CATEGORII DOCUMENTE |
Arhitectura | Auto | Casa gradina | Constructii | Instalatii | Pomicultura | Silvicultura |
Partea scrisa:
Memoriu tehnic
Determinarea parametrilor termodinamici ai ciclului teoretic pentru instalatie de amoniac
Determinarea parametrilor termodinamici ai ciclului teoretic pentru instalatie de freon R22
Determinarea parametrilor termodinamici ai ciclului teoretic pentru instalatie de freon R134a
Alegerea compresorului pentru amoniac
Alegerea compresorului pentru freon R134a
Alegerea condensatorului pentru amoniac
Alegerea vaporizatorului pentru amoniac
Alegerea vaporizatorului pentru freon R134a
Dimensionarea si alegerea aparatelor auxiliare
Partea desenata:
Schema tehnologica si de automatizare a instalatiei frigorifice cu comprimare mecanica pentru NH3
Schema tehnologica si de automatizare a instalatiei frigorifice cu comprimare mecanica pentru R134a
Schema de montaj a instalatiei frigorifice cu comprimare mecanica pentru NH3
Schema de montaj a instalatiei frigorifice cu comprimare mecanica pentru R134a
MEMORIU JUSTIFICATIV
Prin tema de proiect s-a cerut proiectarea unei instalatii de comprimare mecanica intr-o treapta. Datele dupa care s-au facut calculele sunt urmatoarele:
puterea frigorifica: FO = 475 KW
natura solutiei: etilen glicol
temperaturile agentului racit: qS1 C ; qS2 C
temperaturile agentului de racire: qW1 C ; qW2 C
S-au folosit trei agenti frigorifici: amoniac ( NH3 ) si freonii R22 si R134a. In urma calculului termic a rezultat ca amoniacul ( NH3 ) este agentul frigorific ce indeplineste toate conditiile pentru a putea fi folosit in instalatie.
S-au facut calcule pentru alegerea compresoarelor, dimensionarea condensatorului, dimensionarea vaporizatorului precum si dimensionarea si alegerea aparaturii auxiliare rezultand urmatoarele:
compresor 6AW - 100 ( Tehnofrig )
condensator multitubular de amoniac cu S = 91,8 m2
separator de ulei tip SU - 500
subracitor tip SCC - 2,5 ( Frigotehnica )
rezervor de amoniac lichid tip RAL 5000 ( Frigotehnica )
separator de lichid vapori tip SLV 700 ( LUPS Chitila )
vaporizator multitubular de amoniac cu S = 200 m2
pompa de agent racit tip Lotru 100 b ( Aversa Bucuresti )
INSTALATIA FRIGORIFICA CU COMPIMARE MECANICA DE VAPORI INTR-O TREAPTA
Instalatia cu amoniac
Figura SEQ Figura * ARABIC . Schema teoretica a instalatiei frigorifice cu NH3, intr-o treapta
SL - separator de lichid
C - condensator
K - compresor
SU - separator de ulei
R - rezervor de amoniac lichid
SR - subracitor de lichid
VL - ventil de laminare
P - pompa de agent racit
CF - consumator de frig
Figura SEQ Figura * ARABIC . Ciclul termodinamic teoretic
2 proces de comprimare mecanica adiabatica ( s = ct. )
proces de racire a vaporilor ( p = ct. )
proces de condensare ( p,q = ct. )
proces de subracire a lichidului ( p = ct. )
proces de laminare ( h = ct. )
proces de vaporizare ( p,q = ct. )
Date de calcul:
agentul frigorific : amoniac NH3
puterea frigorifica: Fo = 475 KW
agentul racit: solutie de apa si etilen glicol
temperaturile agentului racit : qS1 C ; qS2 C
agentul de racire: apa recirculata
temperaturile agentului de racire: qw1 C ; qw2 C
Temperaturile caracteristice:
Temperatura de vaporizare:
q qS2 Dq C
Temperatura de condensare:
qC qW2 DqC C
Temperatura de subracire:
qSR qW1 DqSR C
Parametrii termodinamici ai ciclului:
Punct |
q |
p |
h |
v |
x |
C |
bar |
|
| ||
Determinarea puterilor termice si energetice ale instalatiei:
Puterea frigorifica masica:
qom = h1 - h4
= 1677,03 - 580 = 1097,03
Puterea frigorifica volumica:
qov =
Debitul masic de amoniac:
Qm =
Puterea termica masica de condensare:
qc = h2 - h3 = 1895 - 600,69 = 1294,31
Puterea termica totala a condensatorului:
Fc = Qm x qc = 0,433 x 1294,31 = 560,42 KW
Lucrul mecanic masic al compresorului:
lK = h2 - h1 = 1895 - 1677,03 = 217,97
Puterea totala de comprimare:
PK = Qm x lK = 0,433 x 217,97 = 94,38 KW
Puterea termica masica a subracitorului:
qSR = h3 - h3' = 600,69 - 580 = 20,69
Puterea termica totala a subracitorului:
FSR = Qm x qSR = 0,433 x 20,69 = 8,96 KW
Bilantul energetic al instalatiei:
F + PK = 475 + 94,38 = 569,378 KW
FC FSR = 560,42 + 8,96 = 569,378 KW
Coeficientul de performanta al instalatiei:
COP =
Instalatia cu freon R22, R134a
Figura SEQ Figura * ARABIC . Schema teoretica a instalatiei frigorifice cu freon intr-o treapta
V - vaporizator
SCR - schimbator de caldura regenerativ
K - compresor
C - condensator
VLT - ventil de laminare termostatic
CF - consumator de frig
P - pompa de agent racit
Figura SEQ Figura * ARABIC . Ciclul termodinamic teoretic
spraincalzire a vaporilor in vaporizator ( p = ct. )
spraincalzire a vaporilor in SCR ( p = ct. )
comprimare adiabatica (s = ct. )
racire a vaporilor ( p = ct. )
condensare ( p,q = ct. )
subracire a lichidului ( p = ct. )
laminare ( h = ct. )
vaporizare ( p,q = ct. )
Date de calcul:
agentul frigorific : freon R22
puterea frigorifica: Fo = 475 KW
agentul racit: solutie de apa si etilen glicol
temperaturile agentului racit : qS1 C ; qS2 C
agentul de racire: apa recirculata
temperaturile agentului de racire: qw1 C ; qw2 C
Temperaturile caracteristice:
Temperatura de vaporizare:
q qS2 Dq C
Temperatura de condensare:
qC qW2 DqC C
Temperatura de supraincalzire:
q q Dq C
q q Dq C
Parametrii termodinamici ai ciclului:
Punct |
q |
p |
h |
v |
x |
C |
bar |
|
| ||
h3' = h4 = h1' + h3 - h1"
Determinarea puterilor termice si energetice ale instalatiei:
Puterea frigorifica masica:
qom = h1' - h4
= 407 - 239,539 = 167,461
Puterea frigorifica volumica:
qov =
Debitul masic de freon:
Qm =
Puterea termica masica de condensare:
qc = h2 - h3 = 452 - 247,039 = 204,961
Puterea termica totala a condensatorului:
Fc = Qm x qc = 2,836 x 204,961 = 581,37 KW
Lucrul mecanic masic al compresorului:
lK = h2 - h1" = 452 - 414,5 = 37,5
Puterea totala de comprimare:
PK = Qm x lK = 2,836 x 37,5 = 106,37 KW
Puterea termica masica a subracitorului:
qSR = h1" - h1' = 414,5 - 407 = 7,5
Puterea termica totala a subracitorului:
FSR = Qm x qSR = 2,836 x 7,5 = 21,27 KW
Bilantul energetic al instalatiei:
F + PK = Fc
475 + 106,37 = 581,37 KW
Coeficientul de performanta al instalatiei:
COP =
Date de calcul:
agentul frigorific : freon R134a
puterea frigorifica: Fo = 475 KW
agentul racit: solutie de apa si etilen glicol
temperaturile agentului racit : qS1 C ; qS2 C
agentul de racire: apa recirculata
temperaturile agentului de racire: qw1 C ; qw2 C
Temperaturile caracteristice:
Temperatura de vaporizare:
q qS2 Dq C
Temperatura de condensare:
qC qW2 DqC C
Temperatura de supraincalzire:
q q Dq C
q q Dq C
Parametrii termodinamici ai ciclului:
Punct |
q |
p |
h |
v |
x |
C |
bar |
|
| ||
| |||||
h3' = h4 = h1' + h3 - h1"
Determinarea puterilor termice si energetice ale instalatiei:
Puterea frigorifica masica:
qom = h1' - h4
= 398 - 243,96 = 154,04
Puterea frigorifica volumica:
qov =
Debitul masic de freon:
Qm =
Puterea termica masica de condensare:
qc = h2 - h3 = 440 - 253,96 = 186,04
Puterea termica totala a condensatorului:
Fc = Qm x qc = 3,084 x 186,04 = 573,68 KW
Lucrul mecanic masic al compresorului:
lK = h2 - h1" = 440- 408 = 32
Puterea totala de comprimare:
PK = Qm x lK = 3,084 x 32 = 98,68 KW
Puterea termica masica a subracitorului:
qSR = h1" - h1' = 408 - 398 = 10
Puterea termica totala a subracitorului:
FSR = Qm x qSR = 3,084 x 10 = 30,84 KW
Bilantul energetic al instalatiei:
F + PK = Fc
475 + 98,68 = 573,68 KW
Coeficientul de performanta al instalatiei:
COP =
TABELUL COMPARATIV:
Agent |
NH3 |
R22 |
R134a |
q C ) | |||
qC C ) | |||
p0 ( bar ) | |||
PC ( bar ) | |||
qom
| |||
Qom
| |||
qC
| |||
FC ( KW ) | |||
qSR
| |||
FSR ( KW ) | |||
lK
| |||
PK ( KW ) | |||
Vasp
| |||
qov
| |||
COP | |||
Vasp
| |||
mH2O
| |||
P | |||
q C ) |
Vasp = Qm x vasp
mH2O =
Agent frigorific amoniac( NH3 ):
Tip K |
O |
OK |
nk |
nk tot |
ch |
cht |
vreal |
a |
Putere |
PKT |
KW |
KW |
buc. |
buc. |
m3/h |
m3/h |
m3/h |
KW | |||
4AU-50 | ||||||||||
4AU-71 | ||||||||||
6AW-100 | ||||||||||
8A2U-140 | ||||||||||
2.6AW-210 | ||||||||||
2.8A2U-280 | ||||||||||
p0 = 3,28 bar
pC = 14,596 bar
Coeficientul spatiului mort
c0 = 0,02 coeficientul relativ al spatiului mort
m = 1 indicele transformarii politropice
Coeficientul de laminare
Dp0 = 0,04
Coeficientul de incalzire
TA = t0 + 273,15 = -7 + 273,15 = 266,15 K
DT = 5 K
Coeficientul de etanseitate
lE
Randamentul volumic ( gradul de livrare )
l lV x lL x lT x lE = 0,72 x 0,97 x 0,97 x 0,95 = 0,64
Debitul volumic real
QVT = Qm
x v1 x 3600 = 0,433 x 0,372 x 3600 = 579,87
Agent frigorific freon R134a:
TIP K |
F |
F0K |
nK |
nK TOT. |
ch |
cht |
vreal |
Fa |
KW |
KW |
buc. |
buc. |
|
|
|
KW |
|
V15 59 | ||||||||
V15 71 | ||||||||
V20 84 | ||||||||
Z25 106 | ||||||||
Z30 126 | ||||||||
Z40 142 | ||||||||
Z40 154 | ||||||||
W40 168 | ||||||||
W50 187 | ||||||||
W60 206 |
| |||||||
p0 = 2,264 bar
pC = 9,64 bar
Coeficientul spatiului mort
c0 = 0,02 coeficientul relativ al spatiului mort
m = 1,1 indicele transformarii politropice
Coeficientul de laminare
Dp0 = 0,04
Coeficientul de incalzire
TA = t0 + 273,15 = -7 + 273,15 = 266,15 K
DT = 5 K
Coeficientul de etanseitate
lE
Randamentul volumic ( gradul de livrare )
l lV x lL x lT x lE = 0,78 x 0,969 x 0,97 x 0,98 = 0,718
Debitul volumic real
QVT = Qm
x v1 x 3600 = 3,084 x 0,095 x 3600 = 1054,728
Debitul masic real de agent frigorific
Puterea termica reala de condensare
FCR = QmR x qC = 0,461 x 1294,31 = 596,67 KW
Puterea termica reala de subracire
FSR.R = QmR x qSR = 0,461 x 20,69 = 9,53 KW
Debitul masic real de agent frigorific
Puterea termica reala de condensare
FCR = QmR x qC = 3,21 x 186,04 = 597,68 KW
Puterea termica reala de subracire
FSR.R = QmR x qSR = 3,21 x 10 = 32,1 KW
Date de calcul:
agentul frigorific: amoniac ( NH3 )
puterea termica de condensare reala: FCR = 596,67 KW
temperatura apei de racire: qw1 C ; qw2 C
temperatura de condensare: qC C
Alegem tevi din otel cu dimensiunile:
f 25 x 2,5 mm cu lOL = 55
Consideram o pelicula de ulei cu:
du = 0,045 x 10-3 m si lu = 0,14
Consideram o depunere de piatra cu:
dp = 0,5 x 10-3 m ; lp = 2
Din tabelul 6-1 pag. 150 rezulta parametrii termofizici ai amoniacului lichid pentru qC C:
cp
= 4,852
r = 0,58261062
n = 0,2136 x 10-6
l = 451,2 x 10-3
Pr = 1,3367952
Din tabelul 2-1 pag. 25 rezulta caldura latenta de condensare:
LC
= h" - h' = 1713,05 - 600,69 = 1112,36
Din tabelul 6-2 pag. 150 rezulta parametrii termofizici ai apei, pentru:
cpw
= 4,187
rw = 994,7
nw = 0,765 x 10-6
lw = 0,617
Prw = 5,15
Determinarea functiei q2
q1
= A x ( qC qX )0,75 = 13.160 x ( qC qX )0,75
Determinarea functiei q2
Aleg
: ww = 1,5
q2
= B x ( qX qwm )
qX C |
qma |
qC |
||||
q1 | ||||||
q2 |
Se traseaza grafic variatia q1 ( qX ) si q2 ( qX ) determinand:
qX C
q = 6.500
Date de calcul
agentul frigorific: amoniac ( NH3 )
puterea termica de condensare reala: FCR = 596,67 KW
debitul masic de amoniac: QmR
= 0,461
suprafata condensatorului: Sc = 91,8 m2
dimensiunile tevilor: f 25 x 2,5 mm
temperatura apei: qw1 C ; qw2 C
viteza apei prin tevi:
ww = 1,5
Din tabelul 6-2 pag. 150 se determina cpw si rw, pentru apa cu temperatura:
Astfel: cpw
= 4,187
rw = 994,7
Se determina volumul masic al amoniacului in starile 2 si 3:
Astfel: v2 = 0,13
v3 = 1,71 x 10-3
Debitul masic de apa
Debitul volumic de apa
Numarul de tevi la o trecere a apei
Deci n = 61 tevi
Lungimea fascicolului de tevi pentru N = 6
Pentru un numar total de tevi din manta:
z = n x N = 61 x 6 = 366 tevi
Din tabelul 6-5 pag. 154 pentru z = 367 rezulta m = 20.
Pentru tevi cu dimensiunile f 25 x 2,5 mm din tabelul 6-6 pag. 155 rezulta:
t = 0,033 m
d = 0,008 m
Diametrul interior al mantalei
Di = D' + de + 2 x d = 0,66 + 0,025 + 2 x 0,008 = 0,7 m
D' = m x t = 20 x 0,033 = 0,66 m
D' diametrul de asezare a doua tevi extreme
Diametrul exterior al mantalei
De = Di + 2 x dm = 0,7 + 2 x 0,008 = 0,72 m
Racordul de amoniac vapori
w
= 12 15
w viteza fluidului in racord
Racordul de amoniac lichid
w
= 1 2
w viteza fluidului in racord
Racordurile de apa de racire
Astfel cu dimensiunile standardizate din tabelul 9-2 pag. 260 rezulta valorile definitive: dNH3,v = f 76 x 3,5 ; dNH3,l = f 28 x 3; dw= f 168 x 6.
DIMENSIONAREA VAPORIZATORULUI
Date de calcul
agentul frigorific: amoniac ( NH3 )
puterea frigorifica reala: FOR = 505.800 W
debitul masic de
agent frigorific: QmR = 0,461
temperatura de vaporizare: qO C
temperaturile agentului racit: qS1 C
qS2 C
agentul racit: etilen glicol + apa
Calculul preliminar
kp
= 600
Alegem tevi din otel de f 25 x 2,5 mm si o viteza a agentului racit wS = 1,3
Din tabelul 7-4 pag. 179 extragem parametrii termofizici ai solutiei de apa si etilen glicol pentru:
qcong q C
qSm =
Astfel:
rS = 1.030
cPS
= 3,7681
nS = 3,66 x 10-6
lS = 0,48846
PrS = 29,2
di = 0,02 m
Pentru determinarea lui aS utilizam relatia 7-26 cu corectia lui Ramm 7-27:
Rezistenta conductiva va fi:
Coeficientul de convectie la vaporizarea amoniacului se determina cu relatia 7-32:
a = 4,2 x ( 1+0,007 x q ) x [ kp x ( Dq )m ]0,7 =
= 4,2 x ( 1+0,007 x ( - 7 ) x ( 600 x 5,1 )0,7
= 1100,1
Coeficientul global de transfer termic:
Verificare cu k propus:
Se reia calculul cu kp =
500
Aceasta schimbare va afecta numai pe a , care va fi:
a = 4,2 x ( 1+0,007 x q ) x [ kp x ( Dq )m ]0,7 =
= 4,2 x ( 1+0,007 x ( - 7 ) x ( 500 x 5,1 )0,7
= 968,3
Coeficientul global de transfer termic:
Verificare cu k propus:
Suprafata de vaporizare necesara:
Numarul de tevi la o trecere a lichidului racit prin vaporizator:
Deci n = 64 tevi pe o trecere.
Lungimea fascicolului de tevi:
dm = 0,0225 m
Pentru z = n x N = 64 x 8 = 512 tevi amplasate in mantaua vaporizatorului, din tabelul 6-5 pag. rezulta m = 24, iar numarul real de tevi este 517.
Din tabelul 6-6 pag. 155 se extrage:
t = 32,5 mm
d = 7,5 mm
Diametrul mantalei vaporizatorului:
De = m x t + de + 2 x d + 2 x gm =
= 24 x 0,0325 + 0,025 + 2 x 0,0075 + 2 x 0,0135 = 0,85 m
Racordurile pentru amoniac lichid:
Se alege f 28 x 3 mm.
Racordurile pentru amoniac vapori:
Se alege f 152 x 5,5 mm.
Racordurile pentru lichidul racit:
Se alege f 178 x 6 mm.
Date de calcul
agentul frigorific: freon R134a
puterea frigorifica reala: FOR = 494,88 KW
debitul masic de
agent frigorific: QmR = 3,21
temperatura de vaporizare: qO C
temperaturile agentului racit: qS1 C
qS2 C
agentul racit: etilen glicol + apa
Calculul preliminar
kp
= 350
Alegem tevi din cupru de f 18 x 1 mm.
SOP
=
LP = 4 m
Numarul de tevi din vaporizator:
n =
dm = 0,017 m
Deci n = 1297
La prinderea prin mandrinare din tabelul 6-5 pag. 154 si tab. 6-6 pag. 155 rezulta:
m = 38 iar numarul real de tevi 1303
t = 0,0235 m
d = 0,0055 m
Diametrul interior al mantalei:
Di = m x t + de + 2 x d = 38 x 0,0235 + 0,018 + 2 x 0,0055 = 0,9 m
de = 0,018 m
Pasul:
s = 0,28 x Di = 0,16 x 0,9 = 0,25 m
S1 = s x d x ( [ m ] + 1 ) = 0,25 x 0,0055 x ( 38 + 1 ) = 0,0536 m2
S2
=
Se
=
Din tabelul 7-2 pag. 179 extragem parametrii termofizici ai solutiei de apa si etilen glicol pentru:
qcong q C
qSm =
Rezulta:
rS = 1.030
cPS
= 3,7681
nS = 3,66 x 10-6
lS = 0,48846
PrS = 29,2
Pentru qP C rezulta nS,P = 3,742 x 10-6
Debitul masic de lichid racit:
QmS
=
Viteza lichidului racit:
ws
=
Calculul definitiv:
ReS
=
Coeficientul de convectie al lichidului racit:
Rezistenta termica conductiva:
m =
di = 0,016 m
Coeficientul de convectie la vaporizarea R134a:
Coeficientul global de transfer termic:
Verificare cu k propus:
Se reia calculul cu kP =
300
SOP =
LP = 6 m
Numarul de tevi din vaporizator:
n =
dm = 0,009 m
Deci n = 1907
La prinderea prin mandrinare din tabelul 6-5 pag. 154 si tab. 6-6 pag. 155 rezulta:
m = 45,8258 iar numarul real de tevi 1915
t = 0,013 m
d = 0,003 m
Diametrul interior al mantalei:
Di = m x t + de + 2 x d = 45,8258 x 0,0013 + 0,01 + 2 x 0,003 = 0,612 m
de = 0,01 m
Pasul:
s = 0,16 x Di = 0,16 x 0,612 = 0,0979 m
S1 = s x d x ( [ m ] + 1 ) = 0,0979 x 0,003 x ( 45 + 1 ) = 0,0138 m2
S2
=
Se =
Viteza lichidului racit:
ws
=
Calculul definitiv:
ReS
=
Coeficientul de convectie al lichidului racit:
Rezistenta termica conductiva:
m =
di = 0,009 m
Coeficientul de convectie la vaporizarea R134a:
Coeficientul global de transfer termic:
Verificare cu k propus:
Suprafata de vaporizare necesara:
L =
Racorduri pentru R134a lichid:
Se alege f 140 x 5 mm.
Racorduri pentru R134a lichid:
Se alege f 178 x 6 mm.
Racordurile pentru lichidul racit:
Se alege f 146 x 5 mm.
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 4579
Importanta:
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved