Тепловой расчет компрессора

Тепловой расчет и подбор двухступенчатого компрессора

 

На практике наиболее распространена схема двухступенчатого сжатия и  регулирования с одной температурой кипения и охлаждением жидкости в змеевике промежуточного сосуда. Для расчет и подбора компрессоров такой установки обычно задаются холодопроизводительностью Q₀ и условиями работы машины t₀, t_К, t_ВС.

Первым шагом является определение  промежуточного давления p_ПР и построение цикла двухступенчатой холодильной машины в диаграммах s – Т или lg P – h, по которым находят параметры, необходимые для расчета каждой ступени.

Расчет ступени низкого  давления.

Удельная массовая холодопроизводительность:

 

q₀ = h₁ – h_6’, кДж/кг

 

Удельная работа сжатия компрессора верхней ступени:

 

l_КМ = h₂ – h_1’, кДж/кг

 

Действительная масса всасываемого пара:

 

G₁ = Q₀ / q₀, кг/с

 

Действительная объемная подача:

 

V_Д = G₁ × n_1’, м³/с

 

Индикаторный коэффициент подачи:

 

l_i = (p₀ – Dp_ВС) / p₀ – с × [(p_ПР + Dp_Н) / p₀ – (p₀ – Dp_ВС) / p₀]

 

Коэффициент невидимых потерь:

 

l_w’ = T₀ / T_ПР

 

Коэффициент невидимых потерь для крейцкопфных компрессоров:

 

l_w’ = T₀ / (T_ПР + 26)

 

Коэффициент подачи компрессора:

 

l = l_i × l_w’

 

Теоретическая объемная подача (теоретический  объем, описанный поршнями компрессора):

 

V_{Т ЦНД} = V_Д / l, м³/с

 

Адиабатная мощность:

 

N_{a ЦНД} = G₁ × (h₂ – h_1’), кВт

 

Индикаторный коэффициент полезного  действия:

 

h_i = l_w’ + b × t₀,

 

где b – коэффициент, который зависит от применяемого в холодильной машине рабочего вещества.

Индикаторная мощность:

 

N_i = N_a / h_i, кВт

 

Мощность трения:

 

N_ТР = V_{Т ЦНД} × P_ТР, кВт

 

Эффективная мощность:

 

N_е = N_i + N_ТР, кВт

 

Мощность на валу электродвигателя:

 

N_ДВ = (1.1 ¸ 1.12) × N_е / h_П, кВт

 

Расчет ступени высокого давления.

Удельная работа сжатия компрессора  верхней ступени:

 

l_КМ = h₄ – h₃, кДж/кг

 

Количество жидкости до первого  дросселирования, необходимое для  промежуточного охлаждения пара:

 

G’ = G₁ × (h₂ – h₃) / (h_3’ – h_5’’), кг/с

 

Количество жидкости до первого  дросселирования, необходимое для  охлаждения жидкости в змеевике:

 

G’’ = G₁ × (h₅ – h₆) / (h_3’ – h_5’’), кг/с

 

Количество пара, засасываемого  цилиндром высокого давления:

 

G = G₁ + G’ + G’’, кг/с

 

Действительная объемная подача:

 

V_Д = G₁ × n₃, м³/с

 

Индикаторный коэффициент подачи:

 

l_i = (p_ПР – Dp_ВС) / p_ПР – с × [(p_К + Dp_Н) / p_ПР – (p_ПР – Dp_ВС) / p_ПР]

 

Коэффициент невидимых потерь:

 

l_w’ = T_ПР / T_К

 

Коэффициент невидимых потерь для  крейцкопфных компрессоров:

 

l_w’ = T_ПР / (T_К + 26)

 

Коэффициент подачи компрессора:

 

l = l_i × l_w’

 

Теоретическая объемная подача (теоретический  объем, описанный поршнями компрессора):

 

V_{Т ЦВД} = V_Д / l, м³/с

 

Адиабатная мощность:

 

N_{a ЦВД} = G × (h₄ – h₃), кВт

 

Индикаторный коэффициент полезного  действия:

 

h_i = l_w’ + b × t_ПР,

 

где b – коэффициент, который зависит от применяемого в холодильной машине рабочего вещества.

Индикаторная мощность:

 

N_i = N_a / h_i, кВт

 

Мощность трения:

 

N_ТР = V_{Т ЦВД} × P_ТР, кВт

 

Эффективная мощность:

 

N_е = N_i + N_ТР, кВт

 

Эффективная удельная холодопроизводительность всей двухступенчатой машины:

 

e_е = Q₀ / (N_{е ЦНД} + N_{е ЦВД})

 

Тепловой поток в конденсаторе:

 

Q_К = G_Д × (h₄ – h₅), кВт