| |||||
МЕНЮ
| Судовые холодильные установкиПроизводительность одного тандемного агрегата (без наддува) 84899 Вт (с наддувом с целью переохлаждения х.а. в теплообменнике для возврата масла ) 92800 Вт Температура масла до КМ 45(С ± 10(С Приводная мощность электродвигателей КМ СНД 52 кВт КМ СВД 71 кВТ В состав агрегата входят два винтовых КМ: S3-900, S3-315 - Маслоотделитель: Емкость – 350 л: Масса 710 кг - Маслоохладитель: тип С Охлаждающая поверхность 12 м2 Емкость 1 : 32 л (масло) 2 : 9 л (вода) Масса 173 кг - Масляный фильтр Емкость – 17,5 л: Масса 43,5 кг - Фильтр всасывания Емкость – 24 л: Масса 74,5 кг - Масляный насос Тип А4 : 2 Расход 2 л/мин Номинальное давление воды 4 кг/см Геометрические размеры Высота 2075 мм Ширина 1000 мм Длина 3700 мм Масса 4000 мм 4.4. Гладкотрубный испаритель: Теплообменная поверхность 7,8 м2 Внутренний объем 0,026 м2 Внешний объем 0,031 м2 Длина 2120 мм Ширина 525 мм Высота 749 мм 4.5. Парожидкостной теплообменник Емкость 33 дм3 Рабочая температура -60(С Масса 114 кг 4.6. Отделитель жидкости Емкость 1625 см3 Рабочая температура +55 / -60 (С Рабочее избыточное давление 2,1 МПа Масса 910 кг 4.7. Линейный ресивер Емкость 1450 дм3 Рабочая температура -55 (С Рабочее избыточное давление 2,1 МПа Масса 871 кг 4.8 Водяная система охлаждения включает в себя: насосы 3 шт. Тип KR21Q 80/160 Подаваемый объем V – 80 м3/4 Высота подачи 30 м Число оборотов 2900 об/мин Мощность 3,9 кВт КПД 64% Графики аппроксимации зависимостей p=f(t0); Cp= f(t0); (= f(t0); V= f(t0) представлены на Рис. 4.1 – 4.4. 5. Расчет морозильного аппарата FGP – 25 – 3 5. Расчет морозильного аппарата FGP – 25 – 3 5.1. Коэффициент теплопередачи от замораживаемой рыбы к охлаждающей среде. [pic] (5.1) где: [pic] - внутреннее термическое сопротивление (со стороны продукта), обусловленное неточным контактом продукта с блок-формой и воздушными прослойками. [pic] - термическое сопротивление теплопроводности материала плит, слоя инея, масла, материала блок-форм. [pic] - наружное термическое сопротивление. Производим расчет (нар для вынужденного движения жидкости (без изменения агрегатного состояния). [pic], [pic] (5.2) где В=0,021(0,43 Ср0,43(0,57(-0,37 – коэф. учитывающий свойство жидкости ( = 1446,1 кг/м3 ; Ср = 1095,2 кДж/кг К; ( =0,12473 Вт/мК ; ( = 2,69*10-7 м2/с; В = 0,021*22,84994*20,27598*0,305284*0,693413*389,0456=801,277 [pic] - эквивалентный диаметр где: f = 686 мм2 n = 105,5 мм d = 4*686 / 105,5 = 26 мм W=Gм/fК – скорость движения жидкости, м/с Gм = 23 м3/4=0,00639 м3/с – производительность насоса К – количество плит в МА – 60 шт. [pic]=0,155 м/с Производим расчет (нар [pic] Вт/м2К Рассчитаем коэффициент теплопередачи от замораживаемой рыбы к охлаждающей среде. 1/(вн=0,0026 м2К/Вт [pic] м2К/Вт – суммарное техническое сопротивление теплопроводности [pic] м2К/Вт Коэффициент теплопередачи боковых сторон блок-форм, омываемых воздухом. [pic] (5.3) (бф=1,5 мм – толщина окантовки (бф=153 Вт/мК – для алюминиевого сплава (нар.к=8 Вт/мК – коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции со стороны воздуха [pic] м2К/Вт Средний коэффициент теплопередачи всей блок-формы: [pic] (5.4) F, F1, F2 – соответственно площади поверхностей крышек блок-форм, боковых стенок, общей (F =F1+F2) поверхности блок-форм. F =0,548 м2 ; F1=0,411 м2 ; F2=0,137 м2; [pic] Вт/м2К 5.2 Определение продолжительности замораживания рыбы. - Первый период замораживания от tнр=20(С до t0ср= -1,5(С; t0= -55(C; (=Кср.пл=88,037 Вт/м2К (1=1092*(0,86(-2)-0,9066 *(tнр+1)-21970 *(0,86(+60)-2,79*(-tохл)- 1,433(tнр+3) – 0,1427 = = 22,137-(20+1)-0,02465 *55-1,433*(23)-0,1427=0,5234; - Второй период замораживания от t0ср= -1,5(С до tвн.р= -2,5(C; (2=95,98*(-tохл)-0,483(0,86()-0,3025 *(tохл)0,1725= =95,98*(55)-0,483(0,86*88,037)-0,3025 *(55)0,1725 = 13,85+0,0733=1,015 ч; - Третий период замораживания от tвн.р= -2,5(С до tв.к= -25(C; (3=947*(-tохл-2)-1,485(0,86()-1,042 *(-tвк-3)0,466(0.86()0,055= =947*(55-2)-1,485(0,86*88,037)-1,042 *(25-3)0,466(0.86*88,037)0,055=0,178 ч = 22,137-(20+1)-0,02465 *55-1,433*(23)-0,1427=0,5234; Продолжительность ((К = цикла замораживания реального блока рыбы: ((К = ((1+(2+(3)*К(=((* К( ((К = (0,523+1,015+0,178)*0,75=1,287 ч 5.3 Определение теплопритоков создаваемых морозильным комплексом. - Теплопритоки от замораживаемой рыбы Q1=Ема/3600 * ((К (iм-iк)*(ма (5.5) где: iм; iк – начальная и конечная энтальпия замораживаемой рыбы. (ма – коэффициент рабочего времени МА Е – единовременная вместимость МА кг iм =[(0,75W+0.25)tp+114W-12.2]*4.187=[(0,75*0,8+0,25)20+114*0,8- 12.2]*4.187= = 401,952 кДж/кг iк =[(0,5W+0,14)tp+10W13]*4.187=[(0,5*0,8+0,14)*20+10*0,8+13]*4.187= = 31,402 кДж/кг (ма= 0,958; Ема=1200 кг; Q1=[1200/(3600*1,287)] * (401952-31402,5)*0,958=91941,58 Вт - Теплопритоки, связанные с охлаждением металлических частей [pic][pic] (5.7) где: Gм, См – масса и удельная теплоемкость металлических частей; tмм, tкм – начальная и конечная температура металлических частей; Gм=2*60=120 кг – масса всех окантовок См=0,675 кДж/кгК tмм= tмр=20(С tкм= t0= -55(С [pic] Вт - Теплопритоки через изолированные ограждения [pic] (5.8) где: к, F – коэффициент теплопередачи к площади поверхности различных участков изолированного ограждения морозильного аппарата. [pic] - температура наружного воздуха и воздуха в МА. [pic] (5.9) где: D=2,14 м – диаметр МА; L=2,5 м – длина МА; F=2*[(3,14*2,142)/4]+3,14*2,14*2,5=24 м2 к=0,226 Вт/м2К – коэффициент теплопередачи ограждения МА; tнар=tр=32(С; tвн=t0= - 55(С Q3=0,226*24*(32+55)=417,9 Вт 5.4. Рассчитываем характеристику МА FGP - 25-3 К(=0,75; W=0,8; tвк= -25(С; Кср.пл=(=88,037 Вт/м2К tнр= (5; 10; 20; 30)(С – начальная температура рыбы t0=(-55; -50; -45;-40; -35) (С – температура кипения х.а. в морозильном аппарате. Результаты расчетов заносим в таблицу 5.1. - tнр=5(С, t0=-55(С, (=88,037 Вт/м2К; 1-й период: (1=1092*(0,86*88,037-2)-0,9066 *(5+1)-0,0247 *55-1,433*(5+3)- 0.1427=0.297 ч; 2-й период: (2=95,98*55-0,483 *75,71-0,3025*(55) 0,1725 =1,015 ч 3-й период: замораживание: (3=947*(55-2)-1,485(0,86*88,037)-1,042 * (25- 3)0,466(0.86*88,037)0,055=0,178 ч ((К = (0,297+1,015+0,178)*0,75=1,118 ч Теплопритоки: Q1=0,286*(348,6-31,40) =90719,2 Вт [pic] Вт Q3=0,226*24*(32+55)=471,9 Вт - tнр=5(С, t0=-50(С, (=88,037 Вт/м2К; -0.1427 1-й период: (1=22,137*0,957*50-1,433*(5+3) =0.329 ч; -0.1725 2-й период: (2=95,98*50-0,483 *75,71-0,3025*(50) =1,117 ч 3-й период: (3=947*(50-2)-1,4850,011*6,195=0,205 ч Теплопритоки: Q1=0,257*(348,6-31,4) =81520,4 Вт [pic] Вт Q3=5,424*(32+55)=444,77 Вт - tнр=5(С, t0=-45(С, (=88,037 Вт/м2К; 1-й период: (1=22,137*0,957*45-1,065=0.368 ч; -0.1725 2-й период: (2=95,98*45-0,483 *75,71-0,3025*(45) =1,225 ч 3-й период: (3=947*(45-2)-1,4850,011*6,195=0,242 ч ((К = 1,55 ч Теплопритоки: Q1=[pic]*(348,6-31,4) =72956 Вт [pic] Вт Q3=5,424*(32+45)=417,65 Вт - tнр=5(С, t0=-40(С, (=88,037 Вт/м2К; 1-й период: (1=22,137*0,957*40-1,065=0,416 ч; -0.1725 2-й период: (2=95,98*40-0,483 *75,71-0,3025*(40) =1,361 ч 3-й период: (3=947*(40-2)-1,4850,011*6,195=0,291 ч ((К = 1,551 ч Теплопритоки: Q1=[pic]*(348,6-31,4) =65308 Вт [pic] Вт Q3=5,424*(32+40)=390,53 Вт - tнр=5(С, t0=-35(С, (=88,037 Вт/м2К; 1-й период: (1=22,137*0,957*35-1,065=0,480 ч; -0.1725 2-й период: (2=95,98*35-0,483 *75,71-0,3025*(35) =1,534 ч 3-й период: (3=947*(35-2)-1,4850,011*6,195=0,359 ч ((К = 1,784 ч Теплопритоки: Q1=[pic]*(366,4-31,4) =89896 Вт [pic] Вт Q3=5,424*(32+55)=472 Вт Остальной расчет ведется аналогично и все данные водятся в таблице 5.1. Расчеты суммарных теплопритоков и производительности морозильного комплекса. Таблица 5.1 |tнр, (С |5 |10 | |- 28 |- 33,7 |- 35,0 |- 36,2 |- 37,5 | |- 25 |- 30,7 |- 32,0 |- 33,2 |- 34,5 | |- 20 |- 25,7 |- 27,0 |- 28,2 |- 29,5 | |- 15 |- 20,7 |- 22,0 |- 23,2 |- 24,5 | По результатам расчета в табл. 7.1 строим графики рис. 7.1 и 7.2 8. Получение математической модели агрегата и его характеристик, состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315 8. Получение математической модели агрегата и его характеристик, состоящего из КМ S3 – 900 / S3 – 315 Задаемся температурой конденсации исходя из пределов работы ступеней tк=(20; 25; 30; 35; 40; 45) °C; Задаемся температурой кипения исходя из пределов работы ступеней t0=(-55; -50; -45; -40) °C; 8.1. Исходные данные: Vh – S3 – 900=792 м3/ч Vh – S3 – 315=792 м3/ч Пределы работы ступеней S3 – 900: t0= -50 ( -40 °C tк= -20 ( -10 °C S3 – 315: t0= -20 ( -10 °C tк= 10 ( 40 °C t0= -45 ( -30 °C; tк= -20 ( -10 °C Коэффициенты для расчета а1= -11,241; а2= b2=0; b1= -3.533*10-2; c2= 1.515*10-3; c1= 2.478; d2=7.327*10-2; d1=0.689*10-2; Пример расчета: tк=20°C; t=55°C; Производим расчет давления кипения Р0: Р0=0,541*10-10*( t0+140)4,6446=0,541*10-10*( -55+140)4,6446=0,10529 МПа (8.1) Рассчитываем давление конденсации Рк: Рк=0,3797*10-8*( tк+120)3,9054=0,3797*10-8*(20+120)3,9054= 0,909797 МПа (8.2) Производим расчет промежуточного давления и температуры Рm; tm Pm=[pic]0.479278 Мпа; (8.3) Tm=148,4223* Pm0,2463-125(С=148,4223*0,4792780,2463-125= -1,17 (С (8.4) Расчет хладопроизводительности Q0 для КМ S3-900 Q0=Vh*exp(a1+b1tк)*(t0+90)=792*exp(-11.241-3.533*10-2)*(55+90)=170.263Вт (8.5) Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-900 Ne=Vh*(a2tк+b2)*t0+(c2tк+d2)=792*(0+20+0)*-55+(1.515*10-3*20+7.327*10-2)= =56.63 Вт (8.6) Расчет эффективной мощности Nе для КМ S3-315 Ne=Vh*(a2tк+b2)*t0+(c2tк+d2)=317*(0+20+0)*-1,17+(1.515*10-3+7.327*10-2)= =35.019 Вт Расчет эффективной мощности Nе( для тандемного агрегата состоящего из компрессоров S3-900 / S3-315 Nе( = Nеснд+ Nесвд=56,63+35,019=91,65 Вт (8.7) Аналогично ведем расчет для остальных температур. Результаты расчетов заносим в таблицу 8.1. Расчет хладопроизводительности и эффективной мощности агрегата Таблица 8.1 |tк, (С |20 |25 |30 | | |10 |15 |20 |30 | |Трюм|Давление МПа | | | | | | |- кипения |0,08455 |0,04372 |-0,01382 |-0,00729 | | |- конденсации |10,5481 |10,9461 |12,4733 |13,5218 | | |Температура кипения °C |-36,779 |-37,643 |-38,988 |-40,036 | | |Температура на входе в КМ, |-16,852 |-17,735 |-18,982 |-20,033 | | |°C | | | | | | |Температура нагнетания, °C |82,190 |82,988 |84,322 |85,799 | | |Температура перед РВ |30 |30 |30 |30 | | |испарительной системы, °C | | | | | | |Температура охл. воздуха, °C|-28 |-28 |-28 |-28 | | |Сила тока эл. дв.КМ |63,119 |64,528 |67,733 |71,329 | | |Коэффициент регулирования |0,188 |0,207 |0,253 |0,321 | |Моро|Давление МПа | | | | | |зиль| | | | | | |ный | | | | | | |агре| | | | | | |гат | | | | | | | |- кипения |-0,4587 |-0,4517 |-0,4332 |-0,4102 | | |- конденсации |10,5481 |10,9461 |12,4733 |13,5218 | | |Температура кипения °C |-50,5481 |-50,006 |-49,508 |-48,736 | | |Температура нагнетания, °C |82,190 |82,988 |84,322 |85,799 | | |Температура перед РВ |30 |30 |30 |30 | | |испарительной системы, °C | | | | | | |Производительность МК |67,908 |65,015 |63,141 |61,136 | | |Сила тока эл. дв.КМ |109,314 |109,679 |110,251 |111,0348 | 10. Выводы и рекомендации 10. Выводы и рекомендации По данной дипломной работе можно сделать вывод, что вместе с реализацией лучших достижений современной холодильной техники данная СХУ имеет некоторые недостатки, выражающиеся в конструктивных недоработках тех или иных узлов СХУ. 10.1 конструкция фреонового насоса CNF 10/165 недоработана в части защиты обмотки ротора приводного электродвигателя от воздействия жидкого фреона, что приводит к понижению сопротивления изоляции и как следствие к замыканию и выходу насоса из строя. Рекомендации: защитный кожух из металла на ротор злектродвигателя, чтобы обмотка не имена контакта с жидким хладагентом, что практикуется на насосах других марок. 10.2 Недоработан узел возврата масла из потока циркуляции маслофреоновой смеси через ЦР. В результате масло застывает в ТВМ (теплообменник возврата масла) и в обратнойм клапане на пути паров хладагента и масла на дозаряд в КМ СНД S3-900, нарушая режим работы СХУ. Рекомендации: установить РТО (регенеративный теплообменник) по пути паров масла на дозаряд с использованием тепла нагнетательных паров КМ СНД. Данный узел: см. рис 10.1 |[pic] | |Рис. 10.1 | Данный узел после установки РТО, см. рис. 10.2 |[pic] | |Рис. 10.2 | 10.3 Применяемый ОЖФ секционный по принципу «труба в трубе» через 6 – 8 лет после эксплуатации выходит из строя – появляется течь сварных соединений из-за коррозийного износа и значительной температурной разности сред на входе и выходе внутренних труб через выпуклое донышко, что создает трудности в ремонте из-за низкой ремонтопригодности этой части ОЖФ. Рекомендации: применить кожухотрубный ОЖФ с «сухим» испарением в трубах и циркуляцией переохлажденного хладагента в межтрубном пространстве. 10.4. Как видно из работы данной СХУ все неполадки происходят из-за пониженной температуры to и высокой температуры замерзания. Так при to = -56°С применяется масло зарубежного производства ХК-57. Shell Clamis C46, Shell S0, Castrol Icemet 299 и т.д. данные масла рекомендуются для применения при to до -50°С. Рекомендации: предлагается обратиться к промышленности и науке для разработки и получения отечественных масел для низкотемпературных СХУ (с температурой застывания масла -65 – 70°С), чтобы не иметь проблем с замерзанием масла в системах. 10.5. Серьезная проблема возникает с техническим состоянием трубок из алюминиевого сплава на подаче фреона в плиты роторного МА FCP 25-3. На стыке различных металлов происходит интенсивное разрушение поверхностного слоя металла алюминиевого сплава, превращение его в быстрооблетающую белую пыльцу. Например, у находящегося на промысле СТМ «Калуга» по этой причине вышел из строя один МА. Рекомендации: данная проблема решается постоянной (один раз в неделю) очисткой трубок от окислов и покрытие их слоем эпоксидной смолы или другим антикоррозионным покрытием, например типа «Мифотекс» (жидкий металл зарубежного производства). В целом данная холодильная установка хорошо может эксплуатироваться на данном судне БМРТ типа «Маяковский» 11. Охрана труда. 11. Охрана труда. Охрана труда – это система законодательных социально-экономических, технических. Санитарно - гигиенических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Охрана труда имеет непосредственную связь с рядом общеобразовательных и специальных дисциплин, она базируется на знаниях экономики, организации производства, психологии, физиологии труда, технической эстетики. Рассматриваемые вопросы: 11.1 Опасные и вредные факторы при эксплуатации судовых холодильных установок (СХУ) - вредные вещества в воздухе - шумовые факторы - вибрация - электробезопасность 11.2 Техника безопасности при ремонте оборудования СХУ 11.3 Пожарная безопасность 11.1. В данной дипломной работе была рассмотрена холодильная установка, работающая на фреоне 22. Этот холодильный агент обладает высокой текучестью и проходит даже через мелкие поры металла в таких местах, где менее текучие газы (аммиак или азот) при равных условиях пройти не могут. |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|