Коммерциялық емес акционерлік қоғам

Алматы энергетика және байланыс  университеті

 

Өнеркәсіптік жылуэнергетика кафедрасы

 

 

 

ӨНДІРІСТІК  КӘСІПОРЫНДАРДАҒЫ ЭНЕРГИЯ ТАСЫМАЛДАҒЫШТАРДЫ

ӨНДІРУ ЖӘНЕ ТАРАТУ  ЖҮЙЕЛЕРІ

 

Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар

5В071700 - Жылуэнергетика мамандығының студенттері үшін

 

 

 

Алматы 2010 

Құрастырғандар: Абильдинова С.К., Даркенбаева Д.С. Өндірістік кәсіпорындардағы энергия тасымалдағыштарды өндіру және тарату жүйелері.  Зертханалық жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар 5В071700 - Жылуэнергетика мамандығының студенттері үшін - Алматы: АЭжБУ, 2010 ж.- 48 б.

 

Әдістемелік нұсқаулар «Өндірістік кәсіпорындардағы энергия тасымалдағыштарды өндіру және тарату жүйелері» пәнінің негізгі бөлімі бойынша зертханалық жұмыс сипаттамаларын қамтиды. Энергия тасымалдағыштарды өндіру және тарату жүйелерін қысқаша тәжірибелік зерттеу тәсілдері, зертханалық қондырғылар сипаттамалары, тәжірибе нәтижелерін өңдеу және жұмысты орындау тәртіптері жөнінде және бақылау сұрақтары мен өзіндік жұмыстар үшін әдебиет тізімдеріне қысқаша мәліметтер берілген.   

 

1 Зертханалық жұмыс. «Ауамен жабдықтау жүйесінің жұмысын зерттеу»

 

Жұмыстың мақсаты

Ауамен жабдықтау жүйесінің жұмысын зерттеуге практикалық  бейімделу.  

- ауамен жабдықтау жүйесінің үлгісін сынақтан өткізу және оның       параметрлерін анықтау;

- ауа құбырындағы қысымның төмендеуін өлшеу;

- жүйедегі компрессордың жұмысын үйрену;

- компрессор мен жүйе сипаттамаларын түйістіру әдісін қолдану.

 

1.1 Теориядан түсініктер

Өнеркәсіптік өндірістер технологиясы сығылған ауаны көлемді қолданады.

Өнеркәсіп орындарындағы ауамен жабдықтау жүйелері әртүрлі өнеркәсіптік тұтынушыларды, берілген тұтыну графигіне сәйкес параметрлері бар сығылған ауамен орталықтан жабдықтауға көзделген [3].

Ауамен жабдықтау жүйесіне компрессорлық станса кіреді, оның негізгі қондырғылары болып поршеньді, центрге тартқыш және осьтік компрессорлар   саналады. Олар сығылған ауа көзі болып саналады, сонымен қатар ауаны  құбырлар жүйесімен тасымалдайды және қолданушыларға таратады. Бұл жүйеге ауамен жабдықталатын нысаналар – пневмо қабылдағыштар немесе пневмо қондырғылар тобынан тұратын цехтар да кіреді.

Компрессордың жұмыс тәртібі, ол жұмыс атқаратын тораптың құрылымдық және аэродинамикалық қасиеттеріне көп тәуелді, себебі

                                                                 .                                             (1.1)

Тораптағы  қысымды анықтайтын теңдеуді келесі формула көрсетеді

 

                                                                                       (1.2)

 

мұндағы, рС  - тораптағы артылған қысым,

рП – қолданушының артылған қысымы (қарапайым жағдайда сығылған ауаны жинақтайтын ыдыстағы қысым),

рО – гидростатикалық қысым,

Dр  - тораптағы қысымның төмендеуі.

Тораптағы қысымның төмендеуін сызықты үйкеліс салдарынан төмендеуі және жергілікті кедергілерде төмендеуі қосындысы арқылы көрсетуге болады:

,                     (1.3)       

                                                                               (1.4)

 мұндағы,  λ – сызықты үйкеліс коэффициент;

– жергілікті кедергі коэффициенті;

-  ауаның тығыздығы, кг/м3;

 - ауа құбырдағы ауа ағынының қозғалыс жылдамдығы, м/с;

 - ауа құбырының ішкі диаметрі, м;

 – ауа құбырының геометриялық ұзындығы, м;

 – ауа құбырының келтірілген ұзындығы, м; 

Э – ауа құбырының эквиваленттік ұзындығы, м.

Құбырдағы қысымның төмендеуі мен ауа шығынының арасындағы байланысын табамыз:  

                                                     ,                                                (1.5)

                                                   .                                          (1.6)

(1.6) қатынасы газдың массалық шығынының теңдеуін  қолдана отырып, мынадай түрге келтіруге болады

                                                    .                                         (1.7)

(8λLПР)/d5p2ρ комплексі осы берілген ауа құбырына арналған тұрақты шама болып табылады, сол үшін оны К деп белгілейміз. Тораптағы ауаның массалық шығынының қысымның төмендеуіне тәуелділігі парабола тәрізді болады, оны тораптың сипаттамасы деп атайды 

                                               .                                               (1.8) 

Геометриялық ұзындығы L құбырдағы және қысымы 10 МПа дейін болатын газдың тығыздығы, сығылмайтын газ күйінің теңдеуі бойынша, есептеледі        

                                                                                                             (1.9)

мұндағы р – ауаның абсолюттік қысымы.   

(1.1), (1.2) және (1.8) теңдеулерден келесі қатынасты аламыз

                         .                      (1.10)

Тораптағы компрессордың жұмысын зерттегенде, компрессор мен тораптың сипаттамаларын түйістіру тәсілі қолдананылады. Ол сызба түрінде 1.1 суретте көрсетілген. Компрессор сипаттамасының құбырлар жүйесі сипаттамасымен қиылысу нүктесі – тораптың жұмыс нүктесі деп аталады.

 1.1 Сурет - Компрессор мен тораптың сипаттамасы (түйістіру тәсілі)

 

Осы нүкте сығылған ауамен жабдықтаушы жүйенің материалдық және энергетикалық балланс жағдайларын анықтайды, яғни компрессордың жұмыс өнімділігі тораптағы ауа шығынына тең болады, ал компрессордың тегеуріні тораптағы қысымның төмендеуіне тең болады. А жұмыс нүктесіне максимал немесе оған жуық компрессордың п.ә.к.-і сәйкес келеді. 

     

1.2 Зертханалық құрылғының сипаттамасы

Ауамен жабдықтау жүйесін бейнелейтін зертханалық құрылғының түпкілікті үлгісі 1.2  суретте көрсетілген. 

1 – фильтр, 2 – компрессор, 3 – электрқозғау, 4 – ресивер,  5,18 – манометрлер, 6-9 – жергілікті кедергілер, 10 – қолданушы, 11-15 – вентилдер, 16 – үрлейтін түтік,  М1, М4, U – жергілікті кедергілерде қысымның төмендеуінің түрлі манометрлері, М5, U – қолданушының түрлі манометрлері.

  1.2 Сурет - Зертханалық қондырғының түпкілікті үлгісі

 

Атмосфералық ауа оқулық зертханадан фильтр 1 арқылы, 3-ші электр қозғалтқыштың көмегімен жұмыс жасайтын, 2-ші поршендік компрессормен үнемі сорылып отырады. Сығылған ауа кері клапан 17, ресивер 4 және тығындаушы-реттеуші вентиль 11 арқылы ауа құбырлары торабына жеткізіледі. Бұл торапқа, бір жағынан ортақ коллектормен бірігетін, ал екінші жағынан 12-15 вентилдер арқылы қатынасатын, жергілікті кедергілер 6-9 кіреді. Сығылған ауа тораптан 10-шы қолданушыға беріледі. Вентилдерді ауыстырып қосу арқылы,  1.3 суретте көрсетілген ауа құбырлары торабының сызбасын алуға болады.

Әрбір жергілікті кедергілердегі қысым айырмасы U-тәрізді манометр арқылы өлшенеді. Қолданушыға жіберілетін ауаның көлемдік шығыны дифманометрдің тарирлеу графигі арқылы анықталады.

 

 

 

 

 

  

                                                        

 

 

                 3                                               4                                          5

1.3 Сурет - Ауа құбырлары торабы сызбаларының нұсқалары

 

1.3 Жұмысты орындау тәртібі  

Зертханалық жұмысты орындамас бұрын, студенттер осы мәселе төңірегіндегі теориялық мәліметтерді оқып [1-7], құрылғының түпкілікті сызбасымен, өлшегіш приборлардың және реттегіш органдардың орналасуымен, өлшеу тәсілдерімен танысып, сондай-ақ өлшеу нәтижелерін жазатын кестелерін дайындайды.

Компрессордың және тораптың сипаттамасын алу үшін өткізілетін тәжірибелерді келесі тәртіппен өткізген жөн:

-     компрессордың электр қозғаушысын іске қосады;

-     11, 12, 13, 14, 15 вентилдерді толығымен ашу керек;

-     компрессордың жұмыс тәртібі параметрлерін жазады, ол үшін 5, 18 манометрлердің көрсетулері мен М5 және U – тәріздес манометрдің көрсетулерін байқау керек;

-     ауа құбырларының сызбасын бірінен соң бірін өзгерте отырып, тораптың сипаттамсын - U – тәріздес, М1-М4 манометрлердің көрсетулерін анықтайды;  

-     әрбір сызба түрін қосу үшін 11-ші вентилдің көмегімен бірнеше жұмыс тәртіптері тағайындалады.

 

 

1.4 Нәтижелерді өңдеу

Ауаның массалық шығынын анықтау үшін оның көлемдік шығынын және тығыздығын білу керек

                                                       .                                             (1.11) 

Өткізілген тәжірибелердің нәтижелері бойынша және (1.8) теңдеуін қолдана отырып әрбір сызба түрі үшін К-ның мәнін анықтайды. Алынған мәліметтер және (1.10), (1.11) теңдеулері негізінде тораптың сипаттамасын – яғни ауа құбырлары сызбасының әртүрлі нұсқалары үшін рС = f(М). тәуелділіктері түріндегі графиктерді тұрғызады. Графикте компрессордың сипаттамасын көрсетеді. Компрессордың жұмыс нүктесін анықтайды.

 

1.5 Жұмыстың есептемесін құрастыру

Жұмысты орындау жөніндегі есептемеге келесі мәліметтерді енгізу қажет:

- жұмыстың мақсаты және қысқаша мазмұны;

- құрылғының түпкілікті сызбасы;

- тәжірибе нәтижелері кестесі;

- есептеу қорытындылары;

- миллиметрлік қағазда орындалған, тағайындалған заңдылықтардың графиктері;

- нәтижелерді талдау және жұмыс қорытындысы.

 

1.6 Бақылау сұрақтары     

1 Өнеркәсіп орындарындағы сығылған ауаны қолдану көлемділігі және бағыттары. 

2 Ауа құбырларын есептеу әдісі.

3 Компрессорлық стансаға түсетін жүктемені есептеу тәсілдері. 

4 Тораптағы компрессордың жұмысы және оны бақылау тәсілдері. 

5 Компрессорларды параллель және тізбектей қосу.

Әдебиет [3,9].

 

 

 

 

2 Зертханалық жұмыс. «Су алу құралының шығындық сипаттамалары»

 

Жұмыстың мақсаты

Жеткізушідегі тегеурін шамасынан су құбырлы шүмегіне кететін су шығынының тәуелділігін қалыптастыру.

 

2.1 Теориялық мәліметтер

Су алу құралы ішкі су құбырының негізгі элементтерінің бірі болып табылады. Ол сумен жабдықтау жүйесінің сапалы жұмыс атқару қабілетін анықтайды және өткізгіште тегеурін күшейгенде, арматураның техникалық ақаулары болған жағдайда орын алатын ысыраптар мен бос су шығындарының негізгі көзі болып саналады.

Су алу құрал жұмысының сұйықағулық көрсеткіштерінің бірі ашылуға қатысты әртүрлі мәндерде тегеуріннің жеткізгішінің шығынға тәуелділігі болып табылады: -  шығындық сипаттама.

Жеткізушідегі еркін тегеурінге сәйкес келетін қалыптық су шығынының нормативтік   болады. Су арматурасының кейбір түрлері  үшін мәні төмендегі (кесте 2.1) кестеде көрсетілген (СНжЕ 2.04.01-85). 

 

2.1 Кесте

Санитарлық аспаптар

Судың есептік шығыны, л/с

Бос тегеурін,

м,

Жалпы

Суық су

 

 

 

 

Су алу шүмегі бар қол жуғыш

0,1

0,1

2

Раковина, су алу шүмегі бар дене жуғыш

0,15

0,15

2

Араластырғышы бар жуғыш

0,12

0,09

2

 

2.2 Зертханалық құрылғының сипаттамасы

Зертқаналық жұмысты орындау үшін сұйықағу зертханасынан су алу құралын қолдану қажет, су алу шүмегі бар раковинаны да қолдануға болады. Жеткізу сызбасы 2.1 суретте көрсетілген.

 

 

 

 

1-     су алу шүмегі; 2- жеткізгіш

Сурет 2.1 - Зерттеулік шүмегіне жеткізу сызбасы

 

2.3 Жұмыс жасау тәртібі және нәтижелерді өңдеу

1 1-ші шүмекті, одан шығатын   ағыншаның қалыңдығы ши қалыңдығына сәйкес болатындай етіп, ашу керек.

2  Судың көлемдік шығынын өлшеу керек

                                                                                                                 (2.1)

мұндағы     -   өлшеуіш колбадағы су көлемі, см3;

- колбаны толтыру уақыты, с.

 

3 Тәжірибені шүмектің осы күйінде тағы бір рет қайталау қажет

                                    .                                                                          (2.2)

4 Шығынның ортаарифметикалық мәнін анықтау

                                      .                                                                    (2.3)

5  Шүмек толығымен ашылғанша әртүрлі ағында он рет тәжірибе жүргізу қажет.

6  Су алу шүмегін жабылады.

7 Алынған мәліметтер 2.2-ші кестеге енгізіледі.

2.2 Кесте

Тәжірибе

№

, см3

, с

, см3/с

, см3

, с

, см3/с

, см3/с

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

          8 Жеткізгіштегі тегеурінді анықтау үшін келесі формуланы қолданады

                                                                                                                 (2.4)

         мұндағы шартты диаметрі 15мм болатын  жеткізгіштегі судың орташа жылдамдығы - V =  ,   w =  - жеткізгіш қимасының ауданы.

9   графикалық тәуелділігін тұрғызу қажет.

          10  Тұрғызылған графиктің көмегімен  қалыптық шығынға сәйкес келетін, жеткізгіштегі бос тегеурінді   анықтау қажет. Тәжірибеден алынған Н  - тегеуріннің мәнін, оның 2.1-ші кестеден алынған нормативтік  мәнімен салыстырады.  

11 Төменде келтірілген кесте теңдеулерді шеше отырып,    – шүмектің сұйықағулық кедергісін анықтау.

                                                ,                                                              (2.5)

 

                                                ,                                                         (2.6)

мұндағы     – тәжірибелік тегеуріннің мәні.

12 Есептеу нәтижелері 2.3-ші кестеге енгізіледі.

2.3  Кесте - Есептеу нәтижелері

Тәжірибе

№

, см/с

, м

,

, см3/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Ғылыми зерттеу элементтері

1 Су өткізгіш  құралының жұмыс ережесін түсіндіру және қағидалық сұлбасына сипаттамасын беру (оқытушының тапсырмасы бойынша).

2 Осы зертханалық жұмыстағы әдістеме бойынша үйдегі су араластырғышының араластырғыш сынағын жүргізу.

 

2.5 Бақылау сұрақтары

1 тәуелділігін сипаттаңыз.

2 Тегеуріннің қандай мәнінде су шығыны нормативтік  мәнінен жоғарылайды?

3  2.1-ші  кестеде көрсетілген су алу құралының сұйықағулық кедергісін  есептеңіз.

4 Жеткізгіштегі ағын жоғарылатқанда су алу шүмегіндегі су шығыны қалай өзгереді?

5 Тегеурін дегеніміз не? Тәжірибеде оны қалай анықтадыңыз?

 

3 Зертханалық жұмыс. «Салқындатушы компрессиялық құрылғының жұмысын сынау»

 

Жұмыстың мақсаты

Бұл жұмыста салқындатушы компрессиялық құрылғының құрылысын және жұмыс істеу ережесін үйрену қажет.

Осы жұмысты орындау барысында келесі мәселелер шешіледі:

-  салқындатушы бу компрессиялық машинаның жұмыс істеу ережесін және оның термодинамикалық циклын үйрену;

- құрылғының орнықты жұмыс тәртібіндегі жұмыс денесінің термодинамикалық параметрлерін анықтау;

- салқындатушы машинаның жұмыс циклон (айналымын)  T-S диаграммада салу;

- зертханалық салқындатушы компрессиялық машинаның жұмыс циклының термодинамикалық тиімділігін есептеу.

3.1 Теориядан түсініктер

Бу компрессиялық салқынатушы құрылғыларда өтетін процестер ылғалды бу аймағыда жүреді, сондықтан нақты циклдарды Карно циклына кеңінен жақындатуға болады. Бір сатылы бу компрессиялық құрылғының түпкілікті сызбасы жєне оның процестерінің Т-S диаграммасы, 3.1  суретте көрсетілген. А қосышасында көрсетілген диаграммадан салқындатушы компрессиялық құрылғының параметрлері есептелінеді [4-9].

Меншікті массалық салқындату өнімділігі, кДж/кг

                                       .                                                            (3.1)

Меншікті көлемдік салқындату өнімділігі, кДж/м3

.                                                (3.2) Конденсатордан берілетін меншікті жылу, кДж/кг

                                            .                                                        (3.3)

Циклдің меншікті изоэнтропиялық жұмысы, кДж/кг

                                    немесе                                     (3.4)

Теориялық салқындатушы коэффициент

       .                                                          (3.5)

Машинадағы жұмыс затының теориялық шығыны, кг/с

                                           .                                                           (3.6)

                           а)                                                   б)

3.1 Сурет -  Салқындатушы бу компрессиялық құрылғының сызбасы (а)

және Т-S диаграммадағы процестер тізбегі (б)

 

Компрессордың изоэнтроптық қуаты, кВт

                                        .                                                             (3.7)

Есептелінген тәртіптегі индекаторлық қуаты, кВт

                                                                                                                           (3.8)                                   

мұнда ηi = 0,8 – индекаторлық коэффициенті.

Үйкеліс қуаты

                                                                                                  (3.9)

    мұндағы,     Pi тр = 40 103Па – үйкеліс қысымы,

              Vт = 2,22 10-4 м3/с – поршеньдермен сипатталатын көлемдер.

Тиімді қуат

                                                   .                                                 (3.10)

 Компрессордың механикалық ПӘК-і

                                                  .                                               (3.11)

Компрессордың тиімді ПӘК-і

                                                   .                                                  (3.12)

Тиімді салқындатушы коэффициент

                                                   .                                                              (3.13)           

        

 

 

3.2 Зертханалық құрылғының сипаттамасы

 

Зертханалық құрылғының түпкілікті сызбасы 3.2 суретте көрсетілген. Құрылғы компрессиялық салқындатушы машинадан жєне салқындатушы жүйені бейнелейтін, түтіктері бар термостаттан құралған. Салқындатушы машинаныњ өзі поршендік компрессордан, конденсатордан, кері клапаннан, буландырғыштан және түтіктерден тұрады. Құрылғыда жұмыс заты ретінде хладагент-фреон -12 (R-12).

Салқындатушы жүйенің температураларын өлшеу үшін хромель-аллюмель термопаралар пайдаланылады. Олар арнайы нүктелерге орнатылып, термопаралардың ауыстырып қосқышы ПТ-1 арқылы температураның көпарналы сандық өлшегіші ТМ 5103 қосылуы мүмкін. Бұл аспап термопаралардан келіп түскен термоЭҚК-ін пропорционалды түрде түрлендіреді.

Бұл аспап термопаралар қондырылған нүктелеріндегі температуралардың барлығын өлшеуге мүмкіндік береді. Термопаралардың қосылу ретін қолмен немесе автоматты түрде жасауға болады. ТМ 5103 аспабымен төменгі температуралар өлшеу қателігі   құрайды.

Салқындатушы жүйедегі су шығыны градуирленген ротаметрдің көмегімен өлшенеді және кранмен реттеледі.

Салқындатушы құрылғының комрессоры, “Сеть 220В” деген құрылғының алғы шебінде орналасқан, тумблер арқылы іске қосылады.

Термостатты басқару үшін, зертханалық құрылғы үстеліне орнатылған және оның корпусында орналасқан қосқыш қолданылады.

1 – термостат, 2 – буландырушы камера, 3 – компрессор,  4 – буландырғыш, 5 – конденсатор, 6 – клапан, 7 – ұя, 8 – шығын өлшегіш, 9 – сорғы, t1- t8 – термопаралар

Сурет 3.2 - Бу компрессиялық салқындатушы құрылғы үлгісінің сызбасы

3.3 Жұмысты орындау тәртібі

Жұмысты орындау үшін зерттелетін тақырып бойынша берілген мәліметтермен танысу керек [4-9,14]. Құрылғының сызбасымен, өлшегіш приборлармен танысып, тәжірибе нәтижелерін жазатын кестені дайындау керек.

Құрылғы параметрлерін анықтау келесі тәртіппен орындалады:

- термостаттағы суды қыздыру үшін, оны іске қосу қажет (оқытушының нұсқауымен);

- салқындатушы құрылғының компрессорын іске қосады;

- термостаттың сорғысын 9 іске қосып және  реттегіш 8 арқылы жүйедегі су шығынының мәнін тағайындайды (оқытушының нұсқауымен);

- салқындатқыш жұмысы орнықты күйге келгенінше, әрбір 2 минут сайын жүйенің барлық нүктелерінде температураны өлшеу керек;

- ТХК типті термопаралардың термо-электр қозғаушы күштерін, градуирлеуші кестенің көмегімен температураға түрлендіру қажет.

 

3.4 Нәтижелерді өңдеу

Салқындатушы құрылғының орнықты жұмысы кезінде алынған температуралардың эксперименттік мәндері бойынша және фреон-12 қаныққан буларының қасиеттері кестесін қолданып,  Т-S диаграммада термодинамикалық циклды бейнелеу қажет. Алынған мәндерді 2 –ші  кестеге енгізу қажет.

Фреон-12 үшін қайнау температурасы Т0 = 268К,  ал конденсациялану температурасы  - ТК = 313К. Құрылғынының салқын өнімділігі Q0 = 17,5 кВт.

А және Б қосымшаларында фреон-12 қаныққан бу құрамының кестесі және оның  диаграммасы келтірілген.

 

3.1 Кесте - Түйінді нүктелердегі параметрлер  

 

Параметр

Нүктелер

1

2

3

4

5

6

7

8

 

 

Т, К

Р, МПа 

i, кДж/кг

υ, м3/кг

 

 

Алынған нәтижелер және (3.1) – (3.13) теңдеулері бойынша компрессиялы салқындатушы құрылғының параметрлері есептеледі.

 

 

 

3.5 Жұмыстың есептемесін құрастыру

Жұмысты орындау жөніндегі есептемеге келесі мәліметтерді енгізу қажет:   

- жұмыстың мақсаты және қысқаша мазмұны;

- құрылғының түпкілікті сызбасы;

- тәжірибе нәтижелері кестесі (3.1 кесте түрінде ұсынылуы қажет);

- тәжірибе мәліметтерін өңдеу қорытындысы;

- есептеу қорытындылары;

- нәтижелерді талдау және жұмыс қорытындысы.

 

3.6 Бақылау сұрақтары

1 Бу компрессиялық салқындатушы машина (БКСМ) циклына қандай негізгі процестер кіреді?

2 Т-S диаграммасының көмегімен конденсатордың берген және буландырғышқа берілген  жылу мөлшерлерін анықтау.

3 БКСМ-да қолданылатын салқындатушы агенттер және олардың қасиеттері.

4   БКСМ-ның энергетикалық сипаттамалары және оларды есептеу.

5 Берілген зертханалық құрылғыда салқындатылатын зат болып не саналады?

6  Термопарамен температураны өлшегенде, прибордың көрсетуіне қандай түзетулер енгізу керек?

Әдебиет [4-9,14].

 

 

4 Зертханалық жұмыс. «Салқындатушы жүйені зерттеу»

 

Жұмыстың мақсаты

Салқындатушы жүйені зерттеу жұмысын тәжірибелік түрде оқып, дағдылану.

Бұл жұмыста салқындатушы жүйені сынап, оның жұмысының температуралық тәртібін зерттеу қажет және салқындатқыш қасиеттерін үйреніп білу керек. Салқындатушы жүйенің үлгісі осындай нақты жүйенің өзін құраушы компрессиялық салқындатушы машинадан және түтіктері бар термостаттан тұрады.

Жұмысты екі кезеңде орындайды. Бірінші кезеңде салқындатқыштың – хлорлы натрийдің қату температурасы анықталады.

Екінші кезеңде салқындату көзінен, қолданушылардан және коммуникациялардан тұратын салқындатушы жүйе зерттеледі.

Жұмысты орындау кезінде келесі тапсырмаларды орындау қажет:

- қатаю температурасы бойынша хлорлы натрий ертіндісінің концентрациясын анықтау;

- салқындатушы жүйені сынауды, оның ауыспалы және тұрақты жұмыс тәртіптерінде өткізу қажет.

 

 4.1 Теориядан түсініктер

Жұмысты орындау үшін қажетті теориялық түсініктер, осы жинақтың 3-ші жұмысында (3.2 тарау) көрсетілген.

4.2 Зертханалық құрылғының сипаттамасы

Жұмысты орындау үшін қажетті зертханалық құрылғының сипаттамасы осы жинақтың 3-ші жұмысында (3.3 тарауында) көрсетілген.

 

4.3 Жұмысты орындау тәртібі

Жұмысты орындау үшін, осы зерттелетін мәселе төңірегіндегі теориялық мәліметтермен танысу керек [4-9,14]. Құрылғының сызбасын (3.2  суретті қара), өлшеуіш приборларды біліп, тәжірибе нәтижелерін енгізетін кестені дайындайды.

Энергия тасығыш қасиеттері мен салқындау жүйесінің параметрлерін анықтау үшін:

- кюветаға белгісіз концентрациядағы хлорлы натрий ертіндісін құйып және оны салқындатушы машинаның буландырғыш камерасына орналастырады;

- салқындатушы құрылғының компрессорын іске қосады;

- әрбір минут сайын, хлорлы натрий ертіндіснің температурасын өлшеуші, 15-ші термопараның көрсетуін жазып отырады;

- тәжірибені, ертіндінің температурасы тұрақталғаннан кейін, 4-5 минут өткен соң тоқтады;

- ерітіндінің басқа концентрациялары үшін (оқытушының нұсқауы бойынша) тәжірибені қайталайды;

- термостатты қыздыру режіміне қосады (оқытушының нұсқауы бойынша);

- термостаттың сорғысын іске қосып, жүйедегі хлорлы натрий ерітіндісінің шығынын (оқытушының нұсқауы бойынша) 8-ші шығын өлшегіштің реттегіші арқылы тағайындайды;

- жүйе орнықты күйге келген кезде, оның негізгі параметрлері: ерітіндінің шығыны, оның температурасының, ерітінді буландырғыш камерадан шыққан және кірген кездегі мәндері жазылып алынады;

- тәжірибені (оқытушының нұсқауы бойынша) хлорлы натрий ерітіндісінің шығыны өзгерте отырып қайталайды;

- ТМ 5103 аспабының тақтасынан ТХК типті термоэлектрлік термометрлердің термо-эқк сәйкесінше түрленген температураларды жазып алу (3 зертханалық жұмыста көрсетілгендей).

        

 

4.4 Нәтижелерді өңдеу

Алынған нәтижелер бойынша хлорлы натрий ерітіндісі температурасының өзгеруі графигін тұрғызады.

Ерітіндінің қатаю температурасын анықтайды, содан кейін осы температура арқылы және 4.1 кестеде көрсетілген мәліметтер негізінде хлорлы натрий ерітіндісінің концентрациясы мен жылу сыйымдылығын анықтайды.

Салқындатушы машинаның буландырғышындағы салқынды тасығыш заттың берген жылу мөлшерін есептейді.

Салқын тасығыштың берген жылуының, ерітінді шығынына тәуелділігі графигін тұрғызады.

 

4.1  Кесте - Хлорлы натрий тұздары негізіндегі салқын тасығыштардың негізгі қасиеттері  

Ерітінді  концентрациясы, кг/кг

Ерітіндінің  жылу сыйымдылығы, кДж/кгК

100 г ерітіндідегі хлорлы натрийдің массасы, г

Ерітіндінің қатаю температурасы,

ºС

 

 

 

 

0,01

0,015

0,029

0,056

0,175

0,231

0,263

4,19

4,07

4,0

3,88

3,48

3,33

3,25

1,5

2,9

4,3

5,6

8,3

12,2

16,2

-0,9

-1,8

-2,6

-3,5

-5,4

-8,6

-12,2

 

4.5 Жұмыстың есептемесін құрастыру

Жұмысты орындау жөніндегі есептемеге келесі мәліметтерді енгізу қажет:

- жұмыстың мақсаты және қысқаша мазмұндамасы;

- құрылғының түпкілікті сызбасы;

- тәжірибе нәтижелері жазылған кесте (ол 3.1 кесте түрінде болуы керек);

- тәжірибе мәліметтерін өңдеу қорытындылары;

- есептеу нәтижелері;

- нәтижелерді талдау және жұмыс бойынша жасалған қорытындылар.

 

4.6 Бақылау сұрақтары

1 Салқынды алу тәсілдері.

2 Салқындатушы құрылғыларды топтау.

3 Салқын тасығыш қасиеттері және оларға қойылатын талаптар.

4 Бу компрессиялық салқындатушы машина (БКСМ) цикліне қандай негізгі процесстер кіреді?

5 Т-S диаграммасы арқылы конденсатордан алынған және буландырғышқа берілген жылу мөлшерін анықта.

Әдебиет [4-9,14].

 

 

5 Зертханалық жұмыс. «Сумен жабдықтаушы айналмалы жүйені зерттеу»

 

Жұмыстың мақсаты

 Айналмалы сумен жабдықтаушы жүйенің үлгісі, түтіктері бар термостаттан немесе - ыстық су көзінен және салқындатқыштан – желдеткішті бағаннан құралған.

Желдеткіш бағанның жұмысын үйрену үшін, бағанға кіретін ыстық судың температурасы мен шығыны өзгерісінің, оны салқындатын ауа мен шығатын су температурасына ықпалын білу керек.

Бағанды мысал ете отырып, басқа да жанасушы жылу-масса алмастырғыш аппараттардың жұмысын үйрену.

 

5.1 Теориядан түсініктер

Өнеркәсіп орындарының айналмалы сумен жабдықтау жүйесінде суды салқындату – оны жылутехникалық процестер мен қондырғыларда қайтадан қолдану үшін қажетті процестердің бірі, яғни  өңдеу процесіне жатады. Суды қандай температураға дейін суыту керектігін, техника – экономикалық пікірлер шешуі керек.

Өнеркәсіп орындарында салқындатушы құрылымдар ретінде табиғи және жасанды су тоғандары, суды шашыратушы бассейндер және бағандар қолданылады. Осы құрылымдардың бәрінде де суды салқындату үшін, судың беті ауамен үрленгенде, оның булануы негізінде бөлінетін жылуды қоршаған ортаға беру процесі іске асырылады.

Суытушы беттері бар бағандарда суды салқындату процесі, жылу беруді жылуалмастырғыштың қабырғалары арқылы іске асыру негізінде де жүзеге асады.

Салқындатқыш түріне байланыссыз жылу берудің бірінші тәсілі жылутехникалық тұрғыдан өте тиімді болып есептеледі, себебі бұл жағдайда суды салқындату процесі терең орындалады, яғни су ылғалды термометрдің температурасына дейін суыйды.

Мысалы, сыртқы ауаның температурасы tС = 30°С және салыстырмалы ылғалдылығы j=60% болса, онда психрометрдің құрғақ және ылғалды термометрлерінің айырмасы ∆=7°С (tМ=23°С) болады. Ортаның температурасы төмендегенде және ылғалдығы j жоғарылағанда, ∆ шамасы кемиді және салқындау дәрежесі ортаның температурасына tС–қа жақындайды.

Шын мәнісінде, салқындатушы құрылымнан шыққан судың температурасы қоршаған орта температурасынан белгілі бір шамаға жоғары болады. Ол шаманың мәні құрылымның түріне, оны пайдалану жағдайына, салқындатушы беттердің күйіне және т.б. тәуелді болады.

Бұл жұмыста салқындатушы құрылым – баған салқындатуды қиюласқан тәсілмен, яғни булану арқылы және қабырға арқылы жылу беру негізінде іске асырады.

Салқындатушы бағанды жылулық есептеу, В. В. Проскуряков әдісі бойынша ауа параметрлері мен судың температурасын, суландырғыштың әртүрлі қималарында келесі теңдеулердің көмегімен анықтауға көзделген:

- ауа температурасының өзгеруін анықтау үшін

                .                                                          (5.1)

- ауаның абсолюттік ылғалдығының өзгерісін анықтау үшін

                 .                                                                            (5.2)

- судың температурасының өзгеруін анықтау үшін

                                                                   (5.3)

мұнда ad = 0,46βυ тең деп қабылданады;

ср – ылғалды ауаның жылу сыйымдылығы;

γср – ауаның орташа көлемдік салмағы;

(t - q) – су мен ауа температураларының айырмасы;

(lm - l) – су буының максимал сепімділігінің, судың бағанға кірген кездегі және одан шыққан кездегі температураларындағы және ауаның абсолюттік ылғалдықтарындағы, айырмасы;

 - булану кезіндегі жылуберудің көлемдік коэффициенті;

qср -  бағандағы ауаның сулануының орташа тығыздығы – ол судың массалық шығынының салқындатқыштың екпінді ауданынының қатынасына тең;

r -  судың жасырын булану жылуы;

υср – ауаның суландырғыштарға орташа жылдамдығы.

Температуралар айырмасы берілген жағдайда және салқындатылған су температурасы белгісіз болса, оны келесі теңдіктен таңдай отырып табады:  

 

                              .                                                                      (5.4)

Есептеулерді  орындаған кезде, суландырғыштың қайсыбір қимасындағы ауаның ылғалдығының есептелген мәні 100% -тен асып кетуі мүмкін. Мұндағы будың артық мөлшері конденсациялануы керек.

Ауа температурасының  будың конденсациялануына байланысты өсуін келесі теңдеуден табуға болады.

 

                                                                                           (5.5)

мұндағы δ – конденсацияланған бу мөлшері, оны ауаның абсолюттік ылғалдылығының есептелген мәні мен және ауаның ылғалдылығының берілген температурадағы максимал қаныққан мәнінің айырмасы арқылы анықтайды.

Бағанның жылулық есептеуін ықшамдау үшін әдетте графиктер тұрғызады, олар бойынша ауа температурасының және оның ылғалдылығының,  суландыру тығыздығының және температуралар айырмасының берілген мәндері үшін салқындату температураларын анықтауға болады.

Бұл жұмыста бағанды сынау, графиктерді тұрғызу мақсатымен оның бірнеше жұмыс тәртіптерінде өткізіледі және оны есептеуге мүмкіндік береді.

 

5.2 Зертханалық құрылғының сипаттамасы

Айналмалы сумен жабдықтаушы зертханалық құрылғысының түпкілікті үлгісі 5.1 суретте көрсетілген.

1 - баған,  2 – электр қозғауы бар желдеткіш,  3 – термостат,  4 – ротаметр,

5 – дифманометр,  6 – аспирациялық психрометр,  t1 – t4 – термопаралар

5.1 Сурет - Суды салқындату жүйесі үлгісінің  түпкілікті сызбасы

 

Құрылғы айналмалы сумен жабдықтау жүйесінің жұмысын бейнелейді және оның негізгі элементі болып салқындатушы құрылым саналады. Ол желдеткіш баған тәрізді жұмыс жасайды. Суды берілген температураға дейін қыздыру үшін 3 –ші термостатты қолданады, одан су 1-ші бағанға құйылады да, оның ішінде ауамен жылу алмасу салдарынан салқындайды. 2-ші желдеткіш арқылы берілген салқын ауа алдымен бағанның ішкі қуысын аралап шығады да, су ағынын сыртынан орап өтіп, бағаннан кері қызуланып шығады. Су мен ауаның шығындарын өлшеу 4-ші ротаметрдің, өлшегіш шайбаның және 8 - ші дифманометрдің көмегімен жүзеге асырылады. Су мен ауаның бағанға кіре берістегі және шығардағы температураларын термопаралармен өлшейді.  Өлшеулер көрсеткіштері көпарналы ТМ 5103 аспабы арқылы жүзеге асады. Ауаның ылғалдығын аспирациялық психрометрмен өлшейді.      

Құрылғыда судың температурасы мен шығынын, бағанға берілетін ауаның шығынын  өзгерту мүмкіндігі бар.

 

5.3 Жұмысты орындау тәртібі  

         Оқытушы нұсқауы бойынша құрылғының бірнеше жұмыс тәртібі тағайындалады:

-     термостатта берілген температура мен судың шығыны тағайындалады;

-     термостаттағы су берілген температураға дейін қызған кезде, оның насосын қосу керек;

-     осыдан кейін желдеткішті қосып, ауаның белгілі мөлшерін яғни берілген шығыны бойынша үнемі жүйеге беріп отыру керек;

-     орныққан температуралық күйде бағанға кірер жердегі және одан шығардағы судың температураларын, судың және ауаның шығындарын өлшейді;

- осы тәжірибелерді судың температурасының және ауа шығынының басқа мәндерінде қайталайды;

- алынған нәтижелерді кестеге енгізеді.

 

5.1 Кесте - Желдеткіш бағанды зерттеу барысында алынған тәжірибе нәтижелері

Термос-таттың t, ºC

t судың  кірердегі,

ºC

t судың шығардағы

, ºC

t ауаның кірердегі,

ºC

t ауаның шығардағы, ºC

Gводы,

м3/с

Gвозд,

м3/с

tмокр,

ºС

tсух,

ºС

φ,  %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

      

5.4 Нәтижелерді өңдеу    

         Номограмма бойынша бағанға  кіретін  ауаның  салыстырмалы  ылғалдығын  анықтау қажет (В Қосымшасы).

Алдыңғы 3 зертханалық жұмыста сипатталғандай салқындатылғанға дейінгі және кейінгі ауа мен судың температурасын ТМ 5103 көпарналы сандық түрлендіргіш көрсетеді.

Салқындатылған судың температурасының, оның шығынына тәуелділігі графигін, бағанға кіретін судың температурасы өзгерген кезде тұрғызу керек.

Бағанды есептеуді В қосымшасының немесе Г қосымшасының номаграммалары бойынша және (5.1) – (5.2) теңдеулерін қолдана отырып, орындау керек. 

 

5.5 Жұмыстың есептемесін құрастыру

Жұмысты орындау жөніндегі есептемеге келесі мәліметтерді енгізу қажет:   

- жұмыстың мақсаты және қысқаша мазмұны;

- құрылғының түпкілікті сызбасы;

- тәжірибе нәтижелері кестесі (2 кесте түрінде ұсынылуы қажет);

- тәжірибе мәліметтерін өңдеу қорытындысы;

- есептеу қорытындылары;

- нәтижелерді талдау және жұмыс қорытындысы.

 

5.6 Бақылау сұрақтары

1 Өнеркәсіп орындарындағы сумен жабдықтау жүйелерін топтау.

2 Сумен жабдықтау жүйелерін салқындатқыштар түрлері және құрылымдары.

3 Салқындатқыш тиімділігін және жұмыс өнімділігін сипаттайтын негізгі көрсеткіштер.

4 Желдеткіш бағанның құрылысы және жұмыс ережесі.

5 Желдеткіш бағанды есептеу әдістері.

Әдебиет [15-18].

 

         6 Зертханалық жұмыс. «Сығымдағыштық жылулық сорғы жұмысын зерттеу»

 

Жұмыстың мақсаты

Сығымдағыштық бірсатылы жылулық сорғыны іс жүзінде зерттеуге бейімделу:

-  жылулық сорғының тәсілдемелік сұлбасы мен оның элементтерін танып білу;

-  қондырғының үлгісін зерттеу және жылулық сорғының көрсеткіштерін анықтау;

- сипаттық нүктелердегі жұмыстық денелердің температураларын өлшеу;

-  жұмыстық дененің шығынын, шықтағыштың және буландырғыштың жылулық жүктемесін, жылуды тасымалдауға кеткен энергия шығынын анықтау;

-  энергетикалық теңесу тәсілін қолдану;

- жылулық сорғыны қолдану тиімділігін бағалау;

-  тәжірибе нәтижелерін талдау және өңдеу;

-  жылулық сорғыны есептеуде компьютерлік тәсілдемелерді қолдану.

         6.1 Бірсатылы жылулық сорғы қондырғысын есептеу әдістемесі

          Қазіргі замандық техниканың негізгі бастамасы болып энергияны түрлендірудің ең тиімді тәсілін қолдана отырып, соңғы қолданушыға берілетін энергияны ысырапсыз немесе тіптен  алғашқы біріншілік энергиясынан (отынды қолданудан) де асырытып жеткізу саналады.

  Энергия үнемдеудегі маңызды үлесін қосатын қондырғының бірі жылулық сорғы болып табылады.

Жылулық сорғы деп – жылуды нашар қызған денеден аса қызған денеге (қоршаған орта – ауадан, жерасты суларынан, топырақтан, желдеткіш арқылы шығарылымдардан, қондырғы жылуының азайуынан және т.б.) тасымалдаушы машинаны айтады, сол кезде аса қызған дененің температурасы тағы да жоғарылайды және осы процесте механикалық немесе электр энергиясының біраз мөлшері жұмсалады. Қазіргі кезде жылулық сорғыны жасау және оларды жылумен қамтамасыз етуде, желдеткіште және ауаны баптауда қолдану  жылдам өсуде.

 Жылулық сорғыны есептеу үшін келесі мәліметтер қажет:

- жұмыстық дене (ЖД); осы жұмыста ЖД – фреон – 22;

- жылулық жүктеме – , кДж/с;

- жылу беру жылутасығышы – ауа;

- жылуқабылдағыштың жылутасығышы  – ауа;

- буландырғышқа кірердегі жылутасығыш температурасы –, К;

- буландырғыштан шығардағы жылутасығыш температурасы –, К;

- шықтағышқа кірердегі жылутасығыш температурасы –, К;

- шықтағыштан шығардағы жылутасығыш температурасы – , К;

- сығымдағыш сипаттамасы: сығымдағыш түрі, сатылар саны;

- жылуалмастырғыш жабдығының сипаттамасы: буландырғыш, шықтағыш.

Есептеу кезінде келесі жағдайлармен жетекшілік ету керек.

Буландырғыш пен конденсатордағы қыздырушы және қызушы орталардың ең кіші температуралар айырмасы  жылутасығыштардың физикалық қасиеттеріне тәуелді. Егер жылутасығыш ретінде су қолданылатын болса, онда шықтану температурасы шықтағыштан шыққан жылутасығыш температурасынан 5...8 К жоғары, яғни  = + (5...8), ал булану температурасы буландырғыштан шыққан жылутасығыш температурасынан 3...5 К төмен, яғни  =  – (3...5) тең болады.

Жылутасығыш ретінде газ тәріздес ортаны (ауа) қолданған кезде шықтағыштан шығардағы жылутасығыш температурасы 10...20 К жоғары, ал булану температурасы – буландырғыштан шығардағы жылутасығыш температурасы 10...20 К төмен болады.

Шықтағыштан кейінгі ЖД-нің салқындау температурасы  = Т3 – Т3' = 2...5 К аралығында алынады.

Сығымдағыштың алдындағы ЖД-нің буының аса қызу температурасы аммиакпен - = 5 К; фреонмен – 30 К дейін жұмыс кезінде қолданылады.

Есептеменің негізгі міндеті ЖД-нің шығынын, жылуды түрлендіру үшін кеткен механикалық немесе электрлік энергия шығынын және қондырғының жеке агрегаттарының жылулық жүктемелерін анықтау.

 –  - температураларының айырмасы үлкен болған жағдайда жылулық сорғыларда дросселдік вентилдің алдында сұйық ЖД-ін салқындатқышты орнатады және оны жылутасығышты қыздыратын жағдайда конденсатордың алдында  тізбектей іске қосады.

Жылутасығыш ЖД-ні салқындатып, шықтағышқа алдын-ала қыздырылып келеді, осылайша дроссельдеуден және қайтымсыз жылуалмасудан қондырғыдағы жылу шығыны төмендейді.

 

 

6.1 Сурет – Бірсатылы компрессиялық жылулық сорғының қағидалық сұлбасы және Т-S диаграммасындағы құбылыс

 

Қондырғының есептелуі келесі тәртіпте жүргізіледі.

Ұсыныс бойынша буландырғышта  және шықтағышта  қыздыратын және ысытатын ортадағы температуралардың ең кіші айырымын таңдап алуға болады. 

Булану және шықтану температураларын анықтаймыз:

 

                                                      ,                                                    (6.1)

   .  

Салқындатқыштан кейінгі ЖД температурасын анықтаймыз (егер ол бар болса):

                                                                                                           (6.2)

мұнда -салқындатқыш алдындағы жылутасығыш температурасы; – ЖД-нің және жылутасығыштың ең кіші температуралар айырмасы (=3…5К).

Сығымдағыштың көрсеткішті (адиабаталық)  және электромеханикалық  ПӘК-і бағаланады.

Жылусорғы қондырғысының жұмыс барысындағы сипаттық нүктелерін термодинамикалық диаграммасына  (6.1а сурет) және   (6.1б сурет) координаттарына түсіреді.

Сұлбадағы сипаттық нүктелерінен ЖД-нің көрсеткіштерін термодинамикалық диаграмма немесе ЖД ретінде қолданылатын заттың термодинамикалық қасиеттер кестесі бойынша табуға болады.

Сығымдағыштан шығардағы ЖД қажырын анықтаймыз:

                                                                                                   (6.3)

мұнда  – адиабатты сығылу кезінде сығымдағыштан шығардағы ЖД қажыры.

Сығымдағыштың меншікті ішкі жұмысын анықтайды:

                                                  .                                                    (6.4)

Қондырғының жеке агрегаттарындағы ЖД шығынының бірлігіне кеткен жылудың меншікті шығынын анықтайды:

.

шықтағышта: 

.

салқындатқышта:

                                         .                                                         (6.5)

Қондырғыдағы ЖД шығынының бірлігіндегі энергетикалық теңестігін тексереді:

                                                                                       (6.6)

 

Есептеу барысында келесі шамалар анықталады:

ЖД массалық шығыны:

                                           .                                                     (6.7)

сығымдағыштың көлемдік өндірулігі:

                                                                                                       (6.8)

мұнда – сығымдағышқа кірердегі ЖД меншікті көлемі (6.1 суреттегі 1 нүкте);

буландырғыштың есептік жылулық жүктемесі :

                                      .                                                               (6.9)

 

шықтағыштың есептік жылулық жүктемесі:

                                      .                                                             (6.10)

салқындатқыштың есептік жылулық жүктемесі:

                                         .                                                      (6.11)

сығымдағыштың меншікті жұмысы:

                                          ,                                                         (6.12)

өндірілген жылу бірлігіне кеткен электр энергиясының меншікті шығыны:

                                           .                                              (6.13)

сығымдағыштың электрлік қуаты:

                                           .                                                     (6.14)

жылу түрлендіру еселеуіші:

                                            .                                                         (6.15)

салқындату еселеуіші:

                                    .                                                       (6.16)

төмен температуралы жылу бергіштің орташа температурасы:

                                  .                                             (6.17)

алынған жылудың орташа температурасы:

                                  .                                                (6.18)

ТВср мүмкіндігімен жылудың жұмыс қабілеттілік еселеуіші:

                                       .                                                     (6.19)

ТК мүмкіндігімен жылудың жұмысқабілеттілік еселеуіші:

                               .                                                             (6.20)

Шықтағыштағы эксергия шығыны есебінен болған қондырғы ПӘК-і (хладагент бойынша):

                                     .                                                   (6.21)

Шықтағыштағы эксергия шығыны есебінсіз болған қондырғы ПӘК-і (хладагент бойынша):

                                     .                                                   (6.22)

 

 

ЖСҚ-ның термиялық ПӘК-і:

                                                       .                                                 (6.23)

Электржелісіне кеткен шығын есебінен қолданылған қуат

                                                                                                     (6.24)


мұндағы   =0,95 – электржелі ПӘК-і.

6.2 Сурет  – а) T-S; б)  lg P-i координаттарындағы бірсатылы жылусорғы қондырғысының теориялық циклінің термодинамикалық диаграммасы

 

ЖСҚ сығымдағышының жетегі үшін қажетті электр энергиясын өндіру үшін КЭС-на кеткен отын шығыны:

 

                                                                                               (6.25) 

 

мұндағы =0,350 кг ш.о./(кВтч)– КЭС-да өндірілген 1 кВт*сағ электрэнергиясына кеткен шартты отынның меншікті шығыны.

Қазандықтағы жылуды  өндіруге кеткен отын шығыны:

                                                                                                                   (6.26)

 

мұндағы  = 0,85 – қазандықтың ПӘК-і.

Шартты отынның үнемділігі:

                                              .                                              (6.27)

 

Шартты отынның меншікті үнемділігі (жіберілген жылу бірлігі үшін)

                                          .                                                          (6.28)

 

ЖСҚ-ның толық ПӘК-і:

                                   ,                                     (6.29)

 

мұндағы, m - жылуды тасымалдау еселеуіші; hВ = 0,8 – сығымдағыштың ішкі ПӘК-і; hЭМ = 0,9 – қозғалтқыштың және сығымдағыштың электромеханикалық ПӘК-і; hТП = 0,8 – ЖСҚ жабдықтарында және құбырлардағы жұмыстық агенттің және энергия шығындарын есепке алатын жылулық ағынның ПӘК-і; hКЭС = 0,4 - КЭС ПӘК-і, яғни қосымша электр энергиясын өндіретін қайнар; hЭЛ = 0,95 – электр жеткізу сызығының ПӘК-і.

Қондырғының техникалық жеткіліктігін сипаттайтын шын көрсеткіш ретінде жылуды тек түрлендіру еселеуішін қабылдауға болмайды. Ол өндірілген жылудың сол жылуды өндіру үшін жұмсалған меншікті электр энергиясына қатынасымен анықталады. Себебі ол еселеуіш өндірілген энергияның сапасын анықтамайды, яғни өндірілген жылудың температуралық қайратын ескермейді. Бұл еселеуішті көрсеткіш ретінде қабылдау үшін, әртүрлі құрылғылар (конденсатор мен электр сығымдағышы) бірдей температуралық жағдайда жұмыс жасауы қажет.

 

 6.2  Зертханалық құрылғының сипаттамасы

 Жылулық сорғының түпнұсқалы үлгісі салқын өндірулігі  QВ = 1.75 кВт болатын БК-1500 тұрмыстық кондиционер негізінде жасалған, мұнда жұмыстық дене ретінде фреон-22 қолданылады. Қондырғы кернеуі 220В болатын электржелісімен қоректенеді. Жылулық сорғы жұмысын үлгілейтін зертханалық қондырғының қағидалық сұлбасы 6.3 суретте көрсетілген.  

 

1 – сыртқы ауа; 2 – буландырғыш; 3 – желдеткіш қозғалтқышы; 4 – салқындатылған ауаның шығуы; 5 – сыртқы ауа желдеткіші; 6 – шықтағыш; 7 – бөлмедегі салқын ауа; 8 – шығын реттегіш; 9 – желдеткіш қозғалтқышы; 10 – бөлмеге кіретін қыздырылған ауа; 11 – ішкі ауа желдеткіші; 12 – кері қақпақша; 13 – түтікшелер; 14 – таратқыш қақпақша; 15 – сығымдағыштың жүктүсіру қақпақшасы; 16 – ағын таратқыш; 17 – сығымдағыш.

6.3 Сурет -  Ауа-ауа типті бірсатылы компрессиялық жылулық сорғының сүлбесі

 

6.3 Жұмыстың орындалу тәртібі

Зертханалық жұмысты орындау алдында теориялық мәліметтерді [21-24] оқып білу қажет, өлшеу тәсілдерімен, қондырғының қағидалық сүлбесімен, өлшеу аспаптарының және реттеуші орындарының орналасуымен танысу, сондай-ақ өлшеу нәтижелерін жазуға арналған кесте дайындау қажет.

Жылулық сорғының сипаттамаларын алу тәжірибелерін келесі тәртіппен жүргізуге болады:

- «Сеть» түймешесімен жылусорғы қондырғысы қосылады (1 жағдай);

- сығымдағыш қосылады (1 жағдай);

- І және ІІ желдеткіштердің жұмыс тәртібі орнатылады (оқытушының тапсырмасымен);

- «Термопары» айырып-қосқышының күйі  өзгертіледі және 1-10 нүктелеріндегі ауа температураларын өлшеу жүргізіледі;

- мәліметтерді кестеге енгізу. 

 

6.4 Нәтижелерді өңдеу

Фреон-22-нің  Т- S немесе lgP – i  диаграммасында жылутасығыштың буландырғышқа кірердегі температурасы ТИ1, буландырғыштан шығардағы температурсы ТИ2, жылутасығыштың конденсаторға кірердегі температурасы ТК3, және шығардағы температурасы ТК4 көрсетіледі.

Жұмыстық дененің массалық шығынына есептеу жүргізіледі. Шықтағыштың және буландырғыштың жылулық жүктемелері, жылулық сорғының толық ПӘК-і және салқындық еселеуіші есептеледі. Есептеулерден бірсатылы компрессиялық жылусорғы қондырғысы эксергиясының меншікті теңестігі алынады.  

 

6.5 Жылулық сорғы жұмысының математикалық үлгіленуі

Бірсатылы компрессиялық жылусорғы қондырғысының есептелуін  Delphi (Д Қосымшасы) және Excel (Е Қосымшасы)  бағдарламаларын қолдана отырып жасауға болады.

 

6.6 Жұмыстың есептемесін құрастыру 

Жұмысты орындау жөніндегі есептемеге келесі мәліметтерді енгізу қажет:

- жұмыстың мақсаты және қысқаша мазмұны;

- құқбылыс диаграммалары;

- тәжірибе нәтижелерінің кестесі;

- есептеу қорытындылары;

- нәтижелерді талдау және жұмыс қорытындысы. 

 

6.7 Бақылау сұрақтары

1  Жылулық сорғы дегеніміз не?

2  Жылулық сорғылар қалай жіктеледі?

3  Жылулық сорғының қағидалық жұмысын түсіндіріңіз.

4  Төменпотенциалды дылу көздеріне сипаттама беріңіз.

5 Жылулық сорғыны қолдану аймағына негіздеме беріңіз.

6 Фреондық компрессиялық қондырғының жұмыс айналымына қандай негізгі процестер кіреді? 

7 Жылулық сорғының жұмысын сипаттайтын көрсеткіштерді атаңыз. Олар қалай есептеледі?

8 Компрессиялық жылусорғының идеал және нақты түрлендіру еселеуіштерінің сандық мәндерін салыстыр.

 

Әдебиет [21-24]

 

 

7 Зертханалық жұмыс. «Үздіксіз әрекеттенуші ректификациялаушы бағанның тәрелкелерін және тиімді флегма санын анықтау»

 

Жұмыстың мақсаты

Зертханалық жұмысты орындау барысында студент ректификациялаушы бағанның негізгі элементтерін және құрылымын білуі; ЖТЖ (жетекшілік техникалық жадығат) әдісі бойынша тиімді флегма санын анықтау тәсілін тәжірибелік түрде және ректификациялаушы бағанның есептемесін тасымалдаушы бірлік саны әдісімен танысуы тиіс.

 

7.1 Теориядан түсініктер

Өндірістің көптеген салаларында түрлі өнімді алу мен олардың сұйық қоспаларының (өндірістегі органикалық синтездің, полимерлік және жартылай өткізгіштік заттардың, азықтық тағамдардың) таза саналатын түрінде бөліп алу арқылы қол жеткізуінде, сондай-ақ, сығылған газдың қоспаларынан (оттегі мен азот, көміртегі мен сутегі қоспаларында ауаны бөліп алуында және т.б.) таза газ алуында қиындықтар туындайды.

Қоспадан таза құраушыларды ажыратып алуды ректификация негізінде іске асыруға болады. Ректификация деп сұйық ерітіндіні құраушыларға ажырататын термиялық процесті айтады. Термиялық процесс ерітінді буланғанда пайда болған өнімнің бір бөлігінің аппаратқа қайтып келіп, оның буының аппараттағы сұйық пен арасындағы  қарама-қарсы қозғалысы кезінде орын алатын және бірнеше рет қайталанатын жылу-маңыз алмасуына негізделген.

Ректификациялаушы бағандарда құраушыларды бөлшектеу үрдісі фазалардың жанасуы мен заттық ағындардың арасындағы маңызалмасудың тиімді қамтамасыз етуі нәтижесінже жүргізіледі. Көп жағдайларда үздіксіз әрекет жасаушы қондырғылар қолданылады. Мұндай қондырғылардың қағидалық сұлбасы 7.1 суретте келтірілген.

 

Бастапқы қоспа аралық ыдыстан 1 жылуалмастырғышқа 3 (бастапқы қоспаны қыздырғыш) беріледі, мұнда ол қайнау температурасына дейін жетеді. Қыздырылған қоспалар бөліну үшін ректификациялаушы бағанға 5, сұйықтың құрамы бастапқы қоспа құрамына тең болатын қоректену тәрелкелеріне келіп түседі. 

 

1–аралық сыйымдылық; 2, 10–ортадан тепкіш сорғы; 3–бастапқы қоспаны қыздырғыш; 4 – текше қоспасын қыздырғыш; 5 – ректификацилаушы баған; 6 - шықтағыш-дефлегматор; 7 - айырғыш; 8 – жылуалмастырғыш-салқындатқыш; 9 – дайын өнім жинағының аралық сыйымдылығы; 11 – текше сұйығын жинау үшін қажетті сыйымдылық.

7.1 Сурет - Үздіксіз әрекет жасаушы ректификациялық қондырғының сүлбесі

 

Баған бойымен төмен қарай аққан сұйықтық қыздырғышта 4 қайнау кезіндегі текше сұйығымен әрекеттеседі. Будың бастапқы құрамы шамамен текше қалдықтарының құрамына тең, яғни төмен температурада қайнайтын құраушысы қоспада азайтылған. Сұйықпен маңызалмасу нәтижесінде  бу төмен температурада қайнайтын құраушысы арқылы байытылады.

Бағанның жоғарғы бөлігін толығымен толтыру үшін бағанның үстіңгі қабатын берілген флегма санына сәйкес құрамның сұйықтығымен (флегмамен) суландырады, ол бағаннан шығатын буды біртіндеп сұйыққа айналдыру жолымен конденсатор-дефлегматорда 6 алынып кейін бу мен ауа қоспаларының бөліктелуі сепараторда 7 жалғасады. Құраушының бір бөлігі айырғыштан бөлінген дайын өнім, яғни дистиллят түрінде шығады, ол шықтанып, жылуалмастырғышта 8 суытылады және аралық ыдысқа 9 бағытталады

Сорғымен 10 бағанның текше бөлігінен үздіксіз текше сұйықтар, яғни жылуалмастырғышта салқындап ыдысқа 11 бағытталған жоғары температурада қайнайтын құраушысымен байытылған - өнім шығарылып отырады.

Бағанның бастапқы қоспа тәрелкелерге берілетін бөлігі қоректік бөлік деп аталады. Қоректік бөліктен жоғары орналасқан баған бөлігі бағанның беріктетуші («жоғарғы») бөлігі деп, ал төменгісі - аздырушы («төменгі») бөлігі деп аталады. 

Осылайша, ректификациялаушы бағанда жоғарғы температурада қайнайтын құраушымен байытылған текше қалдық  пен төмен температурада қайнайтын құраушының дистилляттағы бастапқы қосқұрамды қоспаның орнықсыз бөліну құбылысы жүзеге асады. 

 

7.2 Ректификациялаушы баған есептемелерінің теориялық негіздері

Бағанды есептеу оның негізгі геометриялық өлшемдерінің –диаметрі мен биіктігінің анықталуына әкеледі. Бұл екі өлшем де баған жұмысының гидродинамикалық режімімен анықталады, ал ол өз алдына фазалардың физикалық қасиеттері мен жылдамдықтарына, сондай-ақ, байланыс қондырғыларының: тәрелке мен саптаманың түрі мен өлшеміне тәуелді [4,5].

Кез келген ректификациялық баған сұйыққозғалымның теңдеу жүйелерінің, фазалық тепе-теңдік пен зат теңестігінің жылу және маңызберу нәтижесінде өлшене алады. Бұл жүйенің күрделілігі мен сызықсыздығы нәтижесінде ректификациялық бағанды есептеудің жуықтау әдісі қолданыс тапты.

Сұйық және бу фазаларының байланысы сатылы және үздіксіз болатын бағандарды есептеу үшін әртүрлі екі қағидалы әдіс кең қолданыс тапты: теориялық тәрелкелер әдісі және кинетикалық қисық әдісі. Теориялық әдіс немесе шоғыр өзгерісінің сатысы деп фазалық тепе-теңдікке жетумен  аяқталатын сұйық және будың бір реттік байланысын айтамыз.

Сұйық және бу фазаларының байланысының саты санын анықтау үшін екі жағдайда да диаграмма қолданылады. Диаграммада абсцисса осі бойынша сұйықтағы төмен температурада қайнайтын құраушының шоғырын, ал ордината осі бойынша бу фазасындағы төмен температурада қайнайтын құраушының шоғырын орналастырамыз. Мұндай диаграмманы тепе-теңдік диаграммасы деп атаймыз. (2 суретті қара).

Төмен температурада қайнайтын құраушылар арқылы сұйық және бу фазаларының құрамдарын байланыстыратын [4] әдебиетте қабылданған теңдеулер жұмыстық сызық теңдеулері деп аталады.

Бағанның жоғарғы бөлігін есептеуге арналған теңдік келесі түрде жазылады: 

                                                                                          (7.1)

мұндағы, хD – дистилляттағы төмен температурада қайнайтын ұшпа құраушының мольдік үлесі;

R – бағанның флегма саны, дефлегматорға келіп түсетін будың қандай қатынасқа (флегма мен дистиллят R=GR/GD) бөлінетінін көрсетеді.

Егер  және  тең деп белгілесек, онда (7.1) теңдеуі келесі түрде жазылады

                                          .                                                     (7.2)

Бағанның төменгі бөлігі үшін жұмыстық сызық теңдігі  келесі түрде жазылады:

                                                                                               (7.3)

мұндағы,  және .

Мұнда xW  - текше қалдықтағы төмен температурада қайнайтын 9igf құраушының молекулярлық (мольдік) үлесі.

Қосқұрамды қоспалар (екіқұрамды) үшін маңыздық үлесті (шоғырды) молекулярлық үлеске айналдырып, келесі қатынасмен есептеуге болады 

                                                                                     (7.4)

мұндағы,  а  и  b  - әрбір қоспа құраушысының шоғыры, %;

μА   және   μВ   - әрбір құраушыларға сәйкес молекулярлық массалары, кг/кмоль.

F=GF/GD  - дайын өнімнің (дистилляттың) 1 кг·моль қатысты бастапқы қоспаның кг·моль мөлшері, яғни бастапқы қоспаның салыстырмалы шығыны.

 

         7.3 Теориялық тәрелкелер әдісімен жанасу сатысының санын анықтау

Берілген мәліметтер ретінде қолданылытындар:

-  бастапқы қосқұрамды қоспалар (көп құраушысы бар), теңестік қисығын тұрғызу үшін қажетті мәліметтер, әрбір құраушылардың құрамы;

-  бастапқы қоспалардағы құраушылардың маңыздық, дистилляттағы және текше қалдығындағы үлестері.

 

7.2 Сурет– Теңестік және теориялық тәрелкелердің санын анықтау диаграммасы

Теориялық тәрелкелердің санын анықтау тәртібі:

Берілген мәліметтерге сай теңестік диаграммасына теңестік қисығы салынады (7.2 сурет).

1        (7.4) формуласы бойынша төмен температурада қайнайтын құраушысы үшін осы құраушының дистилляттағы xD және текше қалдығындағы xW , және  бастапқы қоспадағы хF молекулярлық үлестері анықталады.

2        Теңестік диаграммасынан табылған шамалар: диаграмма диагоналінің К және М нүктелер арасындағы тіке сызықтардың қиылысуынан пайда болған xD  және  xW    нүктелері кейінге қалдырылады; 

3        Флегма санының ең төменгі мәні келесі формуламен анықталады

                                                                                        (7.5)

мұнда  - бастапқы қоспа үшін бу фазасындағы төмен температурада қайнайтын құраушысының теңестік молекулярлық үлесі (7.2 суретті қара).

4        (1,1…4)RMIN  аралығында флегма санының мәні таңдалынады.

5        Флегма санының таңдап алынған шамасы бойынша, бағанның жоғарғы бөлігіндегі жұмыстық сызығының теңдеуі үшін В еселеуішінің мәні анықталады. Ординат өсі бойынша табылған В мәні кейінге қалдырылып және N нүктесі К нүктесі түзу сызық   бойымен қосылады. Осы пайда болған сызықтардың және тіке сызығындағы хF нүктесінің   қиылысу кезінде L нүктесі бар. 

6        LM сызығы бағанның төменгі бөлігінде орналасқан жұмыстық сызық, ал KLM сызығы – барлық бағандардың жұмыстық сызығы.  

7        К нүктесінен теориялық тәрелкелер санын анықтау үшін КК¢ көлденең сызығын теңестік сызығымен қиылысқанға дейін жүргіземіз. К¢ нүктесінен жұмыстық нүктеге дейін тіке сызық түсіреміз. Осы қиылысу нәтижесінде пайда болған М¢ нүктесінен тағы да көлденең сызығын жүргіземіз. Осы құбылыс КN нүктесінен xW нүктесіне дейін келгенше жалғасады. Пайда болған  «саты» саны (толық еместері саналмайды) теориялық тәрелкелер саны nT болып табылады. 7.2 суреті үшін -   nT =4 дана.

 

7.4 Флегма санының тиімді мәнін анықтау

(7.1) формуласына және 7.2 суретке байланысты xW , хF , xD берілген мәндері үшін теориялық тәрелкелер саны nT таңдап алынған флегма санына R  тәуелді.

R-дің келесідей екі шеткі мәні қолданылады:

1 R=RMIN. Бұл жағдайда  нүктесі теңесі сызығының бойында жатады. Теориялық тәрелкелер саны шексіздікке ұмтылады. Маңызалмасу құбылысының қозғалу күші y*-y=0. Бағанның сұйық және бу фазаларында шексіз үлкен беттік жанасуы болуы керек.

2 R→ ∞ . L нүктесі диаграмманың диагональ бойында орналасады. nT=min. Баған дистиллятты алусыз жұмыс істейді («өзіне қарай»).

ЖТЖ-тың 26-01-73-75 келісімі бойынша тиімді флегма санын келесі әдістемелермен анықтау:

1        (7.5) формуласы бойынша ең төмен флегма саны RMIN анықталады.

2        Флегманың жұмыстық саны мен ең төмен санының қатынасы  флегманың артық еселеуіші деп аталады. φ–дің мәні шамамен 1,1...4 аралығында беріледі. Есептеме дәлірек болуы үшін аралық нүктелерден 5-тен кем емес мәндерді алу қажет;

3        Әрбір φ мәні, сондай-ақ R мәні де, теориялық тәрелкелер әдісімен (жоғарыдан қара) nT мәніне сәйкес қойылады;

4        Нәтижелерді кестеге енгізіп, φ-дің әрбір мәні үшін nT(R+1) көбейтіндісін анықтайды.

7.1 Кесте

φ

1,1

1,36

1,47

2,33

3,30

5,36

R

 

 

 

 

 

 

nT

 

 

 

 

 

 

nT(R+1)

 

 

 

 

 

 

 

5    Берілген аралықта экстремум нүктесі – ең төмен мән болғанда R=f(nT(R+1)) тәуелділігіндегі график тұрғызылады (3 суретті қара). Ең төмен мәніне сәйкес флегма санының мәні тиімді деп есептеледі. 

 

7.5 Зертханалық жұмысты орындау тәртібі

1 Жұмысты орындау алдында қысқаша теориялық мәліметтерді оқып білу. Қажет болған жағдайда дәрістер жинағы мен анықтамалық әдебиеттерді қолдану керек (әдебиет тізімін қара).

2 Оқытушыдан жұмысқа тапсырма алу: қосқұрамды қоспалардың түрлерін, берілген қоспаның, дистилляттың және текше қалдығының құрамын.

7.2 Кесте

Нұсқа

№

 

хF  - қоректік қоспадағы ұшпа құраушының үлесі, масс.%

xD – дистилляттағы ұшпа құраушының үлесі құрамы,  масс.%

xW – текше қалдығындағы ұшпа құраушының мөлшері, масс.%

 

 

 

 

1

38

98,5

3

2

30

90

5

3

24

95

10

4

35

94

8

5

29

92,5

4

6

40

96,3

7

7

25

93

9

8

32

95,7

5

9

27

91,5

6

10

34

90,8

10

11

28

97,5

8

12

36

97

4

 

3 ЖТЖ әдісінің көмегімен флегмалық санның оптималдық мәнін табу. Флегманың әрбір таңдалған артықтық мөлшерінің мәні үшін теориялық тәрелкелердің nT санын анықтау бөлек масштабты-координаттық қағазда жүзеге асады. Сұйық пен будың тепе-теңдік құрамы – қосымшада.

 

7.6 Ұсыныс

1                   Шамаларды график бойынша дәлдікпен анықтау үшін функцияның жуықтама және интерполяция бағдарламасымен қолдануға болады. Мысалы – Appoximator (жуықтама).

2                   Сандық интегралдауды пайдалана отырып тасымалдау бірлігінің санын анықтауға болады (мысалы Симпсон әдісімен немесе қолданбалы бағдарламаларды пайдалану арқылы [11-13, 25].

 

7.7 Бақылау сұрақтары

1    Ректификацияның негізі неде?

2    Дефлегматордың қызметі қандай?

3    Ректификациялық бағанның тәрелкесінде қандай маңызалмасулық процесс өтеді?

4    Бағанның флегма саны дегеніміз не?

5    Дистиллят құрамы тұрақты болған жағдайда флегмалық санның мәні өзгерген кезде, жұмыс сызығының бағанының орналасуы тепе-теңдік диаграммасында қалай өзгереді?

6    Ең төмен флегма саны қалай анықталады?

7    Бағанның тәрелкелерінің теориялық санын қалай анықтауға болады?

 

          Әдебиет [4,5,10,11,12,13,25].

 

Кейбір қосқұрамды қоспалар үшін төмен температурада қайнайтын құраушы арқылы бу және сұйықтың тепе-теңдік құрамы.( мольде %)

 

Сұйық фаза  х,%

0

5

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бу фазасы  у

Су –сірке қышқылы

0

9,2

16,7

30,2

42,5

53,0

62,6

71,6

79,5

86,4

93,0

100

Метанол- су

0

26,8

41,8

57,9

66,5

72,9

77,9

82,5

87,0

91,5

95,8

100

Хлороформ-бензол

0

6,5

12,6

27,2

41,0

54,6

66,0

74,6

83,0

90,5

96,2

100

Бензол-толуол

0

11,5

21,4

38,0

51,1

61,9

71,2

79,0

85,4

91,0

95,9

100

Тетрахлорметан-толуол

0

10,5

20,1

36,8

50,5

61,9

71,2

78,8

85,1

90,6

95,4

100

Этанол-су

0

33,2

44,2

53,1

57,6

61,4

65,4

69,9

75,3

81,8

89,8

100

Ацетон- су

0

60,3

72,0

80,3

82,7

84,2

85,5

86,9

88,2

90,4

94,3

100

Ацетон-бензол

0

14,0

24,3

40,0

51,2

59,4

66,5

73,0

79,5

86,3

93,2

100

Ацетон-этанол

0

15,5

26,2

41,7

52,4

60,5

67,4

73,9

80,2

86,5

92,9

100

Сероуглерод-тетрахлорметан

0

13,2

24,4

41,9

51,6

64,3

72,2

79,0

84,9

90,2

95,0

100

Ацетон-дихлорэтан

0

13,8

25,8

41,8

54,8

65,4

74,5

82,2

87,6

92,7

96,8

100

Метанол-бензол

0

38,5

50,0

56,8

58,0

59,0

60,0

61,0

62,0

66,0

75,0

100

 

А Қосымшасы

   R12, CCl2F2, Dichlorodifluoromethane   T critical = 112.00 °C, p critical = 41.57600 Bar, v critical = 0.00179 m3/kg

Подпись: 39


Б Қосымшасы

Ф-12-нің термодинамикалық қасиеттері

 

t, 0C

p, МПа

υ, м3/кг

υ1, м3/кг

i4, кДж/кг

i1, кДж/кг

S4, кДж/(кг∙К)

S1, кДж/(кг∙К)

 

 

 

 

 

 

 

 

-39

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

+5

+10

+15

+20

+25

+30

0,06730

0,08076

0,10044

0,12369

0,15094

0,18257

0,21904

0,16080

0,30848

0,36234

0,42289

0,49094

0,56653

0,65062

0,74324

0,0006605

0,0006658

0,0006725

0,0006793

0,0006868

0,0006940

0,0007018

0,0007092

0,0007173

0,0007257

0,0007342

0,0007435

0,0007524

0,0007628

0,0007734

0,2337

0,1973

0,1613

0,1331

0,1107

0,09268

0,08713

0,06635

0,05667

0,04863

0,04204

0,03648

0,03175

0,02773

0,02433

384,06

387,46

391,73

396,07

400,44

404,92

409,44

414,00

418,65

423,34

428,11

432,97

437,87

442,81

447,83

 

554,63

556,59

559,06

561,54

563,96

566,39

568,82

571,16

573,51

578,81

578,07

580,29

582,42

584,48

586,44

4,0513

4,0655

4,0832

4,1007

4,1180

4,1353

4,1525

4,1695

4,1865

4,2033

4,2201

4,2368

4,2534

4,2699

4,2864

4,7797

4,7759

4,7716

4,7675

4,7642

4,7610

4,7583

4,7558

4,7536

4,7515

4,7498

4,7481

4,7466

4,7451

4,7437

Подпись: 40

В Қосымшасы

Подпись: 41Ауаның салыстырмалы ылғалдылығын анықтауға қажетті номограмма


Қосымша Г

     Желдеткішті градирняны есептеу үшін қажетті номограмма

Подпись: 42

Д Қосымшасы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И С Х О Д Н Ы Е  Д А Н Н Ы Е:

 

ед. изм.

Рабочий агент (РА):

аммиаак

 

Теплопроизводительность: Qв=

23,6

кВт

Холодопроизводительность: Q0=

17,45

кВт

Теплоноситель теплоотдатчика:

вода

 

Теплоноситель теплоприемника:

вода

 

Температура теплоносителя на выходе из испарителя: tн2=

-22

oC

Минимальная разность температур в испарителе: Dtи=

3

oC

Расчетная температура испарения: t0=

-25

oC

Температура теплоносителя на входе в конденсатор: tв2=

20

oC

Температура теплоносителя на выходе из конденсатора: tв1=

25

oC

Минимальная разность температур в конденсаторе: Dtк=

5

oC

Расчетная температура конденсации: tк=

30

oC

Характеристика компрессора:

ФГрВ 1,75

 

тип компрессора:

поршневой

 

число ступеней:

1

 

Внутренний КПД компрессора:

0,8

 

Электромеханический КПД компрессора:

0,9

 

Характеристики теплообменного оборудования:

 

 

испаритель:

 

 

конденсатор:

 

 

Параметры точек процесса по T - S диаграмме для РА:

 

 

Точка 1:

 

 

температура: t1=t0=

-25

oC

давление: p1=

0,5

МПа

энтальпия: i1=

1652

кДж/кг

удельный объем: v1=

0,78

м3/кг

Точка 2:

 

 

температура: t2'=

126

oC

давление: p2=p2'=pк=

1,2

МПа

энтальпия: i2'=

1960

кДж/кг

Точка 3:

 

 

температура: t3=tк=

30

oC

давление: p3=pк=

1,2

МПа

энтальпия: i3=iк=

562

кДж/кг

Точка 4:

 

 

температура: t4=t0=

-25

oC

давление: p4=

0,15

МПа

энтальпия: i4=i3=

562

кДж/кг

 

 

 

 

 

Подпись: 43

Р А С Ч Е Т:

 

 

Энтальпия РА на выходе из компрессора: i2=

2037

кДж/кг

Удельная внутренняя работа компрессора: lв=

385

кДж/кг

Удельная тепловая нагрузка испарителя: q0=

1090

кДж/кг

Удельная тепловая нагрузка конденсатора: qк=

1475

кДж/кг

Энергетический баланс установки на единицу расхода РА: q=lв+q0=qк=

1475

кДж/кг

Сходимость энергетического баланса установки на единицу расхода РА:

1475

кДж/кг

Массовый расход РА: G=

0,016

кг/с

Объемная производительность компрессора: V1=

0,012

м3/с

Расчетная тепловая нагрузка испарителя: Q0=

17,45

кВт

Расчетная тепловая нагрузка конденсатора: Qк=

23,614

кВт

Удельная работа компрессора: lкм=

427,778

кДж/кг

Удельный расход электроэнергии на единицу выработанного тепла: Этн=

0,29

 

Удельный расход электроэнергии на единицу выработанного холода: Эх=

0,392

 

Электрическая мощность компрессора: Nэк=

6,848

кВт

Коэффициент преобразования (трансформации) тепла: КОП=

3,448

 

Проверка КОП:

3,448

 

Холодильный коэффициент:

2,548

 

Проверка холодильного коэффициента:

2,548

 

Средняя температура низкотемпературного теплоотдатчика: tн.ср=

-18,3

oC

Средняя температура полученного тепла: tв.ср=

22,4

oC

Коэффициент работоспособности холода с потенциалом tн.ср:

0,15

 

Коэффициент работоспособности холода с потенциалом t0:

0,181

 

КПД установки с учетом потерь эксергии в испарителе (по хладагенту):

0,38

 

КПД установки без учета потерь эксергии в испарителе (по хладагенту):

0,46

 

Термический КПД ТНУ:

0,78

 

Потребляемая мощность с учетом потерь в электросетях: Nэ=

7,21

кВт

Расход топлива на КЭС для выработки эл/энергии для привода компрессора ТНУ: Вт=

2,52

кг.у.т./ч

Расход топлива в котельной на выработку Qв тепла: Вк=

3,4

кг.у.т./ч

Экономия условного топлива:DВ=

0,9

кг/ч

Удельная экономия условного топлива (на единицу отпущенного тепла): Db=

0,01

кг/ГДж

ОБЩИЙ КПД ТНУ:

0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подпись: 44

Е Қосымшасы

 

И Қосымшасы

Кейбір заттардың химиялық формулалары

 

Этанол                           С2Н5ОН  

Метанол                        СН3ОН 

Толуол                           С7Н8 

Бензол                            С6Н6 

Сероуглерод                  CS2  

Тетрахлорметан            ССl4

Хлороформ                    CHCl3 

Уксусная кислота          C2H4O2

Ацетон                            C3H6O

 

Подпись: 45

Әдебиет тізімі

 

1. Кедров B.C., Пальгунов П.П., Сомов М.А. Водоснабжение и канализация. – М.: Стройиздат, 1984.- 288 с.

2. Кедров B.C., Ловцов Е.Н. Санитарно-техническое оборудование зданий. - М.: Стройиздат, 1989. – 495 с.

3. Несенчук А.П. Системы производства и распределения энергоносителей промышленных предприятий.- М.: Высшая школа, 1989.-279 с.

4. Промышленные теплообменные процессы и установки: Учебник для вузов/А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, О.Д. Данилов и др.; Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоатомиздат, 1986.-328 с.

5. Бакластов А.М. и др. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок: Учеб. пособие для вузов/ А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, П.Г. Удыма; Под ред. А.М. Бакластова. – М.: Энергоиздат, 1981.-336 с.

6. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. – М.: Химия,1975.-576 с.

7. Кошкин Н.Н. Холодильные машины. М.: Пищевая промышленность, 1973.

8. Зелиновский И.Х., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки: Справочник. – 3-е изд., перераб. И доп.-М.: Агропромиздат, 1989.- 672 с.

9. Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. -  М.: Энергия, 1972. – 319 с.

10. Руководящий технический материал. РТМ 26-01-73-75. Метод расчета колонных аппаратов общего назначения со стандартизированными тарелками. – М.: НИИ Химмаш, 1975.-35 с.

11. Плановский А.Н., Рамм В.Н., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1968.- 848 с.

12. Майоров В.В. Промышленные поверхностные теплообменные аппараты: Сборник задач. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 1997.-95 с.

13. Майоров В.В. Промышленные ректификационные установки: Сборник задач. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2001.-63 с.

14. А.В.Мартынов. Установки для трансформации тепла и охлаждения.

-  М.: Энергоиздат, 1989.-200 с.

15. Абрамов Н.И. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1982. – 440 с.

16. Белан А.Е. Технология водоснабжения. – Киев.: Наукова думка,1985.–264 с.

17. Борисов Б.Г., Багров О.Н., Калинин Н.В. Системы водоснабжения предприятий. – М.: МЭИ, 1987. – 64 с.

Подпись: 4618. Фарфоровский Б.С., Фарфоровский В.Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций. – Л.: Энергия, 1972. – 112 с.

19. Теплообменные аппараты холодильных установок /Под ред. Г.Н. Даниловой. – Л.: Машиностроение, 1986. – 303 с.

20. Холодильные машины: Справочник. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 223 с.

21. Янтовский Е.И. Парокомпрессионные теплонасоосные установки. - М.: Энергоиздат, 1982.-144 с.

22. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. - М.: Энергоиздат, 1982.-224 с.

23. Енин П.М. Практическое использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии в теплоснабжении.- Киев, ИПК, 1988.- 96 с.

24. Г. Хайнрих, Х. Найорк, В. Нестлер. Тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения. – М.: Стройиздат, 1985. – 340 с.

25. Портнов В.В., Майоров В.В. Трошин А.Ю. Лабораторный практикум по курсу «Тепломассообменное оборудование  предприятий»:  Учеб.  пособие.  Воронеж:  Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005.-89 с.

 

Мазмұны

 

 

1 Зертханалыќ жўмыс. «Ауамен жабдыќтау жїйесініѕ жўмысын зерттеу»

2 Зертханалыќ жўмыс. «Су алу ќўралыныѕ шыєындыќ сипаттамалары»

 

3 Зертханалық жұмыс. «Салқындатушы компрессиялық құрылғының жұмысын сынау»

 

4 Зертханалық жұмыс.  «Салқындатушы жүйені зерттеу»

 

5 Зертханалық жұмыс. «Сумен жабдықтаушы айналмалы жүйені зерттеу

 

6 Зертханалық жұмыс. «Сығымдағыштық жылулық сорғы жұмысын зерттеу»

7 Зертханалық жұмыс. «Үздіксіз әрекеттенуші ректификациялаушы бағанның тәрелкелерін және тиімді флегма санын анықтау»

 

 

Қосымшалар