Короткий И.А. Машины низкотемпературной техники - файл n1.doc

Короткий И.А. Машины низкотемпературной техники
скачать (12733.6 kb.)
Доступные файлы (2):

n1.doc	4345kb.	25.04.2008 18:56	скачать
n2.doc	14930kb.	30.01.2009 12:50	скачать

---

Смотрите также:
• Фортов В.Е. (редактор) Энциклопедия низкотемпературной плазмы, том 03, Разделы 06-09 (Документ)
• Фортов В.Е. (редактор) Энциклопедия низкотемпературной плазмы, том 01, Разделы 01-03 (Документ)
• Фортов В.Е. (редактор) Энциклопедия низкотемпературной плазмы, том Б-03-1, Разделы 01-10 (Документ)
• Очкин В.Н. Спектроскопия низкотемпературной плазмы (Документ)
• Расщепкин А.Н. Теплообменные аппараты машин низкотемпературной техники (Документ)
• Короткий Р.П., Курапин В.Н., Цыганов В.В. Защита электрических сетей 0,4 кВ (Документ)
• Грачев А.Б., Калинин Н.В. Получение и использование низких температур (Документ)
• Крысанов К.С. Автореферат к диссертации Рзработка и исследование вакуумно-испарительных холодильных машин с использованием воды как холодильного агента (Документ)
• Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы (Документ)
• Игнатович В.М., Усачева Т.В., Муратова Е.А. Асинхронные машины (Документ)
• Кузнецов Г.Д., Кушхов А.Р., Билалов Б.А. Элионная технология в микро - и наноиндустрии (Документ)
• Абдульманов Х.А., Владарчик И.Ф., Ерко О.В. Установки и системы низкотемпературной техники (Документ)

n1.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Кемеровский технологический институт

пищевой промышленности

И.А. Короткий

Машины низкотемпературной техники

Часть I
Учебное пособие для студентов специальности 101700

«Холодильные, криогенные установки и системы

кондиционирования» всех форм обучения

Кемерово 2004

УДК: 621.56(075)

Печатается по решению Редакционно-издательского совета Кемеровского технологического института пищевой промышленности

Рецензенты : доктор техн. наук, профессор кафедры стационарных и транспортных машин Кузбасского Технического Университета Моисеев Л.Л.

канд. техн. наук, доцент кафедры «Коммерции и маркетинга» Кемеровского института Российского Государственного Торгово–экономического Университета Харлампенков Е.И.

Короткий И.А. Машины низкотемпературной техники: Учебное пособие. Часть I /, –Кемеровский технологический институт пищевой промышленности - Кемерово, 2004. - с

ISBN 5-89289-171-2

В учебном пособии приведены основы теории и расчета компрессоров и детандеров – машин, применяемых в низкотемпературной технике. Приведены основные термины и определения, дана классификация, рассмотрено устройство и принцип действия основных типов компрессорных и детандерных машин, дана их технико-экономическая характеристика. Предложены контрольные вопросы для проверки качества усвоения теоретического материала.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 101700 дистанционной формы обучения

ISBN 5-89289-171-2

22040000

М __________

У50(03)-04

© - Кемеровский

технологический

институт пищевой

промышленности, 2004

ВВЕДЕНИЕ

Охлаждением называется процесс отвода теплоты или отдачи работы, который сопровождается понижением температуры и протекает с участием не менее двух тел: охлаждаемого и охлаждающего.

В холодильной технике различают естественное и искусственное охлаждение. Естественное охлаждение осуществляется вследствие самопроизвольной передачи теплоты окружающей среде, имеющей более низкую температуру.

Искусственный холод получают двумя способами. Первый основан на аккумулировании естественного холода. Второй способ – машинное охлаждение. Согласно второму закону термодинамики для получения холода необходимо затратить внешнюю работу. При этом теплота отводится от охлаждаемого тела и передается окружающей среде. Температура охлаждаемого тела ниже температуры окружающей среды, поэтому говорят, что охлаждаемое тело является источником теплоты низкой температуры, а окружающая среда – источником теплоты высокой температуры.

Машинное охлаждение осуществляют с помощью холодильных машин – устройств, осуществляющих перенос теплоты с низкого температурного уровня на более высокий температурный уровень. Существуют несколько типов холодильных машин: компрессионные, теплоиспользующие, термоэлектрические и т.д.

Наиболее широкое распространение в настоящее время получили компрессионные холодильные машины. Машины этого типа используют для переноса теплоты механическую работу. Одним из основных элементов этих машин является компрессор – машина сжимающая и перемещающая паро– и газообразное рабочее вещество. В некоторых типах компрессионных холодильных машин используются детандеры – машины, предназначенные для расширения газообразного рабочего вещества.

В курсе «Машины низкотемпературной техники» изучаются рабочие процессы и теория машин для сжатия и расширения газов (компрессоров и детандеров), конструкции отдельных элементов и машины в целом, а также усвоение современных методов расчета и конструирования, обеспечивающих экономичное производство и эффективную эксплуатацию этих устройств, а также холодильных машин в состав которых входят компрессоры и детандеры.

1. 
   Расширительные и компрессорные машины
   

низкотемпературной техники

1. Особенности работы компрессоров в холодильных машинах

В холодильной промышленности компрессоры используются в компрессионных холодильных машинах. Компрессор является одним из основных элементов холодильной машины; самым сложным и дорогостоящим. Он предназначен для отсасывания паров холодильного агента из испарителя и поддержания необходимой разности давлений холодильного агента между испарителем и конденсатором. Компрессор в значительной степени определяет технико-экономические показатели производства холода и эксплуатации холодильных машин.

Условия работы холодильных компрессоров отличаются от условий работы общепромышленных машин. Они характеризуются следующими особенностями:

• 
  из-за изменения внешних условий работы холодильной машины компрессор работает в широком диапазоне изменения давлений нагнетания и всасывания и большой разности этих давлений;
  
• 
  многие рабочие вещества легко растворяются в смазочном масле, что оказывает существенное влияние на рабочие процессы в холодильном компрессоре и, как правило, снижают надежность подшипниковых узлов;
  
• 
  всасываемый компрессором пар имеет низкую температуру и может содержать неиспарившиеся капли рабочего вещества;
  
• 
  рабочие процессы объемных компрессоров (имеющих периодический характер процесса сжатия) могут сопровождаться периодической конденсацией некоторого количества рабочего вещества на внутренних стенках рабочей полости с последующим его испарением;
  
• 
  многие рабочие вещества обладают высокой степенью проницаемости не только через разъемы, но и через поры чугунных отливок, в то же время утечки рабочего вещества, как и подсос воздуха в компрессор совершенно недопустимы;
  
• 
  компрессоры холодильных машин работают с холодильными агентами, имеющими большой диапазон изменения физических и химических свойств: плотности, вязкости, текучести, химической стойкости и активности.
  

Важной особенностью компрессоров объемного действия является возможность их работы на любых холодильных агентах без изменения их конструкции. Эти компрессоры работают, как правило, при наличии масла в рабочем пространстве. Важной особенностью компрессоров динамического действия является полное отсутствие масла в рабочем пространстве, так как они работают на холодильном агенте не содержащем масла.

К холодильным компрессорам предъявляются высокие требования, вытекающие из их роли и условий работы в составе холодильной машины. Основными из них являются:

• 
  высокая надежность и достаточный моторесурс работы основных узлов и компрессора в целом, обеспечивающих заданные режимы работы холодильной машины;
  
• 
  высокая энергетическая эффективность в широком диапазоне изменения параметров работы компрессора – перепада и степени повышения давлений, а также производительности;
  
• 
  возможность полной автоматизации работы компрессора и надежная эксплуатация его без обслуживающего персонала;
  
• 
  высокая степень герметизации;
  
• 
  низкие скорости движения пара в клапанах и трактах компрессоров, работающих с холодильными агентами;
  
• 
  технологичность конструкции, высокая степень унификации деталей и узлов компрессора, доступность материалов для их изготовления, малая материалоемкость;
  
• 
  низкий уровень шума и механической вибрации.
  

Выбор того или иного компрессора зависит от условий работы, требуемой холодопроизводительности и свойств холодильного агента. Научно обоснованный выбор производится только на основе технико-экономического расчета.

2. 
   Классификация компрессорных машин
   

Компрессоры, различные по давлению, производительности, сжимаемой среде, условиям окружающей среды, имеют большое разнообразие конструкций и типов. Компрессоры характеризуются по ряду характерных признаков.

1. 
   По принципу действия компрессоры подразделяются на объемные и динамического действия. Под принципом действия понимают основную особенность процесса повышения давления, зависящую от конструкции компрессора.
   

• 
  Объемные – сжатие газов в такого типа компрессорах осуществляется за счет изменения замкнутого объема, в котором находится сжимаемый газ (поршневые, винтовые, ротационные, спиральные компрессоры). Рабочие органы машин этого класса всасывают определенный объем газа, сжимают его и перемещают в камеру нагнетания. Это машины дискретного действия, рабочие процессы в которых осуществляются строго последовательно и циклически.
  

• 
  Компрессоры динамического действия – сжатие газов осуществляется в потоке рабочего вещества непрерывно, вследствие взаимодействия газа с вращающимся лопаточным аппаратом. В результате происходит преобразование кинетической энергии движения газа в потенциальную энергию давления. К компрессорам динамического действия относятся центробежные и осевые компрессоры (их называют турбокомпрессорами).
  

2. 
   По назначению компрессоры классифицируются по отрасли производства, для которых они предназначены:
   

• 
  химические;
  
• 
  энергетические;
  
• 
  холодильные;
  
• 
  криогенные.
  

3. 
   По характеристики сжимаемого газа:
   

• 
  воздушные;
  
• 
  кислородные;
  
• 
  хлорные;
  
• 
  аммиачные;
  
• 
  фреоновые.
  

4. 
   По развиваемому давлению:
   

• 
  вентиляторы - сжимают газ до избыточного давления Р0,015 МПа;
  
• 
  газодувки - сжимают газ до избыточного давления Р<0,2 МПа;
  
• 
  компрессоры - сжимают газ до более высоких давлений.
  

---