1.2 Вибір типу апарата і його місце в технологічній схемі

_{Відомо декілька різновидів двоступінчастих холодильних машин: з одноразовим дроселюванням (зі змійовиковою проміжною посудиною і повним та неповним проміжним охолодженням), з дворазовим дроселюванням (з повним та неповним проміжним охолодженням), з одноступінчастим гвинтовим компресором та з двома випарниками.}

_{В залежності від способу охолодження проміжної пари між ступенями та переохолодження рідини перед регулюючим дроселем розрізняють схеми з повним та неповним проміжним охолодженням [3].}

_{В таких холодильних машинах як робоча речовина найчастіше використовується аміак R717, NH3.}

Аміак є доступним і дешевим холодильним агентом. Він застосовується, головним чином, в холодильних машинах з поршневими компресорами при температурах кипіння до мінус 60 °С і конденсації не вище 40 °С.

Конденсатор слугує для передачі теплоти холодильного агенту навколишньому середовищу чи «джерелу високої температури». В загальному випадку перегрітий пар холодильного агенту в конденсаторі охолоджується до температури насичення на декілька градусів нижче температури конденсації.

За видом охолоджуючого середовища конденсатори можна розділити на 2 великі групи: з водяним та повітряним охолодженням. Ще є спеціальні конденсатори-випарники.

За принципом відводу теплоти конденсатори з водяним охолодженням поділяються на проточні, зрошувальні і випарні.

До проточних конденсаторів відносяться горизонтальні і вертикальні кожухотрубні, пакетно-панельні та елементні [8].

В більшості випадків для великих та середніх установок, що працюють на різних холодильних агентах, застосовують конденсатори з водяним охолодженням – горизонтальні кожухотрубні. Доцільно використовувати ці конденсатори при наявності зворотнього водопостачання [1].

Оскільки проточна вода є на виробництві, то використовуємо конденсатор з водяним охолодженням.

2. Технічна характеристика випарника

Тиск в трубному просторі, МПа 0,6;

температура аміака, К 298,15;

зовнішній діаметр труб, м 0,025;

внутрішній діаметр труб, м 0,02;

товщина ребер, м 0,004;

витрати теплоносія, кг/с 0,024;

3 Опис та обґрунтування вибраної конструкції випарника

3.1 Опис конструкції, основних складальних одиниць та деталей апарата

Кожухотрубний конденсатор, призначений для охолодження аміаку водою. Схема теплообмінного апарату наведена на рисунку 3.1. Кожухотрубний теплообмінник скаладається з циліндричної обичайки. Конденсатор з двох сторін закритий кришками. Кришки закріплюють фланцями за допомогою болтів. Герметичність з’єднання досягається за допомогою встановлених прокладок між фланцями. В кришках встановлюються перегородки, що створюють необхідну кількість ходів. Гарячі пари холодильного агенту із компресору через патрубок поступають в трубний простір, пари при цьому конденсуються на внутрішній поверхні труб, розвальцьованих в трубних решітках. До обичайки приварені 2 фланці для введення води в міжтрубний простір для охолодження перегрітого холодильного агенту. До правої кришки приварені вхідний та вихідний патрубки. Трубний пучок, в аміачних конденсаторах, набирається із стальних труб Труби в пучку розташовані по сторонам рівносторонніх трикутників, з кроком по горизонталі 34 мм.

Рисунок. 3.1 – Конструктивна схема конденсатора

Основними вимогами при конструюванні теплообмінного апарата є: забезпечення найбільш високого коефіцієнта теплопередачі при можливо меншому гідравлічному опорі; компактність і найменша витрата матеріалів; надійність і герметичність у поєднанні з розбірністю і доступністю поверхні теплообміну для механічного очищення її від забруднень; уніфікація вузлів і деталей.

Технологічність механізованого виготовлення широких рядів поверхонь теплообміну для різного діапазону робочих температур, тисків і т.д.

Інтенсивність процесу теплообміну характеризується коефіцієнтом теплопередачі К. На інтенсивність і ефективність впливають форма поверхні теплообміну; еквівалентний діаметр і компонування каналів, що забезпечують оптимальні швидкості руху середовищ; середній температурний напір; наявність турбулізуючих елементів у каналах та таке інше.