Тепловой расчёт испарителя- воздухоохладителя.

1. Средний температурный напор в испарителе:

Dt_б = 20-5 = 15^оС; Dt_м = 15-5 = 10^оС

2. Ориентировочный коэффициент теплопередачи в воздухонагревателях или охладителях, отнесённый к наружной поверхности ( [2], стр. 111):

K₂ ≈ 40 Вт/(м²*^оС)

3. Ориентировочная поверхность теплообмена испарителя:

F_и = Q_и /( K_2*∆t_ср) = 234,14 *10³/(40*12,33) = 475 м².

4. Ориентировочный удельный тепловой поток в испарителе:

q_и = Q_и/ F_и = 493 Вт/м²

5. Принимаем конструкцию воздухоохладителя такой же как и воздухонагревателя, но соединение секций по фреону делаем параллельным. Ориентировочное количество секций испарителя:

n_c = 1.2_*F_и/F₁ = 1.2_*475/42.825 ≈ 14

Массовый расход фреона не изменится G_x = 1,54 кг/с.

Массовая скорость фреона в трубках при параллельном соединении 18 секций по фреону:

r∙W₁ = G_x/(9∙f_х) = 1,54/(14_*0,000609) = 181 кг/(м²_*с).

6. Расчет коэффициента теплоотдачи при кипении в трубах можно выполнить по формуле ([6], стр. 45):

a₁ = 32∙q_и^0,15∙(r∙W₁)^0,57 = 32∙493^0,15∙181^0,57 = 1570 Вт/(м²*^оС)

7. Соединение секций испарителя по воздуху выполняем последовательным для того, чтобы скорость воздуха осталась такой же, как и в воздухонагревателе, при том же объёмном расходе воздуха (расход даже несколько увеличится за счёт уменьшения плотности при более высокой температуре). Следовательно, коэффициент теплоотдачи от сухого воздуха к оребренной поверхности практически будет таким же как и в воздухонагревателе:

a_2пр = 31,7 Вт/(м²_*К).

Но, так как в воздухоохладителе происходит выпадение влаги из воздуха при его охлаждении ниже точки росы, то за счёт орошения труб коэффициент теплоотдачи увеличится:

a₂ = a_2пр* = 171,2 Вт/(м²_*К).

где h_в = 57 кДж/кг; h_выт = 30 кДж/кг; t_в = 20 ^оС; t_выт = 15^оС (см. раздел 3.1);

С_р = 1 кДж/(кг∙К) – изобарная теплоемкость воздуха.

8. Коэффициент теплопередачи, отнесенный к оребрённой поверхности:

К₂ = = 50,1 Вт/(м²_*К).

9. Расчётная поверхность испарителя- воздухоохладителя:

F_p = Q_и/( K_2*∆t_ср) = 234,14_*10³/(50,1_*12,33) = 379 м².

10. Необходимое количество секций с учетом коэффициента запаса:

n_c = 1.2_*F_p/F₁ = 1.2_*379/42.825 ≈ 11

11. Уточним коэффициент теплоотдачи при кипении:

Массовая скорость фреона в трубках при параллельном соединении 11 секций:

r∙W₁ = G_x/(6∙f_х) = 1,54/(11_*0,000609) = 230 кг/(м²_*с).

Удельный тепловой поток в испарителе:

q_и = Q_и/(11_*F₁) = 497 Вт/м²

Коэффициент теплоотдачи при кипении в трубах:

a₁ = 32∙q_и^0,15∙(r∙W₁)^0,57 = 32∙497^0,15∙230^0,57 = 1802 Вт/(м²*^оС)

Изменение коэффициента теплоотдачи в трубках испарителя незначительно, и значение коэффициента теплопередачи практически не изменится.

12. Аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя по воздуху.

Определение DР выполняем аналогично расчёту воздухонагревателя.

Массовая скорость воздуха: r∙W₂ = 1.3_*4.22 = 5,5кг/(м²_*с).

Сопротивление одной секции трёхрядного пучка: DР₁ = 62,3Па.

Сопротивление всего воздухоохладителя: DР = n_c ∙DР₁ = 685,3 Па.

Выбираем вентилятор Ц4-70-7, с частотой вращения 960 об/мин, производительностью 2 , с напором 735 Па и КПД 75%.

Список литературы.

1. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.: Энергия, 1974 - 447 с.

2. Вукалович М.П., Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Атомиздат, 1965. – 455 с.

3. Теплофизические основы получения искусственного холода. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1980 - 231с.

4. Богданов С.Н., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Свойства веществ. М.: «Агропромиздат», 1985 – 208с.

5. Холодильные компрессоры. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1981 - 280с.

6. Холодильные машины. Справочник. Серия: «Холодильная.техника», под ред. А.В. Быкова, М.: «Пищ.пром.», 1982 - 223с.

7. Проценко В.П. Проблемы использования теплонаносных установок в системах централизованного теплоснабжения. // Энергетическое строительство. - 1994. - №2.

8. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. М.:1978г.

9. Теплообменные аппараты холодильных установок. Под ред. Даниловой Г.Н. М.: 1986г.

10. Манюк В.И., Каплинский Я.И. и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей. М.: 1982г.

11. Хайнрих Г., Найорк Х., Нестлер В. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения. М.: Стройиздат, 1985.-351с.

12. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергоиздат,1981. – 320с.