за графіком (рис. 4.5), побудованому по рівнянню:
Параметри повітря після повітроохолоджувача приведені в табл. 4.3.
Таблиця 4.3 - Параметри повітря після повітроохолоджувача
, К |
233 |
234 |
235 |
, % |
99,5 |
99,6 |
100 |
, кг/кг |
0,00007674 |
0,00008665 |
0,0000987 |
, кДж/кг |
37,99 |
37,99 |
38,08 |
4.3.2 Степінь ореберення
Вихідні данні:
Зовнішній діаметр труб , м 0,022;
Зовнішній діаметр труб , м 0,0196;
Висота ребер , м 0,130;
Шаг ребер u, м 0,012;
Товщина ребер δ, м 0,0003;
Крок труб по фронту , м
Крок труб в глибину , м
Передбачається, що повітроохолоджувач буде змонтований із сталевих труб з насадними квадратними ребрами. Розташування труб в пучку коридорне. Розрахункова схема зображена на рисунку 4.6.
Рисунок 4.6 – Теплопередаюча поверхня
Поверхня ребер:
.
Поверхня міжреберних ділянок:
Внутрішня поверхня труби:
=3,14·0,0196=0,062
Степінь оребрення: