Каскадостроителям на заметку. Инструментарий и основа расчета.
реклама
Открываем пункт «Cycle Specification», попадая в основное окно пакета.
Наиболее важными на первом этапе расчета для нас являются пункты «Temperature Levels», «Refrigerants» и «Cycle Capacity».
В пункте «Temperature Levels» указываем температурные уровни конденсации и испарения хладагентов первой и второй ступени.
HT означает первую ступень, LT – вторую.
В пункте «Refrigerants» выбираем хладагенты для первой и второй ступени, а в пункте «Cycle Capacity» указываем требуемую холодопроизводительность. 0 для первой ступени говорит о том что нам не требуется холод сверх необходимого для функционирования второй ступени.
После ввода данных жмем кнопку «Calculate», после чего программа прописывает в ранее остававшихся пустыми полях расчетные значения. Как видно, в нашем случае компрессор на верхнюю ступень каскада будет существенно меньше чем компрессор на нижнюю. Не то чтобы это было плохо, но рекомендуется придерживаться правила пирамиды, когда компрессор верхней ступени по производительности равен или превосходит компрессор нижней ступени.
Подбираем значение температуры испарения в первом контуре таким образом чтобы при неизменной разноси температур в теплообменнике уравнять объемную производительность компрессоров.
Как видно из расчета – при заданных условиях можно обойтись двумя одинаковыми компрессорами с объемной производительностью не менее 1.52 м3/ч. Несмотря на то что компрессоры одинаковые, их энергопотребление отличается, т.к. они работают на разных рабочих телах. Компрессор на первой ступени потребляет 210 Вт, поэтому, при покупке компрессоров следует ориентироваться именно на эту мощность двигателя компрессора. Проверка на работоспособность компрессора второй ступени при смене рабочего тела на этилен:
Видно, что снижение температуры испарения на второй ступени приводит к повышению энергопотребления компрессоров обеих ступеней, а, следовательно, если возможна дальнейшая замена рабочего тела, следует подобрать компрессоры с электродвигателями мощностью 300 Вт и выше.
1 м3/ч представляет из себя подачу, обеспечиваемую 6 кубическими сантиметрами цилиндра компрессора, следовательно нам необходимы компрессоры с объемами цилиндров не меньше 10 кубических сантиметров.
На практике, конечно же, идеальных компрессоров не существует, также как и идеальной теплоизоляции, поэтому следует рассчитывать систему, минимум, на 150 Вт мощнее по обеим степеням, а, при переводе подачи компрессора, учитывать степень сжатия, используя формулу λ=0.8 – 0.02*p2/p1.
Пересчитаем систему под реальные условия работы, добавив запас по температуре конденсации в 5К.
Принципиально изменилась температура промежуточного теплообменника, но, на первый взгляд, это ничем не грозит. Однако, посмотрим что у нас со степенями сжатия. Открываем «State points» и видим.
Степень сжатия второй ступени приближается к 19. Ни о какой нормальной работе компрессора в этом случае говорить не приходится.
Проведем расчет, используя в качестве критериев температуру промежуточного теплообменника, выбрав ее не выше -25°С по линии конденсации 23-го, и температуру испарителя, установив ее не ниже -85°С.
После расчета видно, что при нормальных условиях работы, компрессор второй ступени имеет описанный объем цилиндра почти в 2 раза меньше чем компрессор первой ступени. Степени сжатия обоих компрессоров не превышают 13, соответственно коэффициент подачи составит около 0.6. Компрессор первой ступени, таким образом, должен иметь описанный объем не менее 33 см, а второй, не менее 20 см.
реклама
Лента материалов
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Сейчас обсуждают